Když se podíváme na prvky periodické tabulky, mnoho z nich zůstává a jsou volány vzácných zemin. Jsou na dně periodické tabulky a bez nich by náš život nebyl takový, jak je známe. Díky těmto vzácným zeminám je možné vyrábět většinu high-tech zařízení jako jsou mobilní telefony, počítače atd. Význam vzácných zemin Díky svým jedinečným vlastnostem se rozšiřuje do mnoha průmyslových odvětví.
Hlavní charakteristiky
Jak jsme zmínili, tyto kovy nejsou tak vzácné, jak jejich názvy napovídají, ale těží se obtížně. A obvykle se nehromadí v minerálech. Pokud spojíme tento vzácný kov s požadavky high-tech aplikací, objeví se nejrůznější ekonomické a politické komplikace, díky kterým jsou vzácné zeminy velmi zajímavé.
Jde o řadu chemických prvků, které se nacházejí v zemské kůře a jsou zásadní pro mnoho technologií, které dnes máme. Vzácné zeminy se například používají v mnoha spotřební elektronice, počítačích a sítích, komunikacích, čisté energii, zdravotnictví, zmírňování dopadů na životní prostředí, obraně, pokročilé dopravě a dalších. Rostoucí potřeba udržitelných řešení vedla k nárůstu používání těchto látek v zelených technologiích a také ve vývoji elektromobilů.
Jsou velmi známé pro své magnetické, luminiscenční a elektrochemické vlastnosti. To jsou jedinečné atributy a všechny tyto prvky pomáhají mnoha technikám nejen efektivně fungovat, ale také šetřit váhu. Kromě toho můžeme snížit emise a spotřebu energie. tímto způsobem, dostáváme se k současné technologii s vyšší účinností, výkonem, rychlostí, odolností a tepelnou stabilitou. Produkty obsahující technologii vzácných zemin pomáhají řídit globální ekonomický růst při zachování vysoké životní úrovně a dokonce zachraňují životy.
Vlastnosti vzácných zemin
Podívejme se na vzácné zeminy a jejich vlastnosti, víme, že nejsou nijak zvlášť vzácné, pokud jde o jejich zastoupení v zemské kůře. Jeho jedinečné vlastnosti jsou však dány jeho atomovou strukturou. Mají elektronické konfigurace, které je odlišují od ostatních prvků v periodické tabulce. Zatímco všechny vzácné zeminy sdílejí některé důležité vlastnosti, jiné jsou specifičtější pro konkrétní prvky. Nacházejí se společně s minerály a hornin a je obtížné je od sebe oddělit kvůli jejich chemické podobnosti, což je výzva, která také vyvstává při separaci jiných typů minerálů.
Vzácné zeminy se staly velmi známými svými chemickými vlastnostmi, které mají četné praktické využití, zejména při výrobě pokročilých technologií. Jsou specifické pro konkrétní prvky, takže je třeba překonat problém schopnosti je oddělit. Další informace o hlavních typech minerálů najdete v naší související sekci, včetně různých charakteristik minerálů mineralogie.
Kromě atomové struktury existují různé typy vzácných zemin na základě jejich chemických vlastností. Rozlišovacím znakem je také velikost. Atomová velikost lanthanoidů klesá s rostoucím atomovým číslem. To způsobí, že se lehčí vzácné zeminy oddělí od těžších vzácných zemin. A oba se vyrábějí s různými minerály. Tento jev lze pozorovat při klasifikaci různých typů vzácných zemin, které jsou odvozeny od jejich rozšíření v zemské kůře.
Klasifikace vzácných zemin
Podívejme se, jaké jsou různé klasifikace, podle kterých jsou tyto prvky rozděleny. První jsou lanthanoidy, které jsou klasifikovány jako lehké vzácné zeminy. Podívejme se, jaké to jsou:
- lanthan
- cer
- praseodym
- neodym
- prometius
- samarium
Na druhou stranu máme těžké vzácné zeminy, které jsou následující:
- evropské
- gadolinium
- terbium
- dysprosium
- holmium
- erbium
- thulium
- yterbium
- lutetium
Jediná položka v celém seznamu, která nenachází se přirozeně je promethium. Víme, že všechny izotopy promethia jsou radioaktivní, takže může vznikat pouze v jaderných reaktorech. Na Zemi se přirozeně nenachází. Tento aspekt zdůrazňuje jedinečnost vzácných zemin a jejich využití při vývoji pokročilých technologií, jak bylo prokázáno v jiných studiích o magnetické kameny.
Lanthanidy a jejich význam
Samozřejmě víte o lanthanoidech, když jste studovali periodickou tabulku, díky které jste zvědaví. Jedná se o velmi běžné prvky v zemské kůře a často je obtížné je extrahovat. Nejen, že se obtížně těží, ale také se používají ve velkém množství. Obvykle jsou světlé, obvykle stříbrné. Jakmile jsou vystaveny kyslíku, mají hodně stříbrné barvy. Vyznačují se vysokou reaktivitou, a přestože nejsou výbušné, rychle se kazí, což je činí náchylnými ke kontaminaci jinými prvky.
Víme, že ne všechny lanthanoidy se zabarvují stejnou rychlostí. Například lutetium a gadolinium mohou být vystaveny vzduchu po dlouhou dobu bez zabarvení. Na druhou stranu, máme další lanthanoidy, jako je lanthan, neodym a europium, které jsou velmi reaktivní a musí být skladovány v minerálním oleji, aby se zabránilo zamlžování. Kromě toho jsou tyto vlastnosti klíčové v technologických aplikacích, kde je zásadní životnost.
Všichni členové řady lanthanoidů mají extrémně hladkou texturu. Mnohé z nich lze snadno řezat nožem a k ošetření není potřeba těžkého nářadí. Prvky považované za vzácné zeminy se neberou v úvahu, protože je obtížné je najít. Jsou jednoduše považovány za vzácné zeminy, protože je obtížné je extrahovat v čisté formě v dostatečném množství, aby uspokojily všechny průmyslové potřeby. Jsou k ničemu, pokud množství potřebná k výrobě technických výrobků nelze získat. Tato skutečnost je zvláště aktuální v současném kontextu rostoucí poptávky, kde zelené technologie hrají zásadní roli.
Těmto zemím reálně hrozí, že se stanou dominantními produkty na trhu. Víme, že Čína má největší zásoby vzácných zemin a využívá je. Jsou hojné v poměru k zemské kůře, ale v detekovatelných nebo méně běžných koncentracích než většina ostatních minerálů. Tato situace vyvolává otázky ohledně stability dodávek vzácných zemin v budoucnu.
Díky tomu je vaše extrakce cennější. Očekává se, že celosvětová poptávka po vzácných zeminách poroste díky pro použití v automobilech, spotřební elektronice, energeticky úsporném osvětlení a katalyzátorech. Informace o strategiích pro zavádění většího využívání zelených technologií můžete získat článek o elektromobilech.
Jsou to klíčové prvky, protože jsou jedinečné a nenahraditelné a jsou široce používány v ekologických průmyslových odvětvích (elektrická vozidla, hybridy, turbíny atd.) k vývoji prvků, jako jsou počítače, televize, lasery s mnoha aplikacemi. Kromě toho je jejich role ve vývoji směrem k udržitelným technologiím zásadní v boji proti změně klimatu.
Nicméně koncentrace výroby v Číně, která představuje více než 90 % světového celku, tyto prvky jsou zvláště citlivé na geopolitické prostředí a mohly by vést k omezené dodávce životně důležitých materiálů pro evropské hospodářství.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o vzácných zeminách a jejich charakteristikách.