जादुई दुर्मिळ पृथ्वी | तुम्हाला माहित नसलेली रहस्ये उघड करणे

काय आहेदुर्मिळ पृथ्वी?
१७९४ मध्ये दुर्मिळ पृथ्वीचा शोध लागल्यापासून मानवाचा २०० वर्षांहून अधिक काळाचा इतिहास आहे. त्या वेळी दुर्मिळ पृथ्वी खनिजे फार कमी प्रमाणात आढळत असल्याने, रासायनिक पद्धतीने पाण्यात विरघळणारे ऑक्साइड्सचे प्रमाण कमी प्रमाणात मिळू शकले. ऐतिहासिकदृष्ट्या, अशा ऑक्साइडना "पृथ्वी" असे म्हटले जात असे, म्हणूनच दुर्मिळ पृथ्वी हे नाव पडले.

खरं तर, दुर्मिळ-पृथ्वी खनिजे निसर्गात दुर्मिळ नाहीत. दुर्मिळ पृथ्वी ही पृथ्वी नाही, तर एक सामान्य धातू घटक आहे. त्याचा सक्रिय प्रकार अल्कली धातू आणि अल्कली पृथ्वी धातूंनंतर दुसऱ्या क्रमांकावर आहे. त्यांच्या कवचात सामान्य तांबे, जस्त, कथील, कोबाल्ट आणि निकेलपेक्षा जास्त प्रमाणात असते.

सध्या, इलेक्ट्रॉनिक्स, पेट्रोकेमिकल्स, धातूशास्त्र इत्यादी विविध क्षेत्रात दुर्मिळ पृथ्वीचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जात आहे. जवळजवळ दर 3-5 वर्षांनी, शास्त्रज्ञ दुर्मिळ पृथ्वीचे नवीन उपयोग शोधण्यात सक्षम होतात आणि प्रत्येक सहा शोधांपैकी, दुर्मिळ पृथ्वीशिवाय कोणीही राहू शकत नाही.

चीन दुर्मिळ पृथ्वी खनिजांनी समृद्ध आहे, जागतिक क्रमवारीत पहिल्या क्रमांकावर आहे: साठा, उत्पादन प्रमाण आणि निर्यात प्रमाण. त्याच वेळी, चीन हा एकमेव देश आहे जो सर्व १७ दुर्मिळ पृथ्वी धातू, विशेषतः मध्यम आणि जड दुर्मिळ पृथ्वी, अत्यंत प्रमुख लष्करी अनुप्रयोगांसह प्रदान करू शकतो.

दुर्मिळ पृथ्वी घटकांची रचना

रासायनिक घटकांच्या नियतकालिक सारणीमध्ये दुर्मिळ पृथ्वी घटक हे लॅन्थानाइड घटकांपासून बनलेले असतात:लॅन्थेनम(ला),सेरियम(सीई),प्रेसियोडायमियम(प्रा.),निओडायमियम(एनडी), प्रोमेथियम (पीएम),समारियम(स्मित),युरोपियम(युरोपियन युरो),गॅडोलिनियम(जीडी),टर्बियम(टीबी),डिस्प्रोसियम(मृत्यू),होल्मियम(हो),एर्बियम(एर),थुलियम(टीएम),यटरबियम(Yb),ल्युटेशियम(लू), आणि लॅन्थानाइडशी जवळून संबंधित दोन घटक:स्कॅन्डियम(Sc) आणियट्रियम(वाई).

त्याला म्हणतातदुर्मिळ पृथ्वी, ज्याचे संक्षिप्त रूप दुर्मिळ पृथ्वी असे आहे.

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:

सेरियम गट:लॅन्थेनम, सेरियम, प्रेसियोडायमियम, निओडायमियम, प्रोमेथियम, समारियम, युरोपियम

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

निष्कर्षण पृथक्करणानुसार वर्गीकरण:

हलकी दुर्मिळ पृथ्वी (P204 कमकुवत आम्लता निष्कर्षण): लॅन्थेनम, सेरियम, प्रेसियोडायमियम, निओडायमियम

मध्यम दुर्मिळ पृथ्वी (P204 कमी आम्लता निष्कर्षण):समारियम, युरोपियम, गॅडोलिनियम, टर्बियम, डिस्प्रोसियम

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

दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचे गुणधर्म

दुर्मिळ पृथ्वी घटकांची ५० हून अधिक कार्ये त्यांच्या अद्वितीय ४f इलेक्ट्रॉनिक रचनेशी संबंधित आहेत, ज्यामुळे ते पारंपारिक साहित्य आणि उच्च-तंत्रज्ञानाच्या नवीन साहित्य क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

४f इलेक्ट्रॉन कक्षा

१. भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म

★ स्पष्ट धातू गुणधर्म आहेत; ते चांदीचे राखाडी आहे, प्रासियोडायमियम आणि निओडायमियम वगळता, ते हलके पिवळे दिसते.

★ समृद्ध ऑक्साईड रंग

★ धातू नसलेल्या घटकांसह स्थिर संयुगे तयार करा

★ मेटल लाईव्हली

★ हवेत ऑक्सिडायझेशन करणे सोपे

२ ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुणधर्म

★ न भरलेला 4f उपस्तर, जिथे 4f इलेक्ट्रॉन बाह्य इलेक्ट्रॉनद्वारे संरक्षित असतात, ज्यामुळे विविध वर्णक्रमीय पदे आणि ऊर्जा पातळी तयार होतात.

जेव्हा ४f इलेक्ट्रॉन संक्रमण करतात तेव्हा ते अल्ट्राव्हायोलेटपासून विविध तरंगलांबींचे किरणोत्सर्ग शोषून घेऊ शकतात किंवा उत्सर्जित करू शकतात, जे इन्फ्रारेड प्रदेशांना दृश्यमान असतात, ज्यामुळे ते ल्युमिनेसेंट पदार्थ म्हणून योग्य बनतात.

★ चांगली चालकता, इलेक्ट्रोलिसिस पद्धतीने दुर्मिळ पृथ्वी धातू तयार करण्यास सक्षम.

नवीन पदार्थांमध्ये दुर्मिळ पृथ्वी घटकांच्या 4f इलेक्ट्रॉनची भूमिका

१.४एफ इलेक्ट्रॉनिक वैशिष्ट्यांचा वापर करणारे साहित्य

★ ४f इलेक्ट्रॉन स्पिन व्यवस्था:मजबूत चुंबकत्वाच्या रूपात प्रकट - कायमस्वरूपी चुंबक साहित्य, एमआरआय इमेजिंग साहित्य, चुंबकीय सेन्सर्स, सुपरकंडक्टर इत्यादी म्हणून वापरण्यासाठी योग्य

★ 4f कक्षीय इलेक्ट्रॉन संक्रमण: ल्युमिनेसेंट गुणधर्म म्हणून प्रकट - फॉस्फर, इन्फ्रारेड लेसर, फायबर अॅम्प्लिफायर इत्यादी ल्युमिनेसेंट पदार्थ म्हणून वापरण्यासाठी योग्य.

४f एनर्जी लेव्हल गाईड बँडमधील इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणे: रंगीत गुणधर्म म्हणून प्रकट होतात - हॉट स्पॉट घटक, रंगद्रव्ये, सिरेमिक तेले, काच इत्यादी रंगविण्यासाठी आणि रंग बदलण्यासाठी योग्य.

आयनिक त्रिज्या, चार्ज आणि रासायनिक गुणधर्म वापरून 2 हा अप्रत्यक्षपणे 4f इलेक्ट्रॉनशी संबंधित आहे.

★ अणु वैशिष्ट्ये:

 लहान थर्मल न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस सेक्शन - अणुभट्ट्या इत्यादींच्या संरचनात्मक साहित्य म्हणून वापरण्यासाठी योग्य.

 मोठे न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस सेक्शन - अणुभट्ट्या इत्यादींच्या संरक्षणासाठी योग्य.

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

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

स्ट्रक्चरल विशिष्टता - हायड्रोजन स्टोरेज मिश्र धातु कॅथोड साहित्य, मायक्रोवेव्ह शोषण साहित्य इत्यादी म्हणून वापरण्यासाठी योग्य.

इलेक्ट्रो ऑप्टिकल आणि डायलेक्ट्रिक गुणधर्म - हलके मॉड्युलेशन साहित्य, पारदर्शक सिरेमिक इत्यादी म्हणून वापरण्यासाठी योग्य.