Ve vesmírné opeře Franka Herberta „Duny“ vzácná přírodní látka zvaná „směs koření“ obdarovává lidi schopností orientovat se v rozlehlém vesmíru a založit mezihvězdnou civilizaci. V reálném životě na Zemi umožnila skupina přírodních kovů zvaných prvky vzácných zemin vznik moderních technologií. Poptávka po těchto klíčových součástech téměř všech moderních elektronických výrobků prudce roste.
Vzácné zeminyuspokojit tisíce různých potřeb – například cer se používá jako katalyzátor pro rafinaci ropy, zatímcogadoliniumzachycuje neutrony v jaderných reaktorech. Nejvýraznější schopností těchto prvků však je jejich luminiscence a magnetismus.
Spoléháme na vzácné zeminy k obarvení obrazovky našich chytrých telefonů, k použití fluorescence k prokázání pravosti eurobankovek a k přenosu signálů na mořském dně pomocí optických kabelů. Jsou také nezbytné pro výrobu některých z nejsilnějších a nejspolehlivějších magnetů na světě. Generují zvukové vlny ve sluchátkách, vylepšují digitální informace ve vesmíru a mění trajektorii termálních vyhledávacích střel. Vzácné zeminy také podporují rozvoj zelených technologií, jako je větrná energie a elektrická vozidla, a mohou dokonce vyrábět nové komponenty kvantových počítačů. Stephen Boyd, syntetický chemik a nezávislý konzultant, řekl: „Tento seznam je nekonečný. Jsou všude.“
Vzácné zeminy označují lanthanoidy lutecium a 14 prvků mezi lanthanem ayttrium, které se často vyskytují ve stejném ložisku a mají chemické vlastnosti podobné lanthanoidům. Tyto šedé až stříbrné kovy mají obvykle plasticitu a vysoké body tání a varu. Jejich tajná síla spočívá v elektronech. Všechny atomy mají jádro obklopené elektrony, které se nacházejí v oblasti zvané orbita. Elektrony v orbitě nejdále od jádra jsou valenční elektrony, které se účastní chemických reakcí a tvoří vazby s jinými atomy.
Většina lanthanoidů má další důležitou skupinu elektronů, nazývaných „f-elektrony“, které se nacházejí ve zlaté zóně poblíž valenčního elektronu, ale mírně blízko jádra. Ana de Bettencourt Dias, anorganická chemička z Nevadské univerzity v Renu, uvedla: „Právě tyto f-elektrony způsobují magnetické a luminiscenční vlastnosti prvků vzácných zemin.“
Vzácné zeminy jsou skupinou 17 prvků (v periodické tabulce označených modře). Podmnožinou prvků vzácných zemin se nazývají lanthanoidy. (lutecium, Lu, plus linie v jejímž čele stojílanthan, La). Každý prvek obsahuje obal, obvykle obsahující f elektronů, což těmto prvkům dodává magnetické a světelné vlastnosti.
Čas zveřejnění: 5. července 2023