जादुई दुर्मिळ पृथ्वी | तुम्हाला माहीत नसलेली रहस्ये उघड करणे

काय आहेदुर्मिळ पृथ्वी?
1794 मध्ये दुर्मिळ पृथ्वीचा शोध लागल्यापासून मानवाला 200 वर्षांहून अधिक वर्षांचा इतिहास आहे. त्या वेळी काही दुर्मिळ-पृथ्वी खनिजे आढळून आल्याने, रासायनिक पध्दतीने पाण्यात विरघळणारे ऑक्साईडचे थोडेसे प्रमाण मिळू शकले. ऐतिहासिकदृष्ट्या, अशा ऑक्साईड्सना नेहमी "पृथ्वी" म्हटले जात असे, म्हणून दुर्मिळ पृथ्वीचे नाव.

खरं तर, दुर्मिळ-पृथ्वी खनिज निसर्गात दुर्मिळ नाहीत. दुर्मिळ पृथ्वी ही पृथ्वी नसून एक विशिष्ट धातू घटक आहे. त्याचा सक्रिय प्रकार अल्कली धातू आणि क्षारीय पृथ्वी धातूंपेक्षा दुसरा आहे. सामान्य तांबे, जस्त, कथील, कोबाल्ट आणि निकेलपेक्षा त्यांच्या क्रस्टमध्ये अधिक सामग्री असते.

सध्या, इलेक्ट्रॉनिक्स, पेट्रोकेमिकल्स, धातूशास्त्र इत्यादी विविध क्षेत्रांमध्ये दुर्मिळ पृथ्वीचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जात आहे. जवळजवळ दर 3-5 वर्षांनी, शास्त्रज्ञ दुर्मिळ पृथ्वीसाठी नवीन उपयोग शोधण्यात सक्षम आहेत आणि प्रत्येक सहा शोधांपैकी एक करू शकत नाही. दुर्मिळ पृथ्वीशिवाय.

चीन दुर्मिळ पृथ्वीच्या खनिजांनी समृद्ध आहे, तीन जागतिक क्रमवारीत प्रथम क्रमांकावर आहे: साठा, उत्पादन प्रमाण आणि निर्यातीचे प्रमाण. त्याच वेळी, चीन हा एकमेव देश आहे जो सर्व 17 दुर्मिळ पृथ्वी धातू, विशेषतः मध्यम आणि जड दुर्मिळ पृथ्वी अत्यंत प्रमुख लष्करी अनुप्रयोगांसह प्रदान करू शकतो.

दुर्मिळ पृथ्वी घटक रचना

रासायनिक घटकांच्या नियतकालिक सारणीमध्ये दुर्मिळ पृथ्वीचे घटक लॅन्थानाइड घटकांपासून बनलेले आहेत:लॅन्थेनम(ला),सेरिअम(सीई),praseodymium(पीआर),neodymium(एनडी), प्रोमिथियम (पीएम),samarium(Sm),युरोपिअम(Eu),गॅडोलिनियम(Gd),टर्बियम(टीबी),डिसप्रोसिअम(उप),हॉलमियम(हो),एर्बियम(एर),थुलिअम(टीएम),यटरबियम(Yb),ल्युटेटिअम(लु), आणि दोन घटक लॅन्थानाइडशी जवळून संबंधित आहेत:स्कँडियम(Sc) आणियट्रियम(Y).

असे म्हणतातदुर्मिळ पृथ्वी, Rare Earth म्हणून संक्षिप्त.

दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचे वर्गीकरण

घटकांच्या भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांनुसार वर्गीकृत:

प्रकाश दुर्मिळ पृथ्वी घटक:स्कॅन्डियम, य्ट्रिअम, लॅन्थॅनम, सेरिअम, प्रासिओडीमियम, निओडीमियम, प्रोमेथियम, समेरियम, युरोपियम

जड दुर्मिळ पृथ्वी घटक:गॅडोलिनियम, टर्बियम, डिस्प्रोसियम, हॉलमियम, एर्बियम, थ्युलियम, यटरबियम, ल्युटेटियम

खनिज वैशिष्ट्यांनुसार वर्गीकृत:

सिरियम गट:लॅन्थॅनम, सेरिअम, प्रासोडीमियम, निओडीमियम, प्रोमेथियम, समेरियम, युरोपियम

यत्रियम गट:गॅडोलिनियम, टर्बियम, डिस्प्रोसियम, हॉलमियम, एर्बियम, थ्युलियम, यटरबियम, ल्युटेटियम, स्कॅन्डियम, यट्रियम

अर्क वेगळे करून वर्गीकरण:

हलकी दुर्मिळ पृथ्वी (P204 कमकुवत अम्लता निष्कर्षण): लॅन्थॅनम, सेरिअम, प्रासोडायमियम, निओडीमियम

मध्यम दुर्मिळ पृथ्वी (P204 कमी आम्लता निष्कर्षण):samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium

जड दुर्मिळ पृथ्वी (P204 मध्ये आम्लता निष्कर्षण):हॉलमियम, एर्बियम, थ्युलियम, यटरबियम, ल्युटेटियम, यट्रियम

दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचे गुणधर्म

दुर्मिळ पृथ्वी घटकांची 50 हून अधिक कार्ये त्यांच्या अद्वितीय 4f इलेक्ट्रॉनिक संरचनेशी संबंधित आहेत, ज्यामुळे ते पारंपारिक साहित्य आणि उच्च-तंत्रज्ञानाच्या नवीन साहित्य क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

4f इलेक्ट्रॉन कक्षा

1. भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म

★ स्पष्ट धातू गुणधर्म आहेत; हे चांदीचे राखाडी आहे, प्रासोडायमियम आणि निओडीमियम वगळता ते हलके पिवळे दिसते

★ समृद्ध ऑक्साईड रंग

★ नॉन-मेटल्ससह स्थिर संयुगे तयार करा

★ धातू जिवंत

★ हवेत ऑक्सिडाइझ करणे सोपे आहे

2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुणधर्म

★ भरलेले 4f सबलेयर, जेथे 4f इलेक्ट्रॉन बाह्य इलेक्ट्रॉन्सद्वारे संरक्षित केले जातात, परिणामी विविध वर्णक्रमीय संज्ञा आणि ऊर्जा पातळी

जेव्हा 4f इलेक्ट्रॉन संक्रमण करतात, तेव्हा ते अल्ट्राव्हायोलेटमधील विविध तरंगलांबींचे किरणोत्सर्ग शोषून किंवा उत्सर्जित करू शकतात, अवरक्त क्षेत्रांना दृश्यमान बनवतात, ज्यामुळे ते ल्युमिनेसेंट सामग्री म्हणून योग्य बनतात.

★ उत्तम चालकता, इलेक्ट्रोलिसिस पद्धतीने दुर्मिळ पृथ्वी धातू तयार करण्यास सक्षम

नवीन सामग्रीमध्ये दुर्मिळ पृथ्वी घटकांच्या 4f इलेक्ट्रॉनची भूमिका

1. 4f इलेक्ट्रॉनिक वैशिष्ट्यांचा वापर करणारे साहित्य

★ 4f इलेक्ट्रॉन स्पिन व्यवस्था:मजबूत चुंबकत्व म्हणून प्रकट - कायम चुंबक सामग्री, MRI इमेजिंग साहित्य, चुंबकीय सेन्सर्स, सुपरकंडक्टर इ. म्हणून वापरण्यासाठी योग्य

★ 4f ऑर्बिटल इलेक्ट्रॉन संक्रमण: ल्युमिनेसेंट गुणधर्म म्हणून प्रकट - फॉस्फर, इन्फ्रारेड लेसर, फायबर ॲम्प्लिफायर्स इ.

4f एनर्जी लेव्हल गाइड बँडमधील इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणे: रंगीत गुणधर्म म्हणून प्रकट होतात - हॉट स्पॉट घटक, रंगद्रव्ये, सिरॅमिक तेले, काच इ. रंग आणि विरंगीकरणासाठी योग्य

2 आयोनिक त्रिज्या, चार्ज आणि रासायनिक गुणधर्म वापरून 4f इलेक्ट्रॉनशी अप्रत्यक्षपणे संबंधित आहे

★ परमाणु वैशिष्ट्ये:

 लहान थर्मल न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस सेक्शन – अणुभट्ट्या इत्यादींच्या स्ट्रक्चरल मटेरियल म्हणून वापरण्यासाठी योग्य

 मोठा न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस सेक्शन – अणुभट्ट्या इत्यादींच्या संरक्षणासाठी उपयुक्त

★ दुर्मिळ पृथ्वी आयनिक त्रिज्या, चार्ज, भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म:

 जाळीतील दोष, समान आयनिक त्रिज्या, रासायनिक गुणधर्म, वेगवेगळे शुल्क – गरम करण्यासाठी योग्य, उत्प्रेरक, संवेदन घटक इ.

स्ट्रक्चरल स्पेसिफिकिटी - हायड्रोजन स्टोरेज ॲलॉय कॅथोड मटेरियल, मायक्रोवेव्ह शोषक साहित्य इ. म्हणून वापरण्यासाठी योग्य

इलेक्ट्रो ऑप्टिकल आणि डायलेक्ट्रिक गुणधर्म - लाईट मॉड्युलेशन मटेरियल, पारदर्शक सिरॅमिक्स इ. म्हणून वापरण्यासाठी योग्य