Τι είναισπάνια γη?
Τα ανθρώπινα όντα έχουν ιστορικό άνω των 200 ετών από την ανακάλυψη των σπάνιων γαιών το 1794. Δεδομένου ότι υπήρχαν λίγα ορυκτά σπάνια γη που βρέθηκαν εκείνη τη στιγμή, μόνο μια μικρή ποσότητα νερού αδιάλυτα οξείδια θα μπορούσαν να ληφθούν με χημική μέθοδο. Ιστορικά, τέτοια οξείδια ονομάζονταν συνήθως "γη", εξ ου και το όνομα της σπάνιων γης.
Στην πραγματικότητα, το ορυκτό σπάνιο γιο δεν είναι σπάνιο στη φύση. Η σπάνια γη δεν είναι Γη, αλλά ένα τυπικό μεταλλικό στοιχείο. Ο ενεργός τύπος του είναι μόνο δεύτερος σε αλκαλικά μέταλλα και μέταλλα αλκαλικής γης. Έχουν περισσότερο περιεχόμενο στο φλοιό από τον κοινό χαλκό, ψευδάργυρο, κασσίτερο, κοβάλτιο και νικέλιο.
Επί του παρόντος, οι σπάνιες γη έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε διάφορους τομείς όπως τα ηλεκτρονικά, τα πετροχημικά, η μεταλλουργία κλπ. Σχεδόν κάθε 3-5 χρόνια, οι επιστήμονες είναι σε θέση να ανακαλύψουν νέες χρήσεις για σπάνιες γη και από κάθε έξι εφευρέσεις, δεν μπορεί κανείς να κάνει χωρίς σπάνιες γης.
Η Κίνα είναι πλούσια σε ορυκτά σπάνια γη, κατατάσσεται πρώτα σε τρεις παγκόσμιες βαθμολογίες: αποθεματικά, κλίμακα παραγωγής και όγκο εξαγωγής. Ταυτόχρονα, η Κίνα είναι επίσης η μόνη χώρα που μπορεί να προσφέρει και τα 17 μέταλλα σπάνιων γαιών, ειδικά οι μεσαίες και βαρύ σπάνιες γη με εξαιρετικά προεξέχοντες στρατιωτικές εφαρμογές.
Σύνθεση στοιχείου σπάνιων γαιών
Τα στοιχεία σπάνιων γαιών αποτελούνται από στοιχεία λανθανιδίου στον περιοδικό πίνακα χημικών στοιχείων:λανθάνιο(Λα),δημήτριο(CE),πρασεοδύμιο(PR),νεοδύμιο(ND), Promethium (PM),σαμάριο(SM),ευρώπιο(ΕΕ),γαδολίνιο(Gd),τέρβιο(TB),δυσπροσκόπιο(Dy),χολμό(Ho),έρβιο(ER),θούλιο(TM),υττερβίο(YB),λουτετόνιο(LU) και δύο στοιχεία που σχετίζονται στενά με το λανθανίδιο:σκάνδιο(SC) καιύττριο(Y).
ΚαλείταιΣπάνια γη, συντομογραφία ως σπάνια γη.
Ταξινόμηση στοιχείων σπάνιων γαιών
Ταξινομούνται από τις φυσικές και χημικές ιδιότητες των στοιχείων:
Ελαφριά στοιχεία σπάνιων γαιών:Scandium, Yttrium, Lanthanum, Cerium, Praseodymium, Neodymium, Promethium, Samarium, Europium
Βαριά στοιχεία σπάνιων γαιών:Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium
Ταξινομούνται με ορυκτά χαρακτηριστικά:
Ομάδα δημητριακών:Lanthanum, Cerium, Praseodymium, Neodymium, Promethium, Samarium, Europium
Ομάδα Yttrium:Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Scandium, Yttrium
Ταξινόμηση με διαχωρισμό εκχύλισης:
Ελαφριά σπάνια γη (P204 Αδύναμη εκχύλιση οξύτητας): Lanthanum, Cerium, Praseodymium, Neodymium
Μεσαία σπάνια γη (εκχύλιση χαμηλής οξύτητας P204):Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium
Βαριά σπάνια γη (εκχύλιση οξύτητας στο P204):Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Yttrium
Ιδιότητες στοιχείων σπάνιων γαιών
Περισσότεροι από 50 λειτουργίες των στοιχείων σπάνιων γαιών σχετίζονται με τη μοναδική 4F ηλεκτρονική δομή τους, καθιστώντας τα ευρέως χρησιμοποιούμενα τόσο σε παραδοσιακά υλικά όσο και σε νέα πεδία υλικών υψηλής τεχνολογίας.
4F Orbit Electron
1. Φυσικές και χημικές ιδιότητες
★ έχει προφανείς μεταλλικές ιδιότητες. Είναι ασημένιο γκρι, εκτός από το Πραχοδυμμό και το νεοδύμιο, φαίνεται ανοιχτό κίτρινο
★ Πλούσια χρώματα οξειδίου
★ Σταθερές ενώσεις μορφής με μη μέταλλα
★ Metal Lively
★ Εύκολο στην οξείδωση στον αέρα
2 οπτοηλεκτρονικές ιδιότητες
★ Unbliled 4F Sublay, όπου 4f ηλεκτρόνια προστατεύονται από εξωτερικά ηλεκτρόνια, με αποτέλεσμα διάφορους φασματικούς όρους και επίπεδα ενέργειας
Όταν η μετάβαση των ηλεκτρόνων 4F, μπορεί να απορροφήσει ή να εκπέμπει ακτινοβολία διαφόρων μηκών κύματος από υπεριώδεις, ορατές σε υπέρυθρες περιοχές, καθιστώντας τα κατάλληλα ως φωταύγεια υλικά
★ Καλή αγωγιμότητα, ικανή να παρασκευάσει μέταλλα σπάνιων γαιών με μέθοδο ηλεκτρόλυσης
Ο ρόλος των 4F ηλεκτρόων των στοιχείων σπάνιων γαιών σε νέα υλικά
1. Υλικά που χρησιμοποιούν 4F ηλεκτρονικά χαρακτηριστικά
★ 4f διάταξη περιστροφής ηλεκτρονίων:που εκδηλώνεται ως ισχυρός μαγνητισμός - κατάλληλος για χρήση ως μόνιμα υλικά μαγνήτη, υλικά απεικόνισης μαγνητικής τομογραφίας, μαγνητικούς αισθητήρες, υπεραγωγοί κ.λπ.
★ 4F μετάβαση ηλεκτρονίων τροχιακών ηλεκτρονίων: που εκδηλώνεται ως ιδιότητες φωταύγειας - κατάλληλες για χρήση ως φωταύγεια υλικά όπως φωσφόρια, υπέρυθρο λέιζερ, ενισχυτές ινών κ.λπ.
Ηλεκτρονικές μεταβάσεις στη ζώνη οδηγού 4F ενεργειακής στάθμης: εκδηλώνεται ως ιδιότητες χρωματισμού - κατάλληλες για χρωματισμό και αποχρωματισμό εξαρτημάτων καυτού σημείου, χρωστικές, κεραμικά έλαια, γυαλί κ.λπ.
2 σχετίζεται έμμεσα με το Electron 4F, χρησιμοποιώντας ιοντική ακτίνα, φορτίες και χημικές ιδιότητες
★ Πυρηνικά χαρακτηριστικά:
Μικρή διατομή απορρόφησης θερμικών νετρονίων - κατάλληλο για χρήση ως δομικά υλικά πυρηνικών αντιδραστήρων κ.λπ.
Μεγάλη διατομή απορρόφησης νετρονίων - κατάλληλο για υλικά θωράκισης πυρηνικών αντιδραστήρων κ.λπ.
★ Σπάνια ιοντική ακτίνα, φορτίο, φυσικές και χημικές ιδιότητες:
ελαττώματα πλέγματος, παρόμοια ιοντική ακτίνα, χημικές ιδιότητες, διαφορετικές χρεώσεις - κατάλληλα για θέρμανση, καταλύτης, στοιχείο ανίχνευσης κ.λπ.
Δομική εξειδίκευση - κατάλληλη για χρήση ως υλικά καθόδου κράματος υδρογόνου, υλικά απορρόφησης μικροκυμάτων κ.λπ.
Ηλεκτρικές οπτικές και διηλεκτρικές ιδιότητες - κατάλληλα για χρήση ως υλικά διαμόρφωσης φωτός, διαφανή κεραμικά κ.λπ.
Χρόνος δημοσίευσης: Ιουλ-06-2023