У космічній опері Френка Герберта «Дюни» дорогоцінна природна речовина під назвою «суміш спецій» наділяє людей здатністю орієнтуватися у неосяжному Всесвіті для створення міжзоряної цивілізації. У реальному житті на Землі група природних металів, які називаються рідкісноземельними елементами, зробила можливими сучасні технології. Попит на ці ключові компоненти майже всіх сучасних електронних виробів різко зростає.
Рідкісноземельні елементизадовольняють тисячі різних потреб – наприклад, церій використовується як каталізатор для рафінування нафти, тоді якгадолінійзахоплює нейтрони в ядерних реакторах. Але найвизначніша здатність цих елементів полягає в їхній люмінесценції та магнетизмі.
Ми покладаємося на рідкоземельні елементи, щоб забарвлювати екрани наших смартфонів, використовувати флуоресценцію для підтвердження справжності банкнот євро та передавати сигнали на морському дні через волоконно-оптичні кабелі. Вони також необхідні для виробництва одних із найсильніших та найнадійніших магнітів у світі. Вони генерують звукові хвилі у ваших навушниках, покращують цифрову інформацію в космосі та змінюють траєкторію польоту ракет теплового пошуку. Рідкоземельні елементи також сприяють розвитку зелених технологій, таких як вітроенергетика та електромобілі, і можуть навіть створювати нові компоненти квантового комп'ютера. Стівен Бойд, хімік-синтетичний хімік та незалежний консультант, сказав: «Цей список нескінченний. Вони всюди».
Рідкоземельні елементи відносяться до лантаноїдів лютецію та 14 елементів між лантаном таітрій, які часто зустрічаються в тому ж родовищі та мають хімічні властивості, подібні до лантаноїдів. Ці метали від сірого до сріблястого кольору зазвичай мають пластичність та високі температури плавлення та кипіння. Їхня секретна сила полягає в електронах. Усі атоми мають ядро, оточене електронами, які знаходяться в області, що називається орбіталлю. Електрони на орбіті, найдальшій від ядра, є валентними електронами, які беруть участь у хімічних реакціях та утворюють зв'язки з іншими атомами.
Більшість лантаноїдів мають ще одну важливу групу електронів, які називаються «f-електронами», що знаходяться в золотій зоні поблизу валентного електрона, але трохи ближче до ядра. Ана де Бетанкур Діас, хімік-неорганік з Університету Невади, Ріно, сказала: «Саме ці f-електрони зумовлюють магнітні та люмінесцентні властивості рідкоземельних елементів».
Рідкісноземельні елементи – це група з 17 елементів (позначені синім кольором у періодичній таблиці). Підмножина рідкоземельних елементів називається лантаноїдами. (лютецій, Лу, плюс лінія, яку очолюєлантан, La). Кожен елемент містить оболонку, яка зазвичай містить f електронів, що надає цим елементам магнітних та світних властивостей.
Час публікації: 05 липня 2023 р.