Retzemju elements , jebkurš ķīmisko elementu grupas dalībnieks, kas sastāv no trim 3. grupas elementiem (skandijs [Sc], itrijs [Y] un lantāns [La]) un pirmās pagarinātās elementu rindas zem periodiskās tabulas galvenā korpusa (cerijs [Ce] caur lutēciju [Lu]). Elementus cerium caur lutetium sauc par lantanīdiem, taču daudzi zinātnieki arī, lai arī nepareizi, tos sauc par retzemēm.
par ko Alfreds Dreifuss tika tiesāts un notiesāts
Retzemju zemes parasti ir trīsvērtīgi elementi, bet dažiem ir citi valences elementi. Cerijs, praseodīms un terbijs var būt četrvērtīgi; turpretī samārijs, eiropijs un itterbijs var būt divvērtīgi. Daudzās ievadzinātņu grāmatās retzemju zemes ir tik ķīmiski līdzīgas viena otrai, ka kopīgi tās var uzskatīt par vienu elementu. Zināmā mērā tas ir pareizi - apmēram 25 procenti no to izmantošanas pamatā ir šī ciešā līdzība, bet pārējie 75 procenti retzemju lietojumu ir balstīti uz atsevišķo elementu unikālajām īpašībām. Turklāt, rūpīgi pārbaudot šos elementus, atklājas milzīgas atšķirības to uzvedībā un īpašībās; piemēram, lantāna kušanas temperatūra prototips lantanīda sērijas elements (918 ° C vai 1 684 ° F) ir daudz zemāks par lutēcija kušanas temperatūru, sērijas pēdējo elementu (1 663 ° C vai 3 025 ° F). Šī atšķirība ir daudz lielāka nekā tā, kas konstatēta daudzās periodiskās tabulas grupās; piem., vara, sudraba un zelts mainās tikai par aptuveni 100 ° C (180 ° F).
Vārds retzemju pats par sevi ir nepareizs nosaukums. To atklāšanas laikā 18. gadsimtā tika konstatēts, ka tie ir sarežģītu oksīdu sastāvdaļa, ko tajā laikā sauca par zemi. Turklāt šie minerālvielas šķita maz, un tāpēc šie jaunatklātie elementi tika nosaukti par retzemēm. Patiesībā šie elementi ir diezgan bagātīgi un pastāv daudzos derīgos noguldījumos visā pasaulē. 16 dabiski sastopamās retzemju nonāk elementu pārpilnības 50. procentilē. Līdz 21. gadsimta sākumam Ķīna bija kļuvis par pasaulē lielāko retzemju elementu ražotāju. Austrālija, Brazīlija, Indija , Kazahstāna, Malaizija , Krievija, Dienvidāfrika un Amerikas Savienotās Valstis arī iegūst un attīra ievērojamu daudzumu šo materiālu.
Daudzi cilvēki neapzinās, kādu milzīgo ietekmi uz reto zemju elementiem atstāj viņu ikdiena, taču ir gandrīz neiespējami izvairīties no modernās tehnoloģijas, kas tās nesatur. Pat tik vienkāršs produkts kā gaišāks krams satur retzemju elementus. Viņu visaptverošumu parāda mūsdienu automašīna, viena no lielākajām patērētājiem no retzemju produktiem. Desmitiem elektromotori tipiskā automašīnā, kā arī tās skaņas sistēmas skaļruņos izmantojiet neodīma - dzelzs - bora pastāvīgos magnētus. Elektriskie sensori izmanto itrijā stabilizētu cirkonija oksīdu, lai izmērītu un kontrolētu skābekļa saturu degvielā. Trīsceļu katalītiskais neitralizators paļaujas uz cerija oksīdiem slāpeklis oksīdi līdz slāpekļa gāzei un oksidē oglekļa monoksīdu par oglekļa dioksīdu un nesadegušus ogļūdeņražus par oglekļa dioksīdu un ūdeni izplūdes gāzu produktos. Fosfori optiskajos displejos satur itrija, eiropija un terbija oksīdus. Vējstikls, spoguļi un lēcas tiek pulētas, izmantojot cerija oksīdus. Pat benzīnu vai dīzeļdegvielu, kas darbina transportlīdzekli, attīrīja, izmantojot retzemju krekinga katalizatorus, kas satur lantānu, ceriju vai jauktu retzemju oksīdus. Hibrīdautomobiļus darbina uzlādējama niķeļa – lantāna metāla hidrīda baterija un elektriskais vilces motors ar pastāvīgiem magnētiem, kas satur retzemju elementus. Turklāt mūsdienu plašsaziņas līdzekļi un sakaru ierīces - mobilie tālruņi, televizori un datori - tajos visi izmanto retzemju metālus kā skaļruņu un cieto disku magnētus, kā arī optisko displeju fosforus. Izmantoto retzemju metālu daudzums ir diezgan mazs (0,1–5 masas procenti, izņemot pastāvīgos magnētus, kas satur aptuveni 25 procentus neodīma), taču tie ir kritiski, un jebkura no šīm ierīcēm nedarbotos tikpat labi vai būtu ievērojami smagāks, ja nebūtu retzemju.
Kaut arī retzemju sastopamība ir bijusi kopš Zemes veidošanās, to eksistence atklājās tikai 18. gadsimta beigās. 1787. gadā zviedru armijas leitnants Karls Aksels Arrheniuss atklāja unikālu melno krāsu minerāls nelielā karjerā Ytterby (maza pilsēta netālu no Stokholmas). Minerāls bija retzemju maisījums, un pirmais izolētais elements bija cerijs 1803. gadā.
Atsevišķu retzemju elementu vēsture ir gan sarežģīta, gan neskaidra, galvenokārt to ķīmiskās līdzības dēļ. Daudzi nesen atklātie elementi nebija viens elements, bet gan sešu dažādu retzemju elementu maisījumi. Turklāt tika apgalvots par daudzu citu elementu atklāšanu, kas it kā bija retzemju sērijas dalībnieki, bet nebija.
Pēdējais dabiski sastopamais retzemju elements (lutēcijs) tika atklāts 1907. gadā, bet pētījumi par ķīmija no šiem elementiem bija grūti, jo neviens nezināja, cik patieso retzemju elementu pastāv. Par laimi, 1913. – 14. Gadā tika veikti dāņu fiziķa pētījumi Nīls Bohrs un angļu fiziķis Henrijs Gvins Džefrijs Moselijs atrisināja šo situāciju. Bora ūdeņraža atoma teorija ļāva teorētiķiem parādīt, ka pastāv tikai 14 lantanīdi. Moseley eksperimentālie pētījumi pārbaudīja 13 šo elementu esamību un parādīja, ka 14. lantanīdam jābūt 61. elementam un jāatrodas starp neodīmu un samāriju.
1920. gados 61. elementa meklēšana bija intensīva. 1926. gadā Itālijas Florences universitātes un Ilinoisas universitātes zinātnieku grupas apgalvoja, ka ir atklājušas 61. elementu un attiecīgi nosauca elementus florentium un illinium, taču viņu apgalvojumus nevarēja neatkarīgi pārbaudīt. Šo prasību un pretprasību dusmas beidzās līdz 1930. gadam. Tikai 1947. gadā pēc urāna sadalīšanās šo elementu 61 noteikti izolēja un par prometiju nosauca ASV Atomenerģijas komisijas Oak Ridge Nacionālās laboratorijas zinātnieki Tenesī. . (Plašāka informācija par atsevišķu elementu atklāšanu ir atrodama rakstos par šiem elementiem.)
160 gadu laikā (1787–1947) retzemju elementu atdalīšana un attīrīšana bija grūts un laikietilpīgs process. Daudzi zinātnieki visu mūžu mēģināja iegūt 99% tīru retzemju, parasti frakcionēti kristalizējot, kas izmanto nelielās atšķirības šķīdība retzemju sāls ūdens risinājums salīdzinājumā ar blakus esošā lantanīda elementu.
Tā kā tika konstatēts, ka retzemju elementi ir urāna atoma sadalīšanās dalīšanās produkti, ASV Atomenerģijas komisija pielika lielas pūles, lai izstrādātu jaunas metodes retzemju elementu atdalīšanai. Tomēr 1947. gadā Džeralds E. Bojs un kolēģi Oak Ridžas Nacionālajā laboratorijā un Frenks Harolds Spedings un kolēģi Ames laboratorijā Aiovā vienlaikus publicēja rezultātus, kas parādīja, ka jonu apmaiņas procesi piedāvā daudz labāku veidu retzemju atdalīšanai.
Copyright © Visas Tiesības Aizsargātas | asayamind.com