O que éterra rara?
Os seres humanos têm uma história de mais de 200 anos desde a descoberta de terras raras em 1794. Como havia poucos minerais de terras raras encontrados naquela época, apenas uma pequena quantidade de óxidos insolúveis em água poderia ser obtida por método químico. Historicamente, tais óxidos eram habitualmente chamados de “terra”, daí o nome de terras raras.
Na verdade, os minerais de terras raras não são raros na natureza. Terra rara não é terra, mas um elemento metálico típico. Seu tipo ativo perde apenas para os metais alcalinos e metais alcalino-terrosos. Eles têm mais conteúdo na crosta do que cobre, zinco, estanho, cobalto e níquel comuns.
Atualmente, as terras raras têm sido amplamente utilizadas em vários campos, como eletrônica, petroquímica, metalurgia, etc. Quase a cada 3-5 anos, os cientistas conseguem descobrir novos usos para as terras raras e, em cada seis invenções, uma não pode fazer sem terras raras.
A China é rica em minerais de terras raras, ocupando o primeiro lugar em três classificações mundiais: reservas, escala de produção e volume de exportação. Ao mesmo tempo, a China é também o único país que pode fornecer todos os 17 metais de terras raras, especialmente as terras raras médias e pesadas com aplicações militares extremamente proeminentes.
Composição do elemento terras raras
Os elementos de terras raras são compostos por elementos lantanídeos na tabela periódica de elementos químicos:lantânio(La),cério(Ce),praseodímio(Pr),neodímio(Nd), promécio (Pm),samário(Sm),európio(UE),gadolínio(D'us),térbio(Tb),disprósio(Morto),hólmio(Ah),érbio(Er),túlio(Tm),itérbio(Sim),lutécio(Lu), e dois elementos intimamente relacionados ao lantanídeo:escândio(Sc) eítrio(S).
É chamadoTerra Rara, abreviado como Terra Rara.
Classificação de elementos de terras raras
Classificado pelas propriedades físicas e químicas dos elementos:
Elementos leves de terras raras:escândio, ítrio, lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio
Elementos pesados de terras raras:gadolínio, térbio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio, lutécio
Classificado por características minerais:
Grupo cério:lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio
Grupo ítrio:gadolínio, térbio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio, lutécio, escândio, ítrio
Classificação por separação de extração:
Terras raras leves (extração de acidez fraca P204): lantânio, cério, praseodímio, neodímio
Terras raras médias (extração de baixa acidez P204):samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio
Terras raras pesadas (extração de acidez em P204):hólmio, érbio, túlio, itérbio, lutécio, ítrio
Propriedades de elementos de terras raras
Mais de 50 funções de elementos de terras raras estão relacionadas à sua estrutura eletrônica 4f exclusiva, tornando-os amplamente utilizados tanto em materiais tradicionais quanto em novos campos de materiais de alta tecnologia.
Órbita do elétron 4f
1. Propriedades físicas e químicas
★ Possui propriedades metálicas evidentes; É cinza prateado, exceto praseodímio e neodímio, parece amarelo claro
★ Cores ricas em óxido
★ Formar compostos estáveis com não metais
★ Metal animado
★ Fácil de oxidar no ar
2 Propriedades optoeletrônicas
★ Subcamada 4f não preenchida, onde os elétrons 4f são protegidos por elétrons externos, resultando em vários termos espectrais e níveis de energia
Quando os elétrons 4f fazem a transição, eles podem absorver ou emitir radiação de vários comprimentos de onda, desde ultravioleta, visível até regiões infravermelhas, tornando-os adequados como materiais luminescentes.
★ Boa condutividade, capaz de preparar metais de terras raras pelo método de eletrólise
O papel dos elétrons 4f de elementos de terras raras em novos materiais
1.Materiais que utilizam recursos eletrônicos 4f
★ Arranjo de spin do elétron 4f:manifestado como forte magnetismo – adequado para uso como materiais de ímã permanente, materiais de imagem de ressonância magnética, sensores magnéticos, supercondutores, etc.
★ transição de elétrons orbitais 4f: manifestado como propriedades luminescentes – adequado para uso como materiais luminescentes, como fósforos, lasers infravermelhos, amplificadores de fibra, etc.
Transições eletrônicas na banda guia de nível de energia 4f: manifestadas como propriedades de coloração – adequadas para coloração e descoloração de componentes de pontos quentes, pigmentos, óleos cerâmicos, vidro, etc.
2 está indiretamente relacionado ao elétron 4f, usando raio iônico, carga e propriedades químicas
★ Características nucleares:
Pequena seção transversal de absorção de nêutrons térmicos – adequada para uso como materiais estruturais de reatores nucleares, etc.
Grande seção transversal de absorção de nêutrons – adequada para materiais de blindagem de reatores nucleares, etc.
★ Raio iônico de terras raras, carga, propriedades físicas e químicas:
Defeitos de rede, raio iônico semelhante, propriedades químicas, cargas diferentes – adequado para aquecimento, catalisador, elemento sensor, etc.
Especificidade estrutural – adequado para uso como materiais catódicos de liga de armazenamento de hidrogênio, materiais de absorção de microondas, etc.
Propriedades eletro-ópticas e dielétricas – adequadas para uso como materiais de modulação de luz, cerâmicas transparentes, etc.
Horário da postagem: 06/07/2023