Jak prvky vzácných zemin umožňují moderní technologii

Ve vesmírné opeře Franka Herberta „Dunes“ dává vzácná přírodní látka zvaná „kořenící směs“ lidi se schopností navigovat obrovský vesmír a vytvořit mezihvězdnou civilizaci. V reálném životě na Zemi umožnila skupina přírodních kovů zvaná vzácná zemina moderní technologie. Poptávka po těchto klíčových komponentách téměř všech moderních elektronických produktů prudce roste.

Vzácné zeminysplňovat tisíce různých potřeb - například se Cerrium používá jako katalyzátor pro rafinaci oleje, zatímcoGadoliniumpasti neutrony v jaderných reaktorech. Nejvýznamnější schopnost těchto prvků však spočívá v jejich luminiscenci a magnetismu.

Spoléháme se na vzácnou zeminu, abychom zbarvili obrazovku našeho chytrého telefonu, pomocí fluorescence ukázali autentičnost euro bankovek a převáděli signály na mořském dně pomocí kabelů optických vláken. Jsou také nezbytné pro výrobu některých z nejsilnějších a nejspolehlivějších magnetů na světě. Generují zvukové vlny ve vašich sluchátkách, vylepšují digitální informace ve vesmíru a mění trajektorii raket tepelného vyhledávání. Vzácná zemina také podporuje vývoj zelených technologií, jako je větrná energie a elektrická vozidla, a může dokonce produkovat nové součásti kvantového počítače. Stephen Boyd, syntetický chemik a nezávislý konzultant, řekl: „Tento seznam je nekonečný. Jsou všude

QQ 截图 20230705120656

Vzácná zemina označuje lanthanid lutetium a 14 prvků mezi Lanthanum ayttrium, které se často vyskytují ve stejném vkladu a mají chemické vlastnosti podobné lanthanidu. Tyto šedé a stříbrné kovy mají obvykle plasticitu a vysoké tání a vařící body. Jejich tajná síla spočívá v jejich elektronech. Všechny atomy mají jádro obklopené elektrony, které sídlí v oblasti zvané oběžné dráhy. Elektrony na oběžné dráze nejdále od jádra jsou valenční elektrony, které se účastní chemických reakcí a vytvářejí vazby s jinými atomy.

Většina lanthanidu má další důležitou skupinu elektronů, nazývaných „F-elektrony“, které žijí ve zlaté zóně poblíž valenčního elektron, ale mírně blízko jádra. Ana de Bettencourt Dias, anorganický chemik na University of Nevada, Reno, řekl: „Právě tyto elektrony způsobují magnetické a luminiscenční vlastnosti prvků vzácných zemin.“

Vzácné zeminy jsou skupinou 17 prvků (uvedených modře na periodické tabulce). Podskupina prvků vzácných zemin se nazývá lanthanid (Lutetium, Lu, plus linka v čeleLanthanum, La). Každý prvek obsahuje skořápku, obvykle obsahující F elektrony, což způsobuje, že tyto prvky mají magnetické a světelné vlastnosti.


Čas příspěvku:-05-2023