Ce estepământ rar?
Ființele umane au o istorie de peste 200 de ani de la descoperirea pământurilor rare în 1794. Deoarece erau puține minerale din pământuri rare găsite la acea vreme, doar o cantitate mică de oxizi insolubili în apă au putut fi obținute prin metoda chimică. Din punct de vedere istoric, astfel de oxizi au fost numiți în mod obișnuit „pământ”, de unde și numele de pământ rar.
De fapt, mineralele din pământuri rare nu sunt rare în natură. Pământul rar nu este pământ, ci un element metalic tipic. Tipul său activ este doar al doilea după metalele alcaline și metalele alcalino-pământoase. Au mai mult conținut în crustă decât cuprul, zincul, staniul, cobaltul și nichelul obișnuit.
În prezent, pământurile rare au fost utilizate pe scară largă în diverse domenii precum electronică, petrochimie, metalurgie etc. Aproape la fiecare 3-5 ani, oamenii de știință sunt capabili să descopere noi utilizări pentru pământurile rare, iar din șase invenții nu se poate face. fără pământuri rare.
China este bogată în minerale de pământuri rare, ocupându-se pe primul loc în trei clasamente mondiale: rezerve, scară de producție și volumul exporturilor. În același timp, China este, de asemenea, singura țară care poate furniza toate cele 17 metale rare, în special pământuri rare medii și grele, cu aplicații militare extrem de proeminente.
Compoziția elementelor pământuri rare
Elementele pământurilor rare sunt compuse din elemente lantanide din tabelul periodic al elementelor chimice:lantan(La),ceriu(Ce),praseodimiu(Pr),neodim(Nd), prometiu (Pm),samariu(Sm),europiu(UE),gadoliniu(Gd),terbiu(Tb),disprozie(Dy),holmiu(Ho),erbiu(Er),tuliu(Tm),iterbiu(Yb),lutețiu(Lu) și două elemente strâns legate de lantanidă:scandiu(Sc) șiytriu(Y).
Se numestePământ rar, prescurtat ca Pământ Rar.
Clasificarea elementelor pământurilor rare
Clasificat după proprietățile fizice și chimice ale elementelor:
Elemente ușoare de pământuri rare:scandiu, ytriu, lantan, ceriu, praseodim, neodim, prometiu, samariu, europiu
Elemente grele de pământuri rare:gadoliniu, terbiu, disproziu, holmiu, erbiu, tuliu, iterbiu, lutetiu
Clasificat după caracteristicile minerale:
Grupa ceriu:lantan, ceriu, praseodim, neodim, prometiu, samariu, europiu
Grupul de ytriu:gadoliniu, terbiu, disproziu, holmiu, erbiu, tuliu, iterbiu, lutetiu, scandiu, ytriu
Clasificare prin separare prin extracție:
Pământ rar ușor (P204 extracție cu aciditate slabă): lantan, ceriu, praseodim, neodim
Pământuri rare medii (P204 extracție cu aciditate scăzută):samariu, europiu, gadoliniu, terbiu, disproziu
Pământuri rare grele (extracția acidității în P204):holmiu, erbiu, tuliu, iterbiu, lutetiu, ytriu
Proprietățile elementelor pământurilor rare
Peste 50 de funcții ale elementelor pământurilor rare sunt legate de structura lor electronică unică 4f, făcându-le utilizate pe scară largă atât în domeniul materialelor tradiționale, cât și al materialelor noi de înaltă tehnologie.
orbita electronilor 4f
1. Proprietăți fizice și chimice
★ Are proprietăți metalice evidente; Este gri argintiu, cu excepția praseodimiului și a neodimului, apare galben deschis
★ Culori bogate de oxid
★ Formează compuși stabili cu nemetale
★ Metal plin de viață
★ Ușor de oxidat în aer
2 Proprietăți optoelectronice
★ Substratul 4f neumplut, unde electronii 4f sunt protejați de electroni exteriori, rezultând diferiți termeni spectrale și niveluri de energie
Atunci când electronii 4f tranzitează, ei pot absorbi sau emite radiații de diferite lungimi de undă din ultraviolete, vizibile în regiunile infraroșii, făcându-le adecvate ca materiale luminiscente
★ Conductivitate bună, capabilă să pregătească metale din pământuri rare prin metoda electrolizei
Rolul electronilor 4f ai elementelor pământului rare în materiale noi
1.Materiale care utilizează caracteristici electronice 4f
★ Aranjamentul spin al electronilor 4f:manifestat ca magnetism puternic – potrivit pentru utilizare ca materiale cu magnet permanenti, materiale pentru imagistica RMN, senzori magnetici, supraconductori etc.
★ Tranziția electronilor orbital 4f: se manifestă ca proprietăți luminiscente – potrivite pentru utilizarea ca materiale luminiscente precum fosfor, lasere infraroșii, amplificatoare cu fibre etc.
Tranziții electronice în banda de ghidare a nivelului de energie 4f: se manifestă ca proprietăți de colorare – potrivite pentru colorarea și decolorarea componentelor punctelor fierbinți, pigmenți, uleiuri ceramice, sticlă etc.
2 este indirect legat de electronul 4f, folosind raza ionică, sarcina și proprietățile chimice
★ Caracteristici nucleare:
Secțiune transversală mică de absorbție a neutronilor termici – potrivită pentru utilizarea ca materiale structurale ale reactoarelor nucleare etc.
Secțiune transversală mare de absorbție a neutronilor – potrivită pentru ecranarea materialelor reactoarelor nucleare etc
★ Pământuri rare Raza ionică, sarcină, proprietăți fizice și chimice:
Defecte ale rețelei, rază ionică similară, proprietăți chimice, sarcini diferite – potrivite pentru încălzire, catalizator, element sensibil etc.
Specific structural – potrivit pentru utilizare ca materiale catodice din aliaj de stocare a hidrogenului, materiale cu absorbție la microunde etc.
Proprietăți electro optice și dielectrice - potrivite pentru utilizare ca materiale de modulare a luminii, ceramică transparentă etc
Ora postării: Iul-06-2023