Qué estierras raras?
La humanidad tiene una historia de más de 200 años desde el descubrimiento de las tierras raras en 1794. Dado que en aquel entonces se encontraban pocos minerales de tierras raras, solo se podía obtener una pequeña cantidad de óxidos insolubles en agua mediante métodos químicos. Históricamente, estos óxidos se denominaban habitualmente "tierras", de ahí el nombre de tierras raras.
De hecho, las tierras raras no son raras en la naturaleza. No son tierras, sino un elemento metálico típico. Su tipo activo es solo superado por los metales alcalinos y alcalinotérreos. Su contenido en la corteza terrestre es mayor que el del cobre, el zinc, el estaño, el cobalto y el níquel comunes.
En la actualidad, las tierras raras se han utilizado ampliamente en diversos campos como la electrónica, la petroquímica, la metalurgia, etc. Casi cada 3 a 5 años, los científicos pueden descubrir nuevos usos para las tierras raras y, de cada seis inventos, uno no puede prescindir de las tierras raras.
China es rica en tierras raras y ocupa el primer lugar en tres clasificaciones mundiales: reservas, escala de producción y volumen de exportación. Además, es el único país que puede proporcionar los 17 metales de tierras raras, especialmente las tierras raras medias y pesadas, con aplicaciones militares de gran importancia.
Composición de los elementos de tierras raras
Los elementos de tierras raras están compuestos por elementos lantánidos en la tabla periódica de elementos químicos:lantano(La),cerio(Ce),praseodimio(Pr),neodimio(Nd), prometio (Pm),samario(Sm),europio(UE),gadolinio(Dios),terbio(Tuberculosis),disprosio(Dy),holmio(Ho),erbio(Eh),tulio(Tm),iterbio(Yb),lutecio(Lu), y dos elementos estrechamente relacionados con los lantánidos:escandio(Sc) yitrio(Y).
Se llamaTierras raras, abreviado como Tierras Raras.
Clasificación de los elementos de tierras raras
Clasificados por las propiedades físicas y químicas de los elementos:
Elementos de tierras raras ligeras:escandio, itrio, lantano, cerio, praseodimio, neodimio, prometio, samario, europio
Elementos de tierras raras pesadas:gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio, lutecio
Clasificados por características minerales:
Grupo del cerio:lantano, cerio, praseodimio, neodimio, prometio, samario, europio
Grupo del itrio:gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio, lutecio, escandio, itrio
Clasificación por separación por extracción:
Tierras raras ligeras (extracción de acidez débil P204): lantano, cerio, praseodimio, neodimio
Tierra rara media (extracción de baja acidez P204):samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio
Tierras raras pesadas (extracción de acidez en P204):holmio, erbio, tulio, iterbio, lutecio, itrio
Propiedades de los elementos de tierras raras
Más de 50 funciones de los elementos de tierras raras están relacionadas con su estructura electrónica 4f única, lo que los hace ampliamente utilizados tanto en materiales tradicionales como en campos de nuevos materiales de alta tecnología.
órbita electrónica 4f
1. Propiedades físicas y químicas
★ Tiene propiedades metálicas evidentes; es de color gris plateado, excepto el praseodimio y el neodimio, que es de color amarillo claro.
★ Colores de óxido intensos
★ Forman compuestos estables con no metales.
★ Metal animado
★ Fácil de oxidar en el aire.
2 Propiedades optoelectrónicas
★ Subcapa 4f sin relleno, donde los electrones 4f están protegidos por electrones externos, lo que da como resultado varios términos espectrales y niveles de energía
Cuando los electrones 4f hacen la transición, pueden absorber o emitir radiación de varias longitudes de onda, desde el ultravioleta y la región visible hasta el infrarrojo, lo que los hace adecuados como materiales luminiscentes.
★ Buena conductividad, capaz de preparar metales de tierras raras mediante el método de electrólisis.
El papel de los electrones 4f de los elementos de tierras raras en nuevos materiales
1. Materiales que utilizan características electrónicas 4f
★ Disposición del espín del electrón 4f:Se manifiesta como un fuerte magnetismo, adecuado para su uso como materiales de imán permanente, materiales de imágenes por resonancia magnética, sensores magnéticos, superconductores, etc.
★ Transición electrónica orbital 4f: se manifiesta como propiedades luminiscentes: adecuadas para su uso como materiales luminiscentes como fósforos, láseres infrarrojos, amplificadores de fibra, etc.
Transiciones electrónicas en la banda guía del nivel de energía 4f: se manifiestan como propiedades de coloración; adecuadas para la coloración y decoloración de componentes de puntos calientes, pigmentos, aceites cerámicos, vidrio, etc.
2 está relacionado indirectamente con el electrón 4f, utilizando el radio iónico, la carga y las propiedades químicas.
★ Características nucleares:
Pequeña sección transversal de absorción de neutrones térmicos: adecuada para su uso como material estructural de reactores nucleares, etc.
Gran sección transversal de absorción de neutrones: adecuada para materiales de blindaje de reactores nucleares, etc.
★ Radio iónico, carga, propiedades físicas y químicas de tierras raras:
Defectos reticulares, radio iónico similar, propiedades químicas, diferentes cargas: adecuado para calefacción, catalizador, elemento sensor, etc.
Especificidad estructural: adecuado para su uso como materiales de cátodo de aleación de almacenamiento de hidrógeno, materiales de absorción de microondas, etc.
Propiedades electroópticas y dieléctricas: adecuados para su uso como materiales de modulación de luz, cerámicas transparentes, etc.
Hora de publicación: 06-jul-2023