Kas irretzeme?
Cilvēku vēsture ir bijusi vairāk nekā 200 gadu kopš retu zemes atklāšanas 1794. gadā. Tā kā tajā laikā tika atrasts maz retzemju minerālu, ar ķīmisko metodi varēja iegūt tikai nelielu daudzumu ūdens nešķīstošu oksīdu. Vēsturiski šādus oksīdus parasti sauc par “Zemi”, tātad retzemju nosaukumu.
Faktiski retzemju minerālam pēc būtības nav reti. Retzeme nav Zeme, bet gan tipisks metāla elements. Tā aktīvais tips ir tikai otrais sārmu metāliem un sārmainiem zemes metāliem. Viņiem garozā ir vairāk satura nekā parastais varš, cinks, alva, kobalts un niķelis.
Pašlaik retās zemes ir plaši izmantotas dažādās jomās, piemēram, elektronikā, naftas ķīmijas, metalurģijā utt. Gandrīz ik pēc 3-5 gadiem zinātnieki var atklāt jaunus retu zemes lietojumus, un no katriem sešiem izgudrojumiem nevar iztikt bez retu zemes.
Ķīna ir bagāta ar retzemju minerāliem, kas pirmo reizi klasificē trīs pasaules rangā: rezerves, ražošanas skala un eksporta apjoms. Tajā pašā laikā Ķīna ir arī vienīgā valsts, kas var nodrošināt visus 17 retzemju metālus, īpaši vidēju un smagu retzemju ar ārkārtīgi ievērojamu militāro pielietojumu.
Retzemju elementu sastāvs
Retzemju elementi sastāv no lantanīda elementiem ķīmisko elementu periodiskajā tabulā:lantāns(La),kērijs(CE),prazeodīms(PR),neodīms(ND), Promethium (PM),samārijs(Sm),eiropija(ES),gadolīnijs(GD),terbijs(TB),disprozums(Dy),holmijs(Ho),erbijs(Er),thulium(TM),ytterbium(YB),lutetium(Lu) un divi elementi, kas ir cieši saistīti ar lantanīdu:skandijs(SC) unyttrium(Y).
To saucRetzeme, saīsināti kā retzemju.
Retzemju elementu klasifikācija
Klasificēts pēc elementu fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām:
Viegli retzemju elementi:Skandijs, Yttrium, Lanthanum, Cerium, praseodīmija, neodīmija, prometijs, samarium, europium
Smagi retzemju elementi:gadolīnijs, terbijs, disprosijs, holmijs, erbijs, thulium, ytterbium, lutetium
Klasificēts pēc minerālu īpašībām:
Cerium grupa:Lanthanum, Cerium, praseodīmija, neodīmija, Prometijs, samārijs, Eiropijs
Yttium grupa:gadolīnijs, terbijs, disprosijs, holmijs, erbijs, thulium, ytterbium, lutetium, skandijs, yttium
Klasifikācija ar ekstrakcijas atdalīšanu:
Viegla retzeme (P204 vāja skābuma ekstrakcija): Lanthanum, Cerium, praseodīms, neodīms
Vidēja retzemju (P204 zema skābuma ekstrakcija):Samarium, europium, gadolīnijs, terbijs, disprosijs
Smagā retzemju (skābuma ekstrakcija P204):Holmijs, erbijs, thulium, ytterbium, lutetium, yttium
Retzemju elementu īpašības
Vairāk nekā 50 retzemju elementu funkcijas ir saistītas ar to unikālo 4F elektronisko struktūru, padarot tās plaši izmantotas gan tradicionālajos materiālos, gan augsto tehnoloģiju jauno materiālu laukos.
4F elektronu orbīta
1. Fizikālās un ķīmiskās īpašības
★ ir acīmredzamas metāliskas īpašības; Tas ir sudraba pelēkā krāsā, izņemot praseodīmiju un neodīmiju, tas šķiet gaiši dzeltens
★ bagātīgas oksīda krāsas
★ veido stabilus savienojumus ar nemetāliem
★ Metāla dzīvs
★ Viegli oksidējams gaisā
2 Optoelektroniskās īpašības
★ Neaizpildīts 4F apakšslānis, kur 4F elektronus pasargā ārējie elektroni, kā rezultātā rodas dažādi spektrālie termini un enerģijas līmeņi
Kad 4F elektronu pāreja, tie var absorbēt vai izstarot dažādu viļņu garumu starojumu no ultravioletā, kas redzams uz infrasarkanajiem reģioniem, padarot tos piemērotus kā luminiscējošus materiālus
★ Laba vadītspēja, kas spēj sagatavot retzemju metālus ar elektrolīzes metodi
4F retzemju elementu elektronu loma jaunos materiālos
1. Materiāli, izmantojot 4F elektroniskās funkcijas
★ 4F elektronu griešanās izkārtojums:izpaužas kā spēcīgs magnētisms - piemērots lietošanai kā pastāvīgie magnēta materiāli, MRI attēlveidošanas materiāli, magnētiskie sensori, supravadītāji utt.
★ 4F orbitālas elektronu pāreja: izpaužas kā luminiscējošas īpašības - piemērotas lietošanai kā luminiscējošiem materiāliem, piemēram, fosforiem, infrasarkanajiem lāzeriem, šķiedru pastiprinātājiem utt.
Elektroniskās pārejas 4F enerģijas līmeņa vadotnes joslā: izpaužas kā krāsojamās īpašības - piemērotas karstā plankuma komponentu, pigmentu, keramikas eļļu, stikla krāsošanai un dekolorēšanai utt.
2 ir netieši saistīts ar 4F elektronu, izmantojot jonu rādiusu, lādiņu un ķīmiskās īpašības
★ KODLEKĀRS ĪPAŠĪBAS:
Neliela termiskā neitronu absorbcijas šķērsgriezums - piemērots izmantošanai kā kodolreaktoru strukturālie materiāli utt
Liela neitronu absorbcijas šķērsgriezums - piemērots kodolreaktoru materiālu ekranēšanai utt
★ Retzemju jonu rādiuss, lādiņa, fizikālās un ķīmiskās īpašības:
režģa defekti, līdzīgs jonu rādiuss, ķīmiskās īpašības, dažādas lādiņi - piemēroti sildīšanai, katalizatoram, sensoru elementam utt.
Strukturālā specifika - piemērota lietošanai kā ūdeņraža uzglabāšanas sakausējuma katoda materiāli, mikroviļņu absorbcijas materiāli utt
Elektro optiskās un dielektriskās īpašības - piemērotas lietošanai kā vieglas modulācijas materiāli, caurspīdīga keramika utt
Pasta laiks: jūlijs-06-2023