Կախարդական հազվագյուտ Երկիր | Բացահայտում ենք գաղտնիքներ, որոնք դուք չգիտեք

Ի՞նչ էհազվագյուտ հող?
Մարդկությունը 1794 թվականին հազվագյուտ հողային հանքանյութերի հայտնաբերումից ի վեր ունի ավելի քան 200 տարվա պատմություն։ Քանի որ այդ ժամանակ հազվագյուտ հողային հանքանյութեր քիչ էին հայտնաբերվում, քիմիական եղանակով կարելի էր ստանալ միայն փոքր քանակությամբ ջրում չլուծվող օքսիդներ։ Պատմականորեն, նման օքսիդները սովորաբար անվանում էին «հող», այստեղից էլ՝ հազվագյուտ հողային անվանում։

Իրականում, հազվագյուտ հողային միներալները բնության մեջ հազվագյուտ չեն։ Հազվագյուտ հողայինները հող չեն, այլ տիպիկ մետաղական տարր։ Դրա ակտիվ տեսակը երկրորդն է միայն ալկալիական և հողալկալիական մետաղներից հետո։ Դրանք ավելի շատ պարունակություն ունեն երկրի ընդերքում, քան սովորական պղինձը, ցինկը, անագը, կոբալտը և նիկելը։

Ներկայումս հազվագյուտ հողային միացությունները լայնորեն կիրառվում են տարբեր ոլորտներում, ինչպիսիք են էլեկտրոնիկան, նավթաքիմիան, մետալուրգիան և այլն: Գրեթե յուրաքանչյուր 3-5 տարին մեկ գիտնականները կարողանում են հայտնաբերել հազվագյուտ հողային միացությունների նոր կիրառություններ, և յուրաքանչյուր վեց գյուտից առանց հազվագյուտ հողային միացությունների անհնար է:

Չինաստանը հարուստ է հազվագյուտ հողային հանքանյութերով՝ զբաղեցնելով առաջին տեղը համաշխարհային երեք վարկանիշային աղյուսակներում՝ պաշարներով, արտադրության մասշտաբով և արտահանման ծավալով։ Միևնույն ժամանակ, Չինաստանը նաև միակ երկիրն է, որը կարող է մատակարարել բոլոր 17 հազվագյուտ հողային մետաղները, մասնավորապես՝ միջին և ծանր հազվագյուտ հողային հանքանյութերը, որոնք ունեն չափազանց ակնառու ռազմական կիրառություն։

Հազվագյուտ հողային տարրերի կազմը

Քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակում հազվագյուտ հողային տարրերը կազմված են լանթանիդային տարրերից՝լանթան(Լա),ցերիում(Ցե),պրազեոդիմիում(Պր),նեոդիմ(Nd), պրոմեթիում (Pm),սամարիում(Փոքր),եվրոպիում(Եվ),գադոլինիում(Աստված),տերբիում(Տբ),դիսպրոզիում(Օր),հոլմիում(Հո),էրբիում(Էր),թուլիում(Թմ),իտերբիում(Յբ),լյուտեցիում(Lu) և լանթանիդների հետ սերտորեն կապված երկու տարրեր՝սկանդիում(Sc) ևիտրիում(Յ):

Այն կոչվում էՀազվագյուտ Երկիր, կրճատ՝ Հազվագյուտ Երկիր։

Հազվագյուտ հողային տարրերի դասակարգում

Դասակարգվում են տարրերի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների համաձայն՝

Թեթև հազվագյուտ հողային տարրեր՝սկանդիում, իտրիում, լանթան, ցերիում, պրազեոդիմ, նեոդիմ, պրոմեթիում, սամարիում, եվրոպիում

Ծանր հազվագյուտ հողային տարրեր.գադոլինիում, տերբիում, դիսպրոզիում, հոլմիում, էրբիում, թուլիում, իտերբիում, լուտեցիում

Հանքանյութերի բնութագրերով դասակարգվում են՝

Ցերիումի խումբ՝լանթան, ցերիում, պրազեոդիմիում, նեոդիմիում, պրոմեթիում, սամարիում, եվրոպիում

Իտրիումի խումբ՝գադոլինիում, տերբիում, դիսպրոզիում, հոլմիում, էրբիում, թուլիում, իտերբիում, լյուտեցիում, սկանդիում, իտրիում

Դասակարգումը ըստ արդյունահանման տարանջատման.

Թեթև հազվագյուտ հողային (P204 թույլ թթվայնության արդյունահանում)լանթան, ցերիում, պրազեոդիմիում, նեոդիմիում

Միջին հազվագյուտ հողային (P204 ցածր թթվայնության արդյունահանում):սամարիում, եվրոպիում, գադոլինիում, տերբիում, դիսպրոզիում

Ծանր հազվագյուտ հողային (թթվայնության արդյունահանում P204-ում):հոլմիում, էրբիում, թուլիում, իտերբիում, լուտեցիում, իտրիում

Հազվագյուտ հողային տարրերի հատկությունները

Հազվագյուտ հողային տարրերի ավելի քան 50 ֆունկցիաներ կապված են դրանց եզակի 4f էլեկտրոնային կառուցվածքի հետ, ինչը դրանք լայնորեն կիրառում է դարձնում ինչպես ավանդական նյութերի, այնպես էլ բարձր տեխնոլոգիական նոր նյութերի ոլորտներում։

4f էլեկտրոնային ուղեծիր

1. Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ

★ Ունի ակնհայտ մետաղական հատկություններ։ Այն արծաթափայլ մոխրագույն է, բացառությամբ պրազեոդիմիումի և նեոդիմիումի, այն բաց դեղին է թվում։

★ Հարուստ օքսիդային գույներ

★ Ոչ մետաղների հետ կայուն միացություններ առաջացնել

★ Մետալ կենդանի

★ Հեշտ է օքսիդանալ օդում

2 Օպտոէլեկտրոնային հատկություններ

★ Չլրացված 4f ենթաշերտ, որտեղ 4f էլեկտրոնները պաշտպանված են արտաքին էլեկտրոններով, ինչը հանգեցնում է տարբեր սպեկտրալ անդամների և էներգիայի մակարդակների

Երբ 4f էլեկտրոնները անցնում են, դրանք կարող են կլանել կամ արձակել տարբեր ալիքի երկարության ճառագայթում՝ ուլտրամանուշակագույնից մինչև տեսանելի և ինֆրակարմիր տիրույթներ, ինչը դրանք դարձնում է հարմար որպես լուսարձակող նյութեր։

★ Լավ հաղորդունակություն, էլեկտրոլիզի մեթոդով հազվագյուտ հողային մետաղներ ստանալու ունակ

Հազվագյուտ երկրային տարրերի 4f էլեկտրոնների դերը նոր նյութերում

1. 4f էլեկտրոնային հատկանիշներ օգտագործող նյութեր

★ 4f էլեկտրոնային սպինի դասավորություն։դրսևորվում է որպես ուժեղ մագնիսականություն՝ հարմար է որպես մշտական ​​մագնիսական նյութեր, ՄՌՏ պատկերման նյութեր, մագնիսական սենսորներ, գերհաղորդիչներ և այլն օգտագործելու համար

★ 4f օրբիտալ էլեկտրոնային անցումդրսևորվում են որպես լուսարձակող հատկություններ՝ հարմար են որպես լուսարձակող նյութեր, ինչպիսիք են ֆոսֆորները, ինֆրակարմիր լազերները, մանրաթելային ուժեղացուցիչները և այլն օգտագործելու համար

4f էներգետիկ մակարդակի ուղեցույցային գոտու էլեկտրոնային անցումները. դրսևորվում են որպես գունային հատկություններ՝ հարմար են տաք կետերի բաղադրիչների, գունանյութերի, կերամիկական յուղերի, ապակու և այլնի գունավորման և գունաթափման համար։

2-ը անուղղակիորեն կապված է 4f էլեկտրոնի հետ՝ օգտագործելով իոնային շառավիղը, լիցքը և քիմիական հատկությունները։

★ Միջուկային բնութագրեր.

 Փոքր ջերմային նեյտրոնների կլանման լայնական հատույթ – հարմար է միջուկային ռեակտորների կառուցվածքային նյութեր և այլն օգտագործելու համար

 Նեյտրոնների մեծ կլանման լայնական հատվածք՝ հարմար է միջուկային ռեակտորների և այլնի պաշտպանիչ նյութերի համար

★ Հազվագյուտ հողային իոնային շառավիղ, լիցք, ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ.

 Ցանցային արատներ, նմանատիպ իոնային շառավիղ, քիմիական հատկություններ, տարբեր լիցքեր՝ հարմար է տաքացման, կատալիզատորի, զգայուն տարրի և այլնի համար

Կառուցվածքային առանձնահատկություն՝ հարմար է որպես ջրածնի կուտակիչ համաձուլվածքի կաթոդային նյութեր, միկրոալիքային կլանման նյութեր և այլն օգտագործելու համար

Էլեկտրաօպտիկական և դիէլեկտրիկ հատկություններ՝ հարմար է որպես լույսի մոդուլյացիայի նյութեր, թափանցիկ կերամիկա և այլն օգտագործելու համար