В космической опере Фрэнка Герберта «Дюны» драгоценное природное вещество под названием «смесь специй» наделяет людей способностью перемещаться по огромной вселенной, чтобы основать межзвездную цивилизацию. В реальной жизни на Земле группа природных металлов, называемых редкоземельными элементами, сделала возможными современные технологии. Спрос на эти ключевые компоненты практически всех современных электронных продуктов резко возрастает.
Редкоземельные элементыудовлетворяют тысячи различных потребностей — например, церий используется в качестве катализатора для очистки нефти, в то время какгадолинийулавливает нейтроны в ядерных реакторах. Но самая выдающаяся способность этих элементов заключается в их люминесценции и магнетизме.
Мы полагаемся на редкоземельные элементы, чтобы окрашивать экран нашего смартфона, используем флуоресценцию, чтобы показать подлинность банкнот евро, и передаем сигналы на дне моря через оптоволоконные кабели. Они также необходимы для производства некоторых из самых сильных и надежных магнитов в мире. Они генерируют звуковые волны в ваших наушниках, улучшают цифровую информацию в космосе и изменяют траекторию тепловых поисковых ракет. Редкоземельные элементы также способствуют развитию зеленых технологий, таких как энергия ветра и электромобили, и могут даже производить новые компоненты квантового компьютера. Стивен Бойд, синтетический химик и независимый консультант, сказал: «Этот список бесконечен. Они повсюду
Редкоземельные элементы относятся к лантаноиду лютецию и 14 элементам между лантаном ииттрий, которые часто встречаются в том же месторождении и имеют химические свойства, похожие на свойства лантаноидов. Эти металлы серо-серебристого цвета обычно пластичны и имеют высокие температуры плавления и кипения. Их секретная сила заключается в их электронах. Все атомы имеют ядро, окруженное электронами, которые находятся в области, называемой орбитой. Электроны на орбите, наиболее удаленной от ядра, являются валентными электронами, которые участвуют в химических реакциях и образуют связи с другими атомами.
Большинство лантаноидов имеют еще одну важную группу электронов, называемых «f-электронами», которые находятся в золотой зоне около валентного электрона, но немного ближе к ядру. Ана де Беттанкур Диас, неорганический химик из Университета Невады в Рино, сказала: «Именно эти f-электроны обуславливают магнитные и люминесцентные свойства редкоземельных элементов».
Редкоземельные элементы — это группа из 17 элементов (в периодической таблице они обозначены синим цветом). Подгруппа редкоземельных элементов называется лантаноидами. (лютеций, Лу, плюс строка, возглавляемаялантан, La). Каждый элемент содержит оболочку, обычно содержащую f-электроны, что обуславливает наличие у этих элементов магнитных и светящихся свойств.
Время публикации: 05-07-2023