В космической опере Фрэнка Герберта «Дюны» драгоценное природное вещество, называемое «смесь пряностей», наделяет людей способностью ориентироваться в 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 растет.
Редкие землиудовлетворить тысячи различных потребностей – например, церий используется в качестве катализатора при переработке нефти, агадолинийулавливает нейтроны в ядерных реакторах. Но самая выдающаяся способность этих элементов заключается в их люминесценции и магнетизме.
Мы полагаемся на редкоземельные элементы, чтобы раскрасить экраны наших смартфонов, используем флуоресценцию, чтобы показать подлинность банкнот евро, и передаем сигналы на морском дне по оптоволоконным кабелям. Они также необходимы для производства одних 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 экологически чистых технологий, таких как энергия ветра и электромобили, и могут даже производить новые компоненты квантового компьютера. Стивен Бойд, химик-синтетик 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 одном и том же месторождении и имеют химические свойства, аналогичные лантанидам. Эти металлы цвета от серого до серебристого обычно обладают пластичностью и высокими температурами плавления и кипения. Их тайная сила заключается в их электронах. Все атомы имеют ядро, окруженное электронами, которые находятся в области, называемой орбитой. Электроны на наиболее удаленной от ядра орбите являются валентными электронами, которые участвуют в химических реакциях и образуют связи с другими атомами.
У большинства лантаноидов есть еще одна важная группа электронов, называемая «f-электронами», которые живут в золотой зоне рядом с валентным электроном, но немного ближе к ядру. Ана де Бетанкур Диас, химик-неорганик 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 таблице Менделеева они обозначены синим цветом). Подгруппа редкоземельных элементов называется лантанидами. (лютеций, Лу, плюс линия, возглавляемаялантан, Ла). Каждый элемент содержит оболочку, обычно содержащую f-электроны, что придает этим элементам магнитные и светящиеся свойства.
Время публикации: 05 июля 2023 г.