Όταν κοιτάμε τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα, πολλά από αυτά παραμένουν και καλούνται σπάνια γη. Βρίσκονται στο κάτω μέρος του περιοδικού πίνακα και χωρίς αυτούς η ζωή μας δεν θα ήταν η ίδια όπως τους γνωρίζουμε. Χάρη σε αυτές τις σπάνιες γαίες, είναι δυνατή η κατασκευή των περισσότερων συσκευών υψηλής τεχνολογίας όπως κινητά τηλέφωνα, υπολογιστές κ.λπ. Η σημασία του σπάνια γη Επεκτείνεται σε πολλαπλούς κλάδους λόγω των μοναδικών χαρακτηριστικών του.
Κύρια χαρακτηριστικά
Όπως αναφέραμε, αυτά τα μέταλλα δεν είναι τόσο σπάνια όσο υποδηλώνουν τα ονόματά τους, αλλά είναι δύσκολο να εξορυχθούν. Και συνήθως δεν συσσωρεύονται σε ορυκτά. Αν συνδυάσουμε αυτό το σπάνιο μέταλλο με τις απαιτήσεις των εφαρμογών υψηλής τεχνολογίας, υπάρχουν κάθε είδους οικονομικές και πολιτικές επιπλοκές που κάνουν τις σπάνιες γαίες πολύ ενδιαφέρουσες.
Είναι μια σειρά από χημικά στοιχεία που βρίσκονται στον φλοιό της γης και είναι κρίσιμες για πολλές από τις τεχνολογίες που έχουμε σήμερα. Για παράδειγμα, οι σπάνιες γαίες χρησιμοποιούνται σε πολλά ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, υπολογιστές και δίκτυα, επικοινωνίες, καθαρή ενέργεια, υγειονομική περίθαλψη, περιβαλλοντικό μετριασμό, άμυνα, προηγμένες μεταφορές και πολλά άλλα. Η αυξανόμενη ανάγκη για βιώσιμες λύσεις έχει οδηγήσει σε αύξηση της χρήσης αυτών των ουσιών στις πράσινες τεχνολογίες, καθώς και στην ανάπτυξη ηλεκτρικών αυτοκινήτων.
Είναι πολύ διάσημα για τις μαγνητικές, φωταυγείς και ηλεκτροχημικές τους ιδιότητες. Αυτά είναι μοναδικά χαρακτηριστικά και όλα αυτά τα στοιχεία βοηθούν πολλές τεχνικές όχι μόνο να λειτουργούν αποτελεσματικά, αλλά και να εξοικονομούν βάρος. Επιπλέον, μπορούμε να μειώσουμε τις εκπομπές και την κατανάλωση ενέργειας. Από εδώ, φτάνουμε στην τρέχουσα τεχνολογία με μεγαλύτερη απόδοση, απόδοση, ταχύτητα, ανθεκτικότητα και θερμική σταθερότητα. Τα προϊόντα που περιέχουν τεχνολογία σπάνιων γαιών συμβάλλουν στην προώθηση της παγκόσμιας οικονομικής ανάπτυξης, διατηρώντας παράλληλα υψηλά πρότυπα διαβίωσης και ακόμη και σώζοντας ζωές.
Ιδιότητες σπάνιων γαιών
Ας δούμε τις σπάνιες γαίες και τις ιδιότητές τους, γνωρίζουμε ότι δεν είναι ιδιαίτερα σπάνιες ως προς την αφθονία τους στον φλοιό της γης. Ωστόσο, οι μοναδικές του ιδιότητες οφείλονται στην ατομική του δομή. Έχουν ηλεκτρονικές διαμορφώσεις που τα διαφοροποιούν από άλλα στοιχεία του περιοδικού πίνακα. Ενώ όλες οι σπάνιες γαίες μοιράζονται ορισμένες σημαντικές ιδιότητες, άλλες είναι πιο συγκεκριμένες για συγκεκριμένα στοιχεία. Βρίσκονται μαζί με ορυκτά και πετρώματα και είναι δύσκολο να διαχωριστούν το ένα από το άλλο λόγω των χημικών ομοιοτήτων τους, μια πρόκληση που προκύπτει και στον διαχωρισμό άλλων τύπων ορυκτών.
Οι σπάνιες γαίες έχουν γίνει πολύ γνωστές για τις χημικές τους ιδιότητες, οι οποίες είναι προικισμένες με πολυάριθμες πρακτικές χρήσεις, ειδικά στην κατασκευή προηγμένης τεχνολογίας. Είναι συγκεκριμένα για συγκεκριμένα στοιχεία, επομένως η πρόκληση να μπορέσουμε να τα διαχωρίσουμε πρέπει να ξεπεραστεί. Για πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με τους κύριους τύπους ορυκτών, μπορείτε να συμβουλευτείτε τη σχετική μας ενότητα, συμπεριλαμβανομένων των διαφορετικών χαρακτηριστικών του ορυκτολογία.
Εκτός από την ατομική δομή, υπάρχουν διάφοροι τύποι σπάνιων γαιών με βάση τις χημικές τους ιδιότητες. Το μέγεθος είναι επίσης ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα. Το ατομικό μέγεθος των λανθανιδών μειώνεται με την αύξηση του ατομικού αριθμού. Αυτό προκαλεί τον διαχωρισμό των ελαφρύτερων σπάνιων γαιών από τις βαρύτερες σπάνιες γαίες. Και τα δύο παράγονται με διαφορετικά ορυκτά. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να παρατηρηθεί στην ταξινόμηση των διαφόρων τύπων σπάνιων γαιών, που προέρχονται από την κατανομή τους στον φλοιό της Γης.
Ταξινόμηση σπάνιων γαιών
Ας δούμε ποιες είναι οι διαφορετικές ταξινομήσεις με τις οποίες χωρίζονται αυτά τα στοιχεία. Τα πρώτα είναι τα λανθανοειδή που ταξινομούνται ως ελαφριές σπάνιες γαίες. Ας δούμε ποιες είναι αυτές:
- λανθάνιο
- δημήτριο
- πρασεοδύμιο
- νεοδύμιο
- prometius
- σαμάριο
Από την άλλη πλευρά έχουμε τις βαριές σπάνιες γαίες που είναι οι εξής:
- ευρώπιο
- γαδολίνιο
- τέρβιο
- δυσσπάσιο
- Όλμιο
- έρβιο
- θούλιο
- υττερβίο
- λουτέτιο
Το μόνο στοιχείο σε ολόκληρη τη λίστα που δεν βρίσκεται φυσικά είναι το προμέθιο. Γνωρίζουμε ότι όλα τα ισότοπα του προμεθίου είναι ραδιενεργά, επομένως μπορεί να σχηματιστεί μόνο σε πυρηνικούς αντιδραστήρες. Δεν μπορεί να βρεθεί φυσικά στη Γη. Αυτή η πτυχή υπογραμμίζει τη μοναδικότητα των σπάνιων γαιών και τη χρήση τους στην ανάπτυξη προηγμένων τεχνολογιών, όπως έχει αποδειχθεί σε άλλες μελέτες για την μαγνητικά πετρώματα.
Οι Λανθανίδες και η σημασία τους
Φυσικά, γνωρίζετε για τις λανθανίδες όταν έχετε μελετήσει τον περιοδικό πίνακα που σας κάνει να περιεργάζεστε. Αυτά είναι πολύ κοινά στοιχεία στον φλοιό της γης και είναι συχνά δύσκολο να εξαχθούν. Όχι μόνο είναι δύσκολο να εξαχθούν, αλλά χρησιμοποιούνται και σε μεγάλες ποσότητες. Είναι συνήθως γυαλιστερά, συνήθως ασημί. Μόλις εκτεθούν στο οξυγόνο, έχουν πολύ αυτό το ασημί χρώμα. Χαρακτηρίζονται από την υψηλή τους αντιδραστικότητα και, παρόλο που δεν είναι εκρηκτικά, αμαυρώνουν γρήγορα, γεγονός που τα καθιστά επιρρεπή σε μόλυνση από άλλα στοιχεία.
Γνωρίζουμε ότι δεν αμαυρώνουν όλες οι λανθανίδες με τον ίδιο ρυθμό. Για παράδειγμα, το λουτέτιο και το γαδολίνιο μπορούν να εκτεθούν στον αέρα για μεγάλες χρονικές περιόδους χωρίς να λερωθούν. Αφ 'ετέρου, έχουμε και άλλες λανθανίδες όπως το λανθάνιο, το νεοδύμιο και το ευρώπιο, τα οποία είναι πολύ αντιδραστικά και πρέπει να φυλάσσονται σε ορυκτέλαιο για την αποφυγή θαμπώματος. Επιπλέον, αυτές οι ιδιότητες είναι ζωτικής σημασίας σε τεχνολογικές εφαρμογές όπου η ανθεκτικότητα είναι απαραίτητη.
Όλα τα μέλη της σειράς lanthanide έχουν εξαιρετικά λεία υφή. Πολλά από αυτά μπορούν να κοπούν εύκολα με ένα μαχαίρι και δεν χρειάζονται βαριά εργαλεία για τη θεραπεία. Στοιχεία που θεωρούνται σπάνιες γαίες δεν λαμβάνονται υπόψη επειδή είναι δύσκολο να βρεθούν. Θεωρούνται απλώς σπάνιες γαίες επειδή είναι δύσκολο να εξαχθούν σε καθαρή μορφή σε επαρκείς ποσότητες για να ικανοποιήσουν όλες τις βιομηχανικές ανάγκες. Είναι άχρηστα αν δεν μπορούν να ληφθούν οι ποσότητες που απαιτούνται για την παραγωγή τεχνικών προϊόντων. Αυτό το γεγονός είναι ιδιαίτερα σημαντικό στο τρέχον πλαίσιο της αυξανόμενης ζήτησης, όπου η πράσινη τεχνολογία διαδραματίζει θεμελιώδη ρόλο.
Αυτά τα εδάφη κινδυνεύουν να γίνουν κυρίαρχα προϊόντα στην αγορά. Γνωρίζουμε ότι η Κίνα έχει τα μεγαλύτερα αποθέματα σπάνιων γαιών και τα χρησιμοποιεί. Είναι άφθονα σε σχέση με τον φλοιό της Γης, αλλά σε ανιχνεύσιμες ή λιγότερο κοινές συγκεντρώσεις από τα περισσότερα άλλα ορυκτά. Αυτή η κατάσταση εγείρει ερωτήματα σχετικά με τη σταθερότητα της προσφοράς σπάνιων γαιών στο μέλλον.
Αυτό κάνει την εξαγωγή σας πιο πολύτιμη. Η παγκόσμια ζήτηση για σπάνιες γαίες αναμένεται να αυξηθεί χάρη σε για χρήση σε αυτοκίνητα, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, φωτισμό εξοικονόμησης ενέργειας και καταλυτικούς μετατροπείς. Για πληροφορίες σχετικά με στρατηγικές για την εφαρμογή μεγαλύτερης χρήσης της πράσινης τεχνολογίας, μπορείτε να συμβουλευτείτε το άρθρο για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα.
Είναι βασικά στοιχεία γιατί είναι μοναδικά και αναντικατάστατα και χρησιμοποιούνται ευρέως σε πράσινες βιομηχανίες (ηλεκτρικά οχήματα, υβρίδια, τουρμπίνες κ.λπ.) για την ανάπτυξη στοιχείων όπως υπολογιστές, τηλεοράσεις, λέιζερ πολλαπλών εφαρμογών. Επιπλέον, ο ρόλος τους στην εξέλιξη προς βιώσιμες τεχνολογίες είναι κρίσιμος για την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής.
Ωστόσο, η συγκέντρωση της παραγωγής στην Κίνα, η οποία αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 90% του παγκόσμιου συνόλου, καθιστά αυτά τα στοιχεία ιδιαίτερα ευαίσθητα στο γεωπολιτικό περιβάλλον και θα μπορούσε να οδηγήσει σε περιορισμένη προσφορά ζωτικών υλικών για την ευρωπαϊκή οικονομία.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τις σπάνιες γαίες και τα χαρακτηριστικά τους.