Kako elementi rijetkih zemalja omogućavaju modernu tehnologiju

U svemirskoj operi Franka Herberta "Dine", dragocjena prirodna supstanca nazvana "mješavina začina" daje ljudima sposobnost da se kreću ogromnim svemirom kako bi uspostavili međuzvjezdanu civilizaciju. U stvarnom životu na Zemlji, grupa prirodnih metala zvanih rijetki zemni elementi omogućila je modernu tehnologiju. Potražnja za ovim ključnim komponentama gotovo svih modernih elektronskih proizvoda naglo raste.

Rijetke zemljezadovoljiti hiljade različitih potreba – na primjer, cerijum se koristi kao katalizator za rafinaciju nafte, dokgadolinijhvata neutrone u nuklearnim reaktorima. Ali najistaknutija sposobnost ovih elemenata leži u njihovoj luminiscenciji i magnetizmu.

Oslanjamo se na rijetku zemlju da bojimo ekran našeg pametnog telefona, koristimo fluorescenciju da pokažemo autentičnost euro novčanica i prenosimo signale na dnu mora putem optičkih kablova. Također su neophodni za proizvodnju nekih od najjačih i najpouzdanijih magneta na svijetu. Oni stvaraju zvučne valove u vašim slušalicama, poboljšavaju digitalne informacije u svemiru i mijenjaju putanju raketa za termalno pretraživanje. Rijetke zemlje također promoviraju razvoj zelenih tehnologija, kao što su energija vjetra i električna vozila, a mogu čak i proizvesti nove komponente kvantnog kompjutera. Stephen Boyd, sintetički hemičar i nezavisni konsultant, rekao je: „Ova lista je beskrajna. Oni su svuda

QQ截图20230705120656

Rijetka zemlja se odnosi na lantanid lutecij i 14 elemenata između lantana iitrijum, koji se često javljaju u istom ležištu i imaju hemijska svojstva slična Lantanidima. Ovi metali sive do srebrne boje obično imaju plastičnost i visoke tačke topljenja i ključanja. Njihova tajna snaga leži u njihovim elektronima. Svi atomi imaju jezgro okruženo elektronima, koji se nalaze u području koje se zove orbita. Elektroni u orbiti najdalje od jezgra su valentni elektroni, koji učestvuju u hemijskim reakcijama i formiraju veze sa drugim atomima.

Većina lantanida ima još jednu važnu grupu elektrona, nazvanu “f-elektroni”, koji žive u zlatnoj zoni blizu valentnog elektrona, ali malo blizu jezgra. Ana de Bettencourt Dias, neorganski hemičar na Univerzitetu Nevada u Renou, rekla je: “Upravo ovi f elektroni uzrokuju magnetska i luminiscentna svojstva rijetkih zemljanih elemenata.”

Rijetke zemlje su grupa od 17 elemenata (označeno plavom bojom na periodnom sistemu). Podskup rijetkih zemnih elemenata naziva se Lantanid (lutecijum, Lu, plus linija na čijem je čelulantan, La). Svaki element sadrži ljusku, koja obično sadrži f elektrona, što čini da ovi elementi imaju magnetna i svjetleća svojstva.


Vrijeme objave: Jul-05-2023