Redkozemeljski element , kateri koli član skupine kemičnih elementov, sestavljen iz treh elementov v skupini 3 (skandij [Sc], itrij [Y] in lantan [La]) in prva podaljšana vrsta elementov pod glavnim delom periodnega sistema (cerij [Ce] skozi lutecij [Lu]). Elementi cerijev skozi lutecij se imenujejo lantanidi, vendar mnogi znanstveniki, čeprav nepravilno, te elemente imenujejo tudi redke zemlje.
kakšno je tališče fosforja
Redke zemlje so praviloma trivalentni elementi, nekaj pa jih ima druge valence. Cerij, praseodim in terbij so lahko četverovalentni; samarij, evropij in itterbij pa so lahko dvovalentni. Številne uvodne znanstvene knjige na redke zemlje gledajo kot na tako kemično podobnost med seboj, da jih lahko skupaj obravnavamo kot en element. Do neke mere je pravilno - približno 25 odstotkov njihove uporabe temelji na tej tesni podobnosti - drugih 75 odstotkov uporabe redkih zemelj pa temelji na edinstvenih lastnostih posameznih elementov. Poleg tega natančen pregled teh elementov razkrije velike razlike v njihovem vedenju in lastnostih; npr. tališče lantana, prototip element lantanidne serije (918 ° C ali 1.684 ° F) je precej nižji od tališča lutecija, zadnjega elementa v seriji (1.663 ° C ali 3.025 ° F). Ta razlika je veliko večja od razlike v mnogih skupinah periodnega sistema; npr. tališča bakra, srebra in zlato razlikujejo le za približno 100 ° C (180 ° F).
Ime redke zemlje sam je napačno poimenovan. V času njihovega odkritja v 18. stoletju so ugotovili, da so sestavni del kompleksnih oksidov, ki so jih v tistem času imenovali zemlje. Poleg tega ti minerali zdelo, da je malo, zato so bili ti novoodkriti elementi imenovani redke zemlje. Teh elementov je pravzaprav precej in jih je mogoče najti v številnih izvedljivih nahajališčih po vsem svetu. 16 naravnih redkih zemelj spada v 50. percentil številčnosti elementov. Do začetka 21. stoletja Kitajska je postal največji proizvajalec redkozemeljskih elementov na svetu. Avstralija, Brazilija, Indija , Kazahstan, Malezija , Rusija, Južna Afrika in ZDA prav tako pridobivajo in dodelajo znatne količine teh materialov.
Mnogi se ne zavedajo velikega vpliva, ki ga imajo elementi redke zemlje na njihovo vsakdanje življenje, vendar se je skoraj nemogoče izogniti delu sodobne tehnologije, ki ne vsebuje nobenega. Tudi tako preprost izdelek, kot je lažji kremen, vsebuje redkozemeljske elemente. Njihovo razširjenost ponazarja sodoben avtomobil, eden največjih potrošnikov izdelkov iz redkih zemelj. Na desetine električni motorji v običajnem avtomobilu, pa tudi v zvočnikih njegovega zvočnega sistema, uporabljajte neodim - železo - bor trajne magnete. Električni senzorji uporabljajo cirkonij, stabiliziran z itrijem, za merjenje in nadzor vsebnosti kisika v gorivu. Trosmerni katalizator se zanaša na cerijeve okside dušik oksidi v dušikov plin in oksidirajo ogljikov monoksid v ogljikov dioksid, neizgoreli ogljikovodiki pa v ogljikov dioksid in vodo v izpušnih produktih. Fosforji v optičnih zaslonih vsebujejo itrijev, evropijev in terbijev oksid. Vetrobransko steklo, ogledala in leče so polirani s cerijevimi oksidi. Celo bencin ali dizelsko gorivo, ki poganjata vozilo, je bilo dodelano z uporabo katalizatorjev za kreking v redkih zemeljskih snoveh, ki vsebujejo lantan, cerij ali mešane redke zemlje. Hibridne avtomobile poganja nikelj-latan-kovinsko-hidridna polnilna baterija in električni vlečni motor s trajnimi magneti, ki vsebujejo redkozemeljske elemente. Poleg tega moderno medijske in komunikacijske naprave - mobilni telefoni, televizorji in računalniki - vsi uporabljajo redke zemlje kot magnete za zvočnike in trde diske ter fosforje za optične zaslone. Količine uporabljenih redkih zemelj so precej majhne (0,1–5 masnih odstotkov, razen trajnih magnetov, ki vsebujejo približno 25 odstotkov neodima), vendar so kritične in katera koli od teh naprav ne bi delovala prav tako ali bi bila bistveno večja težje, če ne bi bilo redkih zemelj.
Čeprav redke zemlje obstajajo že od nastanka Zemlje, njihov obstoj ni prišel na dan šele konec 18. stoletja. Leta 1787 je poročnik švedske vojske Carl Axel Arrhenius odkril edinstveno črno barvo mineralna v majhnem kamnolomu v Ytterbyju (mestecu blizu Stockholma). Ta mineral je bila mešanica redkih zemelj in prvi posamezni element, ki so ga izolirali, je bil cerij leta 1803.
Zgodovina posameznih elementov redkih zemelj je tako zapletena kot zmedena, predvsem zaradi njihove kemijske podobnosti. Številni novoodkriti elementi niso bili en element, temveč mešanice kar šestih različnih elementov redke zemlje. Poleg tega so se pojavile trditve o odkritju številnih drugih elementov, ki naj bi bili člani redkozemeljske serije, vendar niso.
Zadnji naravni element (lutecij), ki se pojavlja v naravi, je bil odkrit leta 1907, vendar so raziskave kemije teh elementov je bilo težko, ker nihče ni vedel, koliko resničnih elementov redkih zemelj obstaja. Na srečo je bila v letih 1913–14 raziskava danskega fizika Niels Bohr in angleški fizik Henry Gwyn Jeffreys Moseley razrešila to situacijo. Bohrova teorija o vodikovem atomu je teoretikom omogočila, da so pokazali, da obstaja le 14 lantanidov. Moseleyjeve eksperimentalne študije so potrdile obstoj 13 teh elementov in pokazale, da mora biti 14. lantanid element 61 in ležati med neodimom in samarijem.
V dvajsetih letih 20. stoletja je bilo iskanje elementa 61 intenzivno. Leta 1926 so skupine znanstvenikov na Univerzi v Firencah v Italiji in na Univerzi v Illinoisu trdile, da so odkrile element 61 in poimenovale element florentium oziroma illinium, vendar njihovih trditev ni bilo mogoče neodvisno preveriti. Razburjenost teh trditev in nasprotnih zahtevkov je sčasoma zamrla do leta 1930. Šele leta 1947 so po razdelitvi urana element 61 zagotovo izolirali in ga imenovali promethij znanstveniki iz Nacionalnega laboratorija Oak Ridge ameriške komisije za atomsko energijo Oak Ridge v Tennessee . (Več podrobnosti o odkritju posameznih elementov najdete v člankih o teh elementih.)
V 160 letih odkritja (1787–1947) je bilo ločevanje in čiščenje elementov redkih zemelj težaven in dolgotrajen postopek. Številni znanstveniki so celo življenje poskušali pridobiti 99-odstotno čisto redko zemljo, običajno z delno kristalizacijo, ki izkorišča rahle razlike topnost redke zemeljske soli v vodnem okolju rešitev v primerjavi s sosednjim lantanidnim elementom.
Ker je bilo ugotovljeno, da so elementi redke zemlje cepitveni produkti cepitve atoma urana, si je ameriška komisija za atomsko energijo zelo prizadevala razviti nove metode za ločevanje elementov redke zemlje. Vendar so leta 1947 Gerald E. Boyd in sodelavci iz nacionalnega laboratorija Oak Ridge ter Frank Harold Spedding in sodelavci iz laboratorija Ames v Iowi hkrati objavili rezultate, ki so pokazali, da procesi izmenjave ionov ponujajo veliko boljši način za ločevanje redkih zemelj.
Copyright © Vse Pravice Pridržane | asayamind.com