Què ésterres rares?
Els éssers humans tenen una història de més de 200 anys des del descobriment de les terres rares el 1794. Com que es trobaven pocs minerals de terres rares en aquella època, només es podien obtenir una petita quantitat d'òxids insolubles en aigua per mètode químic. Històricament, aquests òxids eren habitualment anomenats "terra", d'aquí el nom de terres rares.
De fet, els minerals de terres rares no són rars a la natura. Les terres rares no són terra, sinó un element metàl·lic típic. El seu tipus actiu només és el segon per als metalls alcalins i els metalls alcalinotèrres. Tenen més contingut a l'escorça que el coure, zinc, estany, cobalt i níquel comuns.
Actualment, les terres rares s'han utilitzat àmpliament en diversos camps com l'electrònica, la petroquímica, la metal·lúrgia, etc. Gairebé cada 3-5 anys, els científics són capaços de descobrir nous usos per a les terres rares, i de cada sis invents, no es pot fer. sense terres rares.
La Xina és rica en minerals de terres rares, ocupa el primer lloc en tres rànquings mundials: reserves, escala de producció i volum d'exportació. Al mateix temps, la Xina també és l'únic país que pot proporcionar els 17 metalls de terres rares, especialment les terres rares mitjanes i pesades amb aplicacions militars molt destacades.
Composició d'elements de terres rares
Els elements de terres rares es componen d'elements lantànids de la taula periòdica dels elements químics:lantà(La),ceri(Ce),praseodimi(Pr),neodimi(Nd), prometi (Pm),samari(Sm),europi(Eu),gadolini(Gd),terbi(Tb),disprosi(Dy),holmi(Ho),erbi(Er),tuli(Tm),iterbi(Yb),luteci(Lu) i dos elements estretament relacionats amb els lantànids:escandi(Sc) iittri(Y).
Es diuTerra rara, abreujat com a terres rares.
Classificació dels elements de terres rares
Classificat per les propietats físiques i químiques dels elements:
Elements lleugers de terres rares:escandi, ittri, lantà, ceri, praseodimi, neodimi, prometi, samari, europi
Elements pesats de terres rares:gadolini, terbi, disprosi, holmi, erbi, tuli, iterbi, luteci
Classificat per característiques minerals:
Grup de ceri:lantà, ceri, praseodimi, neodimi, prometi, samari, europi
Grup d'itri:gadolini, terbi, disprosi, holmi, erbi, tuli, iterbi, luteci, escandi, ittri
Classificació per separació d'extracció:
Terres rares lleugeres (P204 extracció d'acidesa feble): lantà, ceri, praseodimi, neodimi
Terres rares mitjanes (P204 extracció d'acidesa baixa):samari, europi, gadolini, terbi, disprosi
Terres rares pesades (extracció d'acidesa en P204):holmi, erbi, tuli, iterbi, luteci, ittri
Propietats dels elements de terres rares
Més de 50 funcions d'elements de terres rares estan relacionades amb la seva estructura electrònica única 4f, fent-los àmpliament utilitzats tant en materials tradicionals com en camps de nous materials d'alta tecnologia.
òrbita d'electrons 4f
1. Propietats físiques i químiques
★ Té propietats metàl·liques evidents; És de color gris platejat, excepte praseodimi i neodimi, té un aspecte groc clar
★ Colors d'òxid rics
★ Formar compostos estables amb no metalls
★ Metall viu
★ Fàcil d'oxidar a l'aire
2 Propietats optoelectròniques
★ Subcapa 4f sense omplir, on els electrons 4f estan protegits per electrons exteriors, donant lloc a diversos termes espectrals i nivells d'energia
Quan els electrons 4f transiten, poden absorbir o emetre radiació de diverses longituds d'ona des de l'ultraviolat, visible a les regions infrarojes, fent-los adequats com a materials luminiscents.
★ Bona conductivitat, capaç de preparar metalls de terres rares mitjançant el mètode d'electròlisi
El paper dels electrons 4f d'elements de terres rares en nous materials
1.Materials que utilitzen característiques electròniques 4f
★ Disposició de spin d'electrons 4f:es manifesta com un fort magnetisme: apte per utilitzar-lo com a materials d'imants permanents, materials d'imatge per ressonància magnètica, sensors magnètics, superconductors, etc.
★ Transició electrònica orbital 4f: es manifesta com a propietats luminescents: apte per al seu ús com a materials luminescents com fòsfors, làsers infrarojos, amplificadors de fibra, etc.
Transicions electròniques a la banda de guia del nivell d'energia 4f: es manifesten com a propietats colorants: aptes per acolorir i decolorar components de punts calents, pigments, olis ceràmics, vidre, etc.
2 està indirectament relacionat amb l'electró 4f, utilitzant el radi iònic, la càrrega i les propietats químiques
★ Característiques nuclears:
Petita secció transversal d'absorció de neutrons tèrmics: adequada per al seu ús com a materials estructurals de reactors nuclears, etc.
Gran secció transversal d'absorció de neutrons: adequada per protegir materials de reactors nuclears, etc
★ Terres rares Radi iònic, càrrega, propietats físiques i químiques:
Defectes de gelosia, radi iònic similar, propietats químiques, càrregues diferents: apte per a la calefacció, catalitzador, element sensor, etc.
Especificitat estructural: adequat per al seu ús com a materials càtods d'aliatge d'emmagatzematge d'hidrogen, materials d'absorció de microones, etc.
Propietats electroòptiques i dielèctriques: aptes per utilitzar-les com a materials de modulació de la llum, ceràmica transparent, etc
Hora de publicació: Jul-06-2023