Կախարդական հազվագյուտ Երկիր | Գաղտնիքների բացահայտում, որոնք դուք չգիտեք

Ինչ էհազվագյուտ երկիր?
Մարդկությունը ավելի քան 200 տարվա պատմություն ունի՝ 1794 թվականին հազվագյուտ հողերի հայտնաբերումից հետո: Քանի որ այն ժամանակ քիչ քանակությամբ հազվագյուտ հողային միներալներ կային, միայն փոքր քանակությամբ ջրում չլուծվող օքսիդներ կարելի էր ձեռք բերել քիմիական մեթոդով: Պատմականորեն նման օքսիդները սովորաբար կոչվում էին «երկիր», այստեղից էլ՝ հազվագյուտ հողի անվանումը։

Իրականում, հազվագյուտ հողային միներալները բնության մեջ հազվադեպ չեն: Հազվագյուտ հողը հող չէ, այլ տիպիկ մետաղական տարր: Նրա ակտիվ տեսակը զիջում է միայն ալկալային մետաղներին և հողալկալային մետաղներին: Նրանք ընդերքում ավելի շատ պարունակություն ունեն, քան սովորական պղինձը, ցինկը, անագը, կոբալտը և նիկելը։

Ներկայումս հազվագյուտ հողերը լայնորեն կիրառվում են տարբեր ոլորտներում՝ էլեկտրոնիկա, նավթաքիմիական, մետալուրգիա և այլն: Գրեթե յուրաքանչյուր 3-5 տարին մեկ գիտնականները կարողանում են հայտնաբերել հազվագյուտ հողերի նոր կիրառումներ, և յուրաքանչյուր վեց գյուտից մեկը չի կարող անել: առանց հազվագյուտ հողերի:

Չինաստանը հարուստ է հազվագյուտ հողային օգտակար հանածոներով՝ զբաղեցնելով առաջին տեղը համաշխարհային երեք վարկանիշում՝ պաշարներ, արտադրության մասշտաբներ և արտահանման ծավալներ: Միևնույն ժամանակ, Չինաստանը նաև միակ երկիրն է, որը կարող է ապահովել բոլոր 17 հազվագյուտ հողային մետաղները, հատկապես միջին և ծանր հազվագյուտ հողերը՝ չափազանց նշանակալի ռազմական կիրառություններով:

Հազվագյուտ հողային տարրերի կազմը

Հազվագյուտ հողային տարրերը կազմված են լանտանիդ տարրերից քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակում.լանթան(Լա),ցերիում(Ce),պրազեոդիմում(Պր),նեոդիմում(Nd), պրոմեթիում (Pm),սամարիում(Սմ),եվրոպիում(Եվ),gadolinium(Gd),տերբիում(Tb),դիսպրոզիում(Dy),հոլմիում(Հո),էրբիում(Էլ),թուլիում(Tm),իտերբիում(Yb),լյուտեցիում(Lu) և երկու տարր, որոնք սերտորեն կապված են լանթանիդի հետ.սկանդիում(Sc) ևիտրիում(Y).

Այն կոչվում էՀազվագյուտ Երկիր, կրճատ՝ Rare Earth։

Հազվագյուտ հողային տարրերի դասակարգում

Դասակարգվում է ըստ տարրերի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների.

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

Հազվագյուտ հողային ծանր տարրեր.գադոլինիում, տերբիում, դիսպրոզիում, հոլմիում, էրբիում, թուլիում, իտերբիում, լուտեցիում

Դասակարգվում է ըստ հանքային բնութագրերի.

Ցերիումի խումբ.լանթան, ցերիում, պրազեոդիմ, նեոդիմ, պրոմեթիում, սամարիում, եվրոպիում

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

Դասակարգում ըստ արդյունահանման տարանջատման.

Թեթև հազվագյուտ հող (P204 թույլ թթվայնության արդյունահանում)լանթան, ցերիում, պրազեոդիմ, նեոդիմ

Միջին հազվագյուտ հող (P204 ցածր թթվայնության արդյունահանում).սամարիում, եվրոպիում, գադոլինիում, տերբիում, դիսպրոզիում

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

Հազվագյուտ հողային տարրերի հատկությունները

Հազվագյուտ հողային տարրերի ավելի քան 50 գործառույթներ կապված են նրանց եզակի 4f էլեկտրոնային կառուցվածքի հետ, ինչը նրանց լայնորեն օգտագործվում է ինչպես ավանդական նյութերի, այնպես էլ բարձր տեխնոլոգիական նոր նյութերի ոլորտներում:

4f էլեկտրոնային ուղեծիր

1. Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ

★ Ունի ակնհայտ մետաղական հատկություններ; Այն արծաթագույն մոխրագույն է, բացառությամբ պրազեոդիմի և նեոդիմի, այն բաց դեղին է

★ Հարուստ օքսիդ գույներ

★ Ոչ մետաղների հետ ձևավորել կայուն միացություններ

★ Մետաղական աշխույժ

★ Հեշտ է օքսիդանալ օդում

2 Օպտոէլեկտրոնային հատկություններ

★ Չլիցքավորված 4f ենթաշերտ, որտեղ 4f էլեկտրոնները պաշտպանված են արտաքին էլեկտրոններով, ինչը հանգեցնում է տարբեր սպեկտրային տերմինների և էներգիայի մակարդակների

Երբ 4f էլեկտրոնները անցում են կատարում, նրանք կարող են կլանել կամ արտանետել տարբեր ալիքի երկարությունների ճառագայթում ուլտրամանուշակագույնից, տեսանելի ինֆրակարմիր շրջաններից՝ դրանք դարձնելով որպես լյումինեսցենտ նյութեր:

★ Լավ հաղորդունակություն, էլեկտրոլիզի մեթոդով հազվագյուտ հողային մետաղներ պատրաստելու ունակություն

Հազվագյուտ երկրային տարրերի 4f էլեկտրոնների դերը նոր նյութերում

1. Նյութեր, որոնք օգտագործում են 4f էլեկտրոնային հատկանիշներ

★ 4f էլեկտրոնի սպին դասավորություն.դրսևորվում է որպես ուժեղ մագնիսականություն. հարմար է օգտագործել որպես մշտական ​​մագնիսական նյութեր, MRI պատկերման նյութեր, մագնիսական սենսորներ, գերհաղորդիչներ և այլն:

★ 4f ուղեծրային էլեկտրոնային անցումդրսևորվում է որպես լյումինեսցենտային հատկություն – հարմար է օգտագործել որպես լյումինեսցենտ նյութեր, ինչպիսիք են ֆոսֆորները, ինֆրակարմիր լազերները, մանրաթելային ուժեղացուցիչները և այլն:

Էլեկտրոնային անցումներ 4f էներգիայի մակարդակի ուղեցույցի գոտում. դրսևորվում է որպես գունազարդման հատկություններ. հարմար է տաք կետերի բաղադրիչների, պիգմենտների, կերամիկական յուղերի, ապակու և այլն գունավորելու և գունազերծելու համար:

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

★ Միջուկային բնութագրերը.

 Փոքր ջերմային նեյտրոնի կլանման խաչմերուկ – հարմար է միջուկային ռեակտորների կառուցվածքային նյութեր օգտագործելու համար և այլն

 Նեյտրոնների կլանման մեծ խաչմերուկ – հարմար է միջուկային ռեակտորների պաշտպանիչ նյութերը և այլն

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

 Ցանցային թերություններ, նմանատիպ իոնային շառավիղ, քիմիական հատկություններ, տարբեր լիցքեր – հարմար է ջեռուցման, կատալիզատորի, զգայական տարրի և այլնի համար

Կառուցվածքային առանձնահատկություն. հարմար է օգտագործել որպես ջրածնի պահեստային խառնուրդ կաթոդային նյութեր, միկրոալիքային կլանող նյութեր և այլն

Էլեկտրօպտիկական և դիէլեկտրական հատկություններ – հարմար է օգտագործել որպես լույսի մոդուլյացիայի նյութեր, թափանցիկ կերամիկա և այլն