Бұл несирек жер?
Адамзаттың 1794 жылы сирек жер қоры ашылғаннан бері 200 жылдан астам тарихы бар. Ол кезде сирек жер минералы табылғандықтан, химиялық әдіспен суда ерімейтін оксидтердің аз ғана мөлшерін алуға болатын. Тарихи тұрғыдан мұндай оксидтер әдетте «жер» деп аталды, сондықтан сирек жер атауы.
Шын мәнінде, сирек жер минералы табиғатта сирек емес. Сирек жер - бұл жер емес, әдеттегі металл элементі. Оның белсенді түрі сілтілі металдар мен сілтілі жер металдарынан кейінгі екінші орында. Олар жер қыртысында қарапайым мыс, мырыш, қалайы, кобальт және никельге қарағанда көбірек болады.
Қазіргі уақытта сирек кездесетін металдар электроника, мұнай-химия, металлургия және т.б. сияқты әртүрлі салаларда кеңінен қолданылады. Әр 3-5 жыл сайын ғалымдар сирек кездесетін жерлердің жаңа қолданылуын аша алады және әрбір алты өнертабыстың біреуін жасай алмайды. сирек жерсіз.
Қытай сирек жер минералдарына бай, ол үш әлемдік рейтингте бірінші орында: қорлар, өндіріс ауқымы және экспорт көлемі. Сонымен қатар, Қытай барлық 17 сирек жер металдарын, әсіресе орташа және ауыр сирек кездесетін металдарды өте көрнекті әскери қолданумен қамтамасыз ете алатын жалғыз ел болып табылады.
Сирек жер элементтерінің құрамы
Сирек жер элементтері химиялық элементтердің периодтық жүйесіндегі лантанидтік элементтерден тұрады:лантан(Ла),церий(Се),празеодим(Pr),неодим(Nd), прометий (Pm),самарий(Sm),еуропиум(Еу),гадолиний(Gd),тербиум(Тб),диспрозия(Dy),гольмиум(Хо),эрбиум(Er),тулий(Тм),иттербий(Yb),лютеций(Lu) және лантанидпен тығыз байланысты екі элемент:скандий(Sc) жәнеиттрий(У).
деп аталадыСирек жер, Rare Earth деп қысқартылған.
Сирек жер элементтерінің классификациясы
Элементтердің физикалық және химиялық қасиеттері бойынша жіктеледі:
Жеңіл сирек жер элементтері:скандий, иттрий, лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, еуропий
Ауыр сирек жер элементтері:гадолиний, тербий, диспрозия, гольмий, эрбий, тулий, итербий, лютеций
Минералды белгілері бойынша жіктеледі:
Церий тобы:лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, еуропий
Итрий тобы:гадолиний, тербий, диспрозия, гольмий, эрбий, тулий, итербий, лютеций, скандий, иттрий
Экстракциялық бөлу бойынша классификация:
Жеңіл сирек жер (P204 әлсіз қышқылдық экстракциясы): лантан, церий, празеодим, неодим
Орташа сирек жер (P204 қышқылдығы төмен экстракция):самарий, еуропий, гадолиний, тербий, диспрозия
Ауыр сирек жер (P204 бойынша қышқылдықты алу):гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций, иттрий
Сирек жер элементтерінің қасиеттері
Сирек жер элементтерінің 50-ден астам функциялары олардың бірегей 4f электрондық құрылымымен байланысты, бұл оларды дәстүрлі материалдарда да, жоғары технологиялық жаңа материалдар салаларында да кеңінен қолдануға мүмкіндік береді.
4f электрон орбитасы
1. Физикалық және химиялық қасиеттері
★ Айқын металлдық қасиеттері бар; Бұл күміс сұр, празеодим мен неодимді қоспағанда, ол ашық сары болып көрінеді
★ Бай оксидті түстер
★ Бейметалдармен тұрақты қосылыстар түзеді
★ Металл жанды
★ Ауада оңай тотығады
2 Оптоэлектрондық қасиеттер
★ толтырылмаған 4f ішкі қабаты, мұнда 4f электрондары сыртқы электрондармен қорғалған, нәтижесінде әртүрлі спектрлік терминдер мен энергия деңгейлері пайда болады.
4f электрондар ауысқанда, олар ультракүлгіннен инфрақызыл аймақтарға көрінетін әртүрлі толқын ұзындығының сәулеленуін жұтып немесе шығара алады, бұл оларды люминесцентті материалдар ретінде жарамды етеді.
★ Жақсы өткізгіштік, электролиз әдісімен сирек кездесетін металдарды дайындауға қабілетті
Жаңа материалдардағы сирек жер элементтерінің 4f электрондарының рөлі
1. 4f электрондық мүмкіндіктерін пайдаланатын материалдар
★ 4f электрондардың спинінің орналасуы:күшті магнетизм ретінде көрінеді - тұрақты магниттік материалдар, МРТ бейнелеу материалдары, магниттік сенсорлар, асқын өткізгіштер және т.б. ретінде пайдалануға жарамды
★ 4f орбиталық электрондардың ауысуы: люминесценттік қасиеттер ретінде көрінеді – люминесцентті материалдар ретінде пайдалануға жарамды, мысалы, люминесценттік, инфрақызыл лазерлер, талшықты күшейткіштер және т.б.
4f энергия деңгейінің бағыттаушы жолағындағы электронды ауысулар: бояу қасиеттері ретінде көрінеді – ыстық нүкте компоненттерін, пигменттерді, керамикалық майларды, шыныларды және т.б. бояуға және түссіздендіруге жарамды
2 иондық радиусы, заряды және химиялық қасиеттерін пайдалана отырып, 4f электронымен жанама байланысты
★ Ядролық сипаттамалар:
Кіші термиялық нейтронды сіңіру қимасы – ядролық реакторлардың құрылымдық материалдары ретінде пайдалануға жарамды және т.б.
Үлкен нейтронды сіңіру қимасы – ядролық реакторлардың материалдарын қорғауға және т.б.
★ Сирек жер Иондық радиусы, заряды, физикалық және химиялық қасиеттері:
Тор ақаулары, ұқсас иондық радиусы, химиялық қасиеттері, әртүрлі зарядтары – қыздыруға, катализаторға, сезгіш элементке және т.б.
Құрылымдық ерекшелігі – сутегі қорытпасының катодты материалдары, микротолқынды сіңіру материалдары және т.б. ретінде пайдалануға жарамды
Электроптикалық және диэлектрлік қасиеттер – жарықты модуляциялау материалдары, мөлдір керамика және т.б. ретінде пайдалануға жарамды
Жіберу уақыты: 06 шілде 2023 ж