Retų žemių elementas , bet kuris cheminių elementų grupės narys, susidedantis iš trijų 3 grupės elementų (skandio [Sc], itrio [Y] ir lantano [La]) ir pirmosios išplėstinės elementų eilės žemiau pagrindinės periodinės lentelės korpuso (cerio [Ce] per lutecį [Lu]). Elementai cerium per lutetium vadinami lantanidais, tačiau daugelis mokslininkų, nors ir neteisingai, tuos elementus vadina retaisiais žemėmis.
giuseppe garibaldi padėjo nacionalistinėms reikmėms
Retieji žemės elementai paprastai yra trivalenčiai elementai, tačiau keli turi kitų valentų. Cerijus, praseodimas ir terbis gali būti keturvalentiai; kita vertus, samariumas, europiumas ir itterbis gali būti dvivalenčiai. Daugelis įvadinių mokslinių knygų mano, kad retosios žemės yra tokios chemiškai panašios viena į kitą, kad bendrai jas galima laikyti vienu elementu. Tam tikru laipsniu tai yra teisinga - maždaug 25 procentai jų yra pagrįsti šiuo artimu panašumu, tačiau kiti 75 procentai retųjų žemių naudojimo yra pagrįsti unikaliomis atskirų elementų savybėmis. Be to, atidžiai išnagrinėjus šiuos elementus, nustatomi dideli jų elgesio ir savybių skirtumai; pvz., lantano lydymosi temperatūra prototipas lantanido serijos elementas (918 ° C arba 1 684 ° F) yra daug žemesnis nei liutecio, paskutinio serijos elemento, lydymosi temperatūra (1 663 ° C arba 3 025 ° F). Šis skirtumas yra daug didesnis nei nustatytas daugelyje periodinės lentelės grupių; pvz., vario, sidabro ir auksas svyruoja tik apie 100 ° C (180 ° F).
Pavadinimas retųjų žemių pati yra neteisingas pavadinimas. Atradus XVIII a., Buvo nustatyta, kad jie yra sudėtinių oksidų, kurie tuo metu buvo vadinami žeme, komponentas. Be to, šie mineralai atrodė, kad trūksta, todėl šie naujai atrasti elementai buvo pavadinti retųjų žemių pavadinimais. Tiesą sakant, šių elementų yra gana daug ir jų yra daugelyje tinkamų indėlių visame pasaulyje. 16 natūraliai pasitaikančių retųjų žemių patenka į 50-ąją procentinę elementų gausos procentilę. XXI amžiaus pradžioje Kinija buvo tapęs didžiausiu pasaulyje retųjų žemių elementų gamintoju. Australija, Brazilija, Indija , Kazachstanas, Malaizija , Rusija, Pietų Afrika ir JAV taip pat išgauna ir patobulina didelį šių medžiagų kiekį.
Daugelis žmonių nesuvokia, kokį didžiulį poveikį retų žemių elementai daro kasdieniame gyvenime, tačiau beveik neįmanoma išvengti šiuolaikinių technologijų, kuriose jų nėra. Net tokiame paprastame gaminyje kaip lengvesnis titnagas yra retųjų žemių elementų. Jų plitimą iliustruoja modernus automobilis, vienas didžiausių vartotojai retųjų žemių produktų. Tuzinai elektros varikliai tipiškame automobilyje, taip pat jo garso sistemos garsiakalbiuose, naudokite nuolatinius neodimio - geležies - boro magnetus. Elektriniuose jutikliuose deguonies kiekiui degaluose matuoti ir valdyti naudojamas itrijoje stabilizuotas cirkonis. Trijų krypčių katalizinis keitiklis remiasi cerio oksidais azoto oksidai į azoto dujas ir anglies monoksidą oksiduoja iki anglies dioksido, o nesudegusius angliavandenilius - į anglies dioksidą ir vandenį išmetamuose produktuose. Fosforuose optiniuose ekranuose yra itrio, europio ir terbio oksidų. Priekinis stiklas, veidrodžiai ir lęšiai šlifuojami naudojant cerio oksidus. Net transporto priemonę varantis benzinas ar dyzelinas buvo rafinuoti naudojant retųjų žemių krekingo katalizatorius, turinčius lantano, cerio arba mišrių retųjų žemių oksidų. Hibridinius automobilius varo nikelio-lantano metalo hidrido įkraunama baterija ir elektrinis traukos variklis su nuolatiniais magnetais, kuriuose yra retųjų žemių elementų. Be to, modernus žiniasklaidos ir ryšių prietaisai - mobilieji telefonai, televizoriai ir kompiuteriai - visuose retųjų žemių įtaisuose naudojami garsiakalbių ir kietųjų diskų magnetai, o optinių ekranų - fosforai. Naudojamų retųjų žemių kiekiai yra gana maži (0,1–5 proc. Svorio, išskyrus nuolatinius magnetus, kuriuose yra apie 25 proc. Neodimio), tačiau jie yra labai svarbūs ir bet kuris iš tų prietaisų neveiktų taip pat arba būtų žymiai sunkesni, jei ne retosios žemės.
Nors retųjų žemių buvo nuo Žemės susikūrimo, jų egzistavimas paaiškėjo tik XVIII amžiaus pabaigoje. 1787 m. Švedijos armijos leitenantas Carlas Axelis Arrheniusas atrado unikalų juodą mineralinis mažame karjere Ytterby mieste (nedidelis miestelis netoli Stokholmo). Tas mineralas buvo retųjų žemių mišinys, o pirmasis atskiras elementas buvo cerijus 1803 m.
Atskirų retųjų žemių elementų istorija yra sudėtinga ir paini, daugiausia dėl jų cheminio panašumo. Daugelis naujai atrastų elementų buvo ne vienas elementas, o net šešių skirtingų retųjų žemių elementų mišiniai. Be to, buvo teiginių, kad atrasta daugybė kitų elementų, kurie turėjo būti retųjų žemių serijos nariai, tačiau nebuvo.
Paskutinis natūraliai pasitaikantis retųjų žemių elementas (liutecis) buvo atrastas 1907 m., Tačiau buvo tiriami chemija šių elementų buvo sunku, nes niekas nežinojo, kiek egzistuoja tikrų retųjų žemių elementų. Laimei, 1913–14 m. Danų fiziko tyrimai Nielsas Bohras ir anglų fizikas Henry Gwyn Jeffreys Moseley išsprendė šią situaciją. Bohro vandenilio atomo teorija leido teoretikams parodyti, kad egzistuoja tik 14 lantanidų. Moseley eksperimentiniai tyrimai patvirtino 13 šių elementų egzistavimą ir parodė, kad 14-asis lantanidas turi būti 61 elementas ir būti tarp neodimio ir samariumo.
1920-aisiais intensyviai ieškota 61 elemento. 1926 m. Florencijos universiteto (Italija) ir Ilinojaus universiteto mokslininkų grupės teigė atradusios 61 elementą ir atitinkamai pavadinusios elementą „florentium“ ir „illinium“, tačiau jų teiginių nepavyko savarankiškai patikrinti. Šių pretenzijų ir priešieškinių pyktis galiausiai nutrūko iki 1930 m. Tik 1947 m., Po urano dalijimosi, 61 elementas buvo išskirtas ir pavadintas prometiju JAV atominės energijos komisijos Oak Ridge nacionalinės laboratorijos, Tenesio valstijoje, mokslininkų. . (Daugiau informacijos apie atskirų elementų atradimą rasite straipsniuose apie tuos elementus.)
Per 160 atradimo metų (1787–1947) retųjų žemių elementų atskyrimas ir valymas buvo sunkus ir daug laiko reikalaujantis procesas. Daugelis mokslininkų visą gyvenimą bandė gauti 99 proc. Grynos retosios žemės, paprastai frakciniu būdu kristalizuodami, o tai naudoja nedidelius tirpumas retųjų žemių druskos vandenyje sprendimas palyginti su kaimyninio lantanido elementu.
Kadangi buvo nustatyta, kad retųjų žemių elementai yra urano atomo skilimo dalijimosi produktai, JAV atominės energijos komisija dėjo daug pastangų kurdama naujus retųjų žemių elementų atskyrimo metodus. Tačiau 1947 m. Geraldas E. Boydas ir jo kolegos iš Oak Ridge nacionalinės laboratorijos ir Frankas Haroldas Speddingas bei kolegos iš Ameso laboratorijos Ajovoje tuo pačiu metu paskelbė rezultatus, kurie parodė, kad jonų mainų procesai yra daug geresnis būdas atskirti retąsias žemes.
Copyright © Visos Teisės Saugomos | asayamind.com
