В космическата опера „Дюни“ на Франк Хърбърт, ценно природно вещество, наречено „смес от подправки“, дарява хората със способността да се ориентират в необятната вселена, за да създадат междузвездна цивилизация. В реалния живот на Земята, група естествени метали, наречени редкоземни елементи, са направили възможни съвременните технологии. Търсенето на тези ключови компоненти на почти всички съвременни електронни продукти нараства рязко.
Редки земни елементизадоволяват хиляди различни нужди – например, церият се използва като катализатор за рафиниране на петрол, докатогадолинийулавя неутроните в ядрените реактори. Но най-забележителната способност на тези елементи се крие в тяхната луминесценция и магнетизъм.
Разчитаме на редкоземните елементи, за да оцветим екрана на смартфона си, да използваме флуоресценция, за да покажем автентичността на евробанкнотите, и да предаваме сигнали на морското дъно чрез оптични кабели. Те са необходими и за производството на едни от най-силните и надеждни магнити в света. Те генерират звукови вълни в слушалките ви, подобряват цифровата информация в космоса и променят траекторията на ракетите за термично търсене. Редкоземните елементи също така насърчават развитието на зелени технологии, като вятърна енергия и електрически превозни средства, и дори могат да произведат нови компоненти на квантовите компютри. Стивън Бойд, химик по синтетика и независим консултант, каза: „Този списък е безкраен. Те са навсякъде.“
Редкоземните елементи се отнасят до лантаноида лутеций и 14 елемента между лантана и...итрий, които често се срещат в едно и също находище и имат химични свойства, подобни на лантанидите. Тези сиви до сребристи метали обикновено имат пластичност и високи точки на топене и кипене. Тайната им сила се крие в електроните им. Всички атоми имат ядро, заобиколено от електрони, които се намират в област, наречена орбита. Електроните в най-отдалечената от ядрото орбита са валентни електрони, които участват в химични реакции и образуват връзки с други атоми.
Повечето лантаниди имат друга важна група електрони, наречени „f-електрони“, които се намират в златната зона близо до валентния електрон, но малко по-близо до ядрото. Ана де Бетенкур Диас, неорганичен химик в Университета на Невада, Рино, казва: „Именно тези f-електрони причиняват магнитните и луминесцентните свойства на редкоземните елементи.“
Редкоземните елементи са група от 17 елемента (обозначени в синьо в периодичната таблица). Подмножество от редкоземни елементи се нарича лантаниди. (лутеций, Лу, плюс линията, водена отлантан, La). Всеки елемент съдържа обвивка, обикновено съдържаща f електрона, което придава на тези елементи магнитни и светещи свойства.
Време на публикуване: 05 юли 2023 г.