Hogyan teszik lehetővé a ritkaföldfém-elemek a modern technológiát

Frank Herbert „Dűnék” című űroperájában a „fűszerkeveréknek” nevezett értékes természetes anyag képessé teszi az embereket arra, hogy eligazodjanak a hatalmas univerzumban, hogy létrehozzanak egy csillagközi civilizációt. A valós földi életben a természetes fémek egy csoportja, az úgynevezett ritkaföldfém elemek tette lehetővé a modern technológiát. Szinte minden modern elektronikai termék e kulcsfontosságú alkatrészei iránti kereslet meredeken növekszik.

Ritkaföldfémektöbb ezer különböző igény kielégítésére – például a cériumot olajfinomítási katalizátorként használják, míggadolíniumbefogja a neutronokat az atomreaktorokban. De ezeknek az elemeknek a legszembetűnőbb képessége lumineszcenciájukban és mágnesességükben rejlik.

A ritkaföldfémekre támaszkodunk okostelefonunk képernyőjének színezésében, fluoreszcenciával az euróbankjegyek hitelességének kimutatására, valamint a jelek továbbítására a tengerfenéken optikai kábeleken keresztül. A világ legerősebb és legmegbízhatóbb mágneseinek gyártásához is szükségesek. Hanghullámokat generálnak a fejhallgatóban, javítják a digitális információkat az űrben, és megváltoztatják a hőkereső rakéták pályáját. A ritkaföldfémek a zöld technológiák, például a szélenergia és az elektromos járművek fejlesztését is előmozdítják, és akár a Quantum számítógép új alkatrészeit is előállíthatják. Stephen Boyd, szintetikus vegyész és független tanácsadó azt mondta: „Ez a lista végtelen. Mindenhol ott vannak

QQ截图20230705120656

A ritkaföldfém a lantanid lutéciumra, valamint a lantán és a 14 elemre vonatkozikittrium, amelyek gyakran ugyanabban a lelőhelyben fordulnak elő, és a lantanidhoz hasonló kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezek a szürkétől az ezüstig terjedő színű fémek általában plaszticitással és magas olvadásponttal és forrásponttal rendelkeznek. Titkos erejük az elektronjaikban rejlik. Minden atomnak van egy atommagja, amelyet elektronok vesznek körül, amelyek egy pályának nevezett régióban találhatók. Az atommagtól legtávolabbi pályán lévő elektronok a vegyértékelektronok, amelyek kémiai reakciókban vesznek részt, és kötéseket alkotnak más atomokkal.

A legtöbb lantanidnak van egy másik fontos elektroncsoportja, az úgynevezett „f-elektronok”, amelyek az aranyzónában élnek a Valence elektron közelében, de kissé közel az atommaghoz. Ana de Bettencourt Dias, a Renói Nevadai Egyetem szervetlen vegyésze azt mondta: „Ezek az f elektronok okozzák a ritkaföldfémek mágneses és lumineszcens tulajdonságait.”

A ritkaföldfémek 17 elemből álló csoportot alkotnak (kék színnel jelölve a periódusos táblázatban). A ritkaföldfémek egy részhalmazát Lantanidnak nevezik (lutécium, Lu, plusz az általa vezetett vonallantán, La). Minden elem tartalmaz egy héjat, amely általában f elektront tartalmaz, ami miatt ezek az elemek mágneses és fényes tulajdonságokkal rendelkeznek.


Feladás időpontja: 2023.05.05