Шта јеретка земља?
Људска бића имају историју дугу преко 200 година од открића ретких земних елемената 1794. године. Пошто је у то време пронађено мало минерала ретких земаља, хемијским методом могла се добити само мала количина оксида нерастворљивих у води. Историјски гледано, такви оксиди су се уобичајено називали „земља“, па отуда и назив ретка земља.
У ствари, минерали ретких земаља нису ретки у природи. Ретки земни елементи нису земља, већ типичан метални елемент. Његов активни тип је други по заступљености после алкалних и земноалкалних метала. Имају већи садржај у кори од обичног бакра, цинка, калаја, кобалта и никла.
Тренутно се ретке земље широко користе у разним областима као што су електроника, петрохемија, металургија итд. Скоро сваких 3-5 година, научници су у стању да открију нове примене за ретке земље, а од сваких шест проналазака, један не може без ретких земаља.
Кина је богата минералима ретких земаља, рангирајући се на првом месту у три светске ранг листе: резерве, обим производње и обим извоза. Истовремено, Кина је и једина земља која може да обезбеди свих 17 метала ретких земаља, посебно средње и тешке ретке земље са изузетно истакнутом војном применом.
Састав ретких земних елемената
Ретки земни елементи су састављени од лантаноидних елемената у периодном систему хемијских елемената:лантан(Ла),церијум(Це),празеодимијум(Пр),неодимијум(Nd), прометијум (Pm),самаријум(См),европијум(ЕУ),гадолинијум(Бог),тербијум(Тб),диспрозијум(Dy),холмијум(Хо),ербијум(Ер),тулијум(Тм),итербијум(Yb),лутецијум(Lu), и два елемента блиско повезана са лантанидом:скандијум(Наука) иитријум(Y).
Зове сеРетка земља, скраћено као Ретка земља.
Класификација ретких земних елемената
Класификовани према физичким и хемијским својствима елемената:
Лаки реткоземни елементи:скандијум, итријум, лантан, церијум, празеодимијум, неодимијум, прометијум, самаријум, европијум
Тешки реткоземни елементи:гадолинијум, тербијум, диспрозијум, холмијум, ербијум, тулијум, итербијум, лутецијум
Класификовано по карактеристикама минерала:
Церијумова група:лантан, церијум, празеодимијум, неодимијум, прометијум, самаријум, европијум
Итријумова група:гадолинијум, тербијум, диспрозијум, холмијум, ербијум, тулијум, итербијум, лутецијум, скандијум, итријум
Класификација екстракцијом и раздвајањем:
Лака ретка земља (екстракција слабе киселости P204)лантан, церијум, празеодимијум, неодимијум
Средње реткоземна земља (екстракција са ниском киселошћу P204):самаријум, европијум, гадолинијум, тербијум, диспрозијум
Тешки ретки земни елементи (екстракција киселости у P204):холмијум, ербијум, тулијум, итербијум, лутецијум, итријум
Особине елемената ретких земаља
Више од 50 функција елемената ретких земаља повезано је са њиховом јединственом 4f електронском структуром, што их чини широко коришћеним и у традиционалним материјалима и у областима високотехнолошких нових материјала.
4f електронска орбита
1. Физичка и хемијска својства
★ Има очигледна метална својства; сребрно сиве је боје, осим празеодимијума и неодимијума, који изгледају светло жуто
★ Богате оксидне боје
★ Формирају стабилна једињења са неметалима
★ Живахни метал
★ Лако оксидира на ваздуху
2 Оптоелектронска својства
★ Непопуњени 4f подслој, где су 4f електрони заштићени спољашњим електронима, што резултира различитим спектралним члановима и енергетским нивоима
Када 4f електрони прелазе, они могу да апсорбују или емитују зрачење различитих таласних дужина од ултраљубичастих, видљивих до инфрацрвених подручја, што их чини погодним као луминесцентни материјали.
★ Добра проводљивост, способна за припрему ретких земних метала методом електролизе
Улога 4f електрона ретких земних елемената у новим материјалима
1. Материјали који користе 4ф електронске карактеристике
★ 4f распоред спина електрона:манифестује се као јак магнетизам – погодан за употребу као материјали за сталне магнете, материјали за МРИ снимање, магнетни сензори, суперпроводници итд.
★ 4f орбитални електронски прелаз: манифестује се као луминесцентна својства – погодно за употребу као луминесцентни материјали као што су фосфори, инфрацрвени ласери, влакнасти појачавачи итд.
Електронски прелази у водиљној зони енергетског нивоа 4f: манифестују се као својства бојења – погодни за бојење и обезбојавање компоненти врућих тачака, пигмената, керамичких уља, стакла итд.
2 је индиректно повезан са 4f електроном, користећи јонски радијус, наелектрисање и хемијска својства
★ Нуклеарне карактеристике:
Мали попречни пресек апсорпције топлотних неутрона – погодан за употребу као структурни материјали нуклеарних реактора итд.
Велики попречни пресек апсорпције неутрона – погодан за заштитне материјале нуклеарних реактора итд.
★ Радијус, наелектрисање, физичка и хемијска својства ретких земних јонских елемената:
Дефекти решетке, сличан јонски радијус, хемијска својства, различита наелектрисања – погодно за грејање, катализатор, сензорски елемент итд.
Структурна специфичност – погодна за употребу као катодни материјали легура за складиштење водоника, материјали за апсорпцију микроталаса итд.
Електрооптичка и диелектрична својства – погодна за употребу као материјали за модулацију светлости, провидна керамика итд.
Време објаве: 06.07.2023.