Beth ywdaear prin?
Mae gan fodau dynol hanes o dros 200 mlynedd ers darganfod meini prin ym 1794. Gan mai ychydig o fwynau o'r fath a ddarganfuwyd ar y pryd, dim ond ychydig bach o ocsidau anhydawdd mewn dŵr y gellid eu cael trwy ddull cemegol. Yn hanesyddol, roedd ocsidau o'r fath yn cael eu galw'n "ddaear" fel arfer, a dyna pam y daeth yr enw "pridd prin".
Mewn gwirionedd, nid yw mwynau daear prin yn brin eu natur. Nid daear prin yw daear prin, ond elfen fetel nodweddiadol. Dim ond ail i fetelau alcalïaidd a metelau daear alcalïaidd yw ei fath gweithredol. Mae ganddynt fwy o gynnwys yn y gramen na chopr, sinc, tun, cobalt a nicel cyffredin.
Ar hyn o bryd, mae metelau prin wedi cael eu defnyddio'n helaeth mewn amrywiol feysydd megis electroneg, petrocemegion, meteleg, ac ati. Bron bob 3-5 mlynedd, mae gwyddonwyr yn gallu darganfod defnyddiau newydd ar gyfer metelau prin, ac allan o bob chwe dyfais, ni all un wneud hebddynt.
Mae Tsieina yn gyfoethog mewn mwynau daear prin, gan safle cyntaf mewn tri rhestr byd: cronfeydd, graddfa gynhyrchu, a chyfaint allforio. Ar yr un pryd, Tsieina hefyd yw'r unig wlad a all ddarparu pob un o'r 17 metel daear prin, yn enwedig y metelau daear prin canolig a thrwm gyda chymwysiadau milwrol amlwg iawn.
Cyfansoddiad elfennau daear prin
Mae elfennau daear prin yn cynnwys elfennau Lanthanide yn y tabl cyfnodol o elfennau cemegol:lantanwm(Y),ceriwm(Ce),praseodymiwm(Pr),neodymiwm(Nd), promethiwm (Pm),samariwm(B),ewropiwm(Ewro),gadoliniwm(Duw),terbiwm(Tb),dysprosiwm(Dy),holmiwm(Ho),erbiwm(Er),thuliwm(Tm),ytterbiwm(Yb),lutetiwm(Lu), a dau elfen sy'n gysylltiedig yn agos â lanthanid:scandiwm(Gwyddor) aytriwm(Y).
Fe'i gelwirPrin Ddaear, wedi'i dalfyrru fel Prin Ddaear.
Dosbarthiad elfennau daear prin
Wedi'u dosbarthu yn ôl priodweddau ffisegol a chemegol elfennau:
Elfennau daear prin ysgafn:sgandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, ewropiwm
Elfennau daear prin trwm:gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetiwm
Wedi'i ddosbarthu yn ôl nodweddion mwynau:
Grŵp ceriwm:lantanwm, ceriwm, praseodymiwm, neodymiwm, promethiwm, samariwm, ewropiwm
Grŵp yttrium:gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetiwm, sgandiwm, yttrium
Dosbarthu trwy wahanu echdynnu:
Pridd prin ysgafn (echdynnu asidedd gwan P204)lantanwm, ceriwm, praseodymiwm, neodymiwm
Pridd prin canolig (echdynnu asidedd isel P204):samariwm, ewropiwm, gadoliniwm, terbiwm, dysprosiwm
Pridd prin trwm (echdynnu asidedd yn P204):holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, yttrium
Priodweddau elfennau daear prin
Mae mwy na 50 o swyddogaethau elfennau daear prin yn gysylltiedig â'u strwythur electronig 4f unigryw, gan eu gwneud yn cael eu defnyddio'n helaeth mewn deunyddiau traddodiadol a meysydd deunyddiau newydd uwch-dechnoleg.
orbit electron 4f
1. Priodweddau ffisegol a chemegol
★ Mae ganddo briodweddau metelaidd amlwg; Mae'n llwyd arian, ac eithrio praseodymiwm a neodymiwm, mae'n ymddangos yn felyn golau
★ Lliwiau ocsid cyfoethog
★ Ffurfio cyfansoddion sefydlog gydag anfetelau
★ Metel yn fywiog
★ Hawdd i ocsideiddio yn yr awyr
2 Priodweddau optoelectronig
★ Is-haen 4f heb ei llenwi, lle mae electronau 4f yn cael eu cysgodi gan electronau allanol, gan arwain at dermau sbectrol a lefelau ynni amrywiol
Pan fydd electronau 4f yn trawsnewid, gallant amsugno neu allyrru ymbelydredd o donfeddi amrywiol o uwchfioled, sy'n weladwy i ranbarthau is-goch, gan eu gwneud yn addas fel deunyddiau goleuol.
★ Dargludedd da, yn gallu paratoi metelau prin y ddaear trwy ddull electrolysis
Rôl Electronau 4f Elfennau Prin mewn Deunyddiau Newydd
1.Deunyddiau sy'n defnyddio nodweddion electronig 4f
★ Trefniant sbin electron 4f:wedi'i amlygu fel magnetedd cryf – yn addas i'w ddefnyddio fel deunyddiau magnet parhaol, deunyddiau delweddu MRI, synwyryddion magnetig, uwchddargludyddion, ac ati
★ Trawsnewidiad electron orbitol 4f: wedi'i amlygu fel priodweddau luminescent – addas i'w defnyddio fel deunyddiau luminescent fel ffosfforau, laserau is-goch, mwyhaduron ffibr, ac ati
Trawsnewidiadau electronig yn y band canllaw lefel ynni 4f: wedi'u hamlygu fel priodweddau lliwio – addas ar gyfer lliwio a dadliwio cydrannau mannau poeth, pigmentau, olewau ceramig, gwydr, ac ati
Mae 2 yn gysylltiedig yn anuniongyrchol ag electron 4f, gan ddefnyddio radiws ïonig, gwefr a phriodweddau cemegol.
★ Nodweddion niwclear:
Trawsdoriad amsugno niwtron thermol bach – addas i'w ddefnyddio fel deunyddiau strwythurol adweithyddion niwclear, ac ati
Trawsdoriad amsugno niwtron mawr – addas ar gyfer cysgodi deunyddiau adweithyddion niwclear, ac ati
★ Radiws ïonig daear prin, gwefr, priodweddau ffisegol a chemegol:
Diffygion dellt, radiws ïonig tebyg, priodweddau cemegol, gwefrau gwahanol – addas ar gyfer gwresogi, catalydd, elfen synhwyro, ac ati
Penodolrwydd strwythurol – addas i'w ddefnyddio fel deunyddiau catod aloi storio hydrogen, deunyddiau amsugno microdon, ac ati
Priodweddau electro-optegol a dielectrig – addas i'w defnyddio fel deunyddiau modiwleiddio golau, cerameg dryloyw, ac ati
Amser postio: Gorff-06-2023