Apatanah jarang?
Manusia memiliki sejarah lebih dari 200 tahun sejak penemuan tanah jarang pada tahun 1794. Karena hanya sedikit mineral tanah jarang yang ditemukan pada saat itu, hanya sejumlah kecil oksida yang tidak larut dalam air yang dapat diperoleh dengan metode kimia. Secara historis, oksida tersebut biasa disebut "tanah", oleh karena itu disebut tanah jarang.
Padahal, mineral tanah jarang tidak langka di alam. Tanah jarang bukanlah tanah, melainkan unsur logam yang umum. Jenis keaktifannya hanya berada di urutan kedua setelah logam alkali dan logam alkali tanah. Kandungannya di kerak bumi lebih banyak daripada tembaga, seng, timah, kobalt, dan nikel biasa.
Saat ini, tanah jarang telah banyak digunakan dalam berbagai bidang seperti elektronik, petrokimia, metalurgi, dan lain sebagainya. Hampir setiap 3-5 tahun, para ilmuwan mampu menemukan penggunaan baru untuk tanah jarang, dan dari setiap enam penemuan, seseorang tidak dapat hidup tanpa tanah jarang.
Tiongkok kaya akan mineral tanah jarang, menduduki peringkat pertama dalam tiga peringkat dunia: cadangan, skala produksi, dan volume ekspor. Pada saat yang sama, Tiongkok juga merupakan satu-satunya negara yang dapat menyediakan semua 17 logam tanah jarang, terutama logam tanah jarang sedang dan berat dengan aplikasi militer yang sangat menonjol.
Komposisi unsur tanah jarang
Unsur tanah jarang tersusun dari unsur Lantanida dalam tabel periodik unsur kimia:lantanum(La),cerium(Ini),praseodimium(Pr),neodimium(Nd), prometium (Pm),samaria(kecil),eropa(Saya),gadolinium(Tuhan),terbium(Tb),disprosium(Meninggal),logam mulia(Hai),logam berat(Dia),tulium(Tm),iterbium(Yb),lutesium(Lu), dan dua unsur yang berkerabat dekat dengan lantanida:skandium(Sc) danitrium(Y).
Itu disebutTanah Jarang, disingkat menjadi Tanah Jarang.
Klasifikasi unsur tanah jarang
Diklasifikasikan berdasarkan sifat fisika dan kimia unsur:
Elemen tanah jarang ringan:skandium, yttrium, lantanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium
Elemen tanah jarang berat:gadolinium, terbium, disprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium
Diklasifikasikan berdasarkan karakteristik mineral:
Kelompok cerium:lantanum, cerium, praseodimium, neodimium, prometium, samarium, europium
Kelompok Itrium:gadolinium, terbium, disprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, skandium, yttrium
Klasifikasi berdasarkan pemisahan ekstraksi:
Tanah jarang ringan (ekstraksi keasaman lemah P204): lantanum, cerium, praseodimium, neodimium
Tanah jarang sedang (ekstraksi P204 dengan keasaman rendah):samarium, europium, gadolinium, terbium, disprosium
Tanah jarang berat (ekstraksi keasaman pada P204):holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, yttrium
Sifat-sifat unsur tanah jarang
Lebih dari 50 fungsi unsur tanah jarang terkait dengan struktur elektronik 4f yang unik, membuatnya banyak digunakan baik dalam material tradisional maupun bidang material baru berteknologi tinggi.
orbit elektron 4f
1. Sifat Fisika dan Kimia
★ Memiliki sifat logam yang jelas; Warnanya abu-abu keperakan, kecuali praseodymium dan neodymium, warnanya kuning muda
★ Warna oksida yang kaya
★ Membentuk senyawa stabil dengan non-logam
★ Logam hidup
★ Mudah teroksidasi di udara
2 Sifat Optoelektronik
★ Sublapisan 4f yang tidak terisi, di mana elektron 4f dilindungi oleh elektron terluar, sehingga menghasilkan berbagai istilah spektral dan tingkat energi
Ketika elektron 4f bertransisi, mereka dapat menyerap atau memancarkan radiasi dengan berbagai panjang gelombang dari ultraviolet, tampak hingga inframerah, sehingga cocok sebagai bahan luminescent.
★ Konduktivitas yang baik, mampu menyiapkan logam tanah jarang dengan metode elektrolisis
Peran Elektron 4f dari Unsur Tanah Jarang dalam Material Baru
1.Material yang memanfaatkan fitur elektronik 4f
★ Susunan spin elektron 4f:terwujud sebagai magnet yang kuat – cocok untuk digunakan sebagai bahan magnet permanen, bahan pencitraan MRI, sensor magnetik, superkonduktor, dll.
★ Transisi elektron orbital 4f: : terwujud dalam sifat luminescent – cocok untuk digunakan sebagai bahan luminescent seperti fosfor, laser inframerah, penguat serat, dll.
Transisi elektronik dalam pita panduan tingkat energi 4f: terwujud sebagai sifat pewarnaan – cocok untuk pewarnaan dan penghilangan warna komponen titik panas, pigmen, minyak keramik, kaca, dll.
2 secara tidak langsung berhubungan dengan elektron 4f, menggunakan jari-jari ionik, muatan dan sifat kimia
★ Karakteristik nuklir:
Penampang serapan neutron termal kecil – cocok untuk digunakan sebagai bahan struktural reaktor nuklir, dll.
Penampang serapan neutron besar – cocok untuk bahan pelindung reaktor nuklir, dll.
★ Jari-jari ionik tanah jarang, muatan, sifat fisik dan kimia:
Cacat kisi, jari-jari ionik serupa, sifat kimia, muatan berbeda – cocok untuk pemanasan, katalis, elemen penginderaan, dll.
Spesifisitas struktural – cocok untuk digunakan sebagai bahan katoda paduan penyimpanan hidrogen, bahan penyerap gelombang mikro, dll.
Sifat elektro optik dan dielektrik – cocok untuk digunakan sebagai bahan modulasi cahaya, keramik transparan, dll.
Waktu posting: 06-Jul-2023