Како ретките земјени елементи ја овозможуваат модерната технологија

Во вселенската опера „Дини“ на Френк Херберт, скапоцена природна супстанца наречена „мешавина од зачини“ им дава на луѓето способност да се движат низ огромниот универзум за да воспостават меѓуѕвездена цивилизација. Во реалниот живот на Земјата, група природни метали наречени ретки земјени елементи ја овозможиле модерната технологија. Побарувачката за овие клучни компоненти на речиси сите современи електронски производи нагло расте.

Ретки земјизадоволуваат илјадници различни потреби - на пример, цериумот се користи како катализатор за рафинирање на нафта, додекагадолиниумги заробува неутроните во нуклеарните реактори. Но, најзначајната способност на овие елементи лежи во нивната луминисценција и магнетизам.

Се потпираме на ретките земји за да го обоиме екранот на нашиот паметен телефон, користиме флуоресценција за да ја покажеме автентичноста на евро банкнотите и пренесуваме сигнали на морското дно преку оптички кабли. Тие се исто така неопходни за производство на некои од најсилните и најсигурните магнети во светот. Тие генерираат звучни бранови во вашите слушалки, ги подобруваат дигиталните информации во вселената и ја менуваат траекторијата на термичките пребарувачки ракети. Ретките земји, исто така, го промовираат развојот на зелените технологии, како што се енергијата на ветерот и електричните возила, па дури и може да произведат нови компоненти на квантниот компјутер. Стивен Бојд, синтетички хемичар и независен консултант, рече: „Оваа листа е бесконечна. Тие се насекаде.“

QQ截图20230705120656

Ретка земја се однесува на лантанид лутециум и 14 елементи помеѓу лантан иитриум, кои често се јавуваат во истото наоѓалиште и имаат хемиски својства слични на лантанидите. Овие сиво-сребрени метали обично имаат пластичност и високи точки на топење и вриење. Нивната тајна сила лежи во нивните електрони. Сите атоми имаат јадро опкружено со електрони, кои се наоѓаат во регион наречен орбита. Електроните во орбитата најоддалечена од јадрото се валентни електрони, кои учествуваат во хемиски реакции и формираат врски со други атоми.

Повеќето лантаниди имаат уште една важна група електрони, наречени „f-електрони“, кои живеат во златната зона во близина на валентниот електрон, но малку блиску до јадрото. Ана де Бетанкур Дијас, неорганска хемичарка на Универзитетот во Невада, Рино, рече: „Токму овие f-електрони ги предизвикуваат магнетните и луминисцентните својства на ретките земни елементи“.

Ретките земни елементи се група од 17 елементи (означени со сина боја во периодниот систем). Подмножество на ретки земни елементи се нарекува лантанид. (лутециум, Лу, плус линијата предводена одлантан, La). Секој елемент содржи обвивка, обично содржи f електрони, што им дава на овие елементи магнетни и светлосни својства.


Време на објавување: 05 јули 2023