稀土的用途(什么是稀土图片)

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稀土元素是什么,价格有多贵,在现代科技社会有什么具体用途?

1.什么是稀土元素?

严格来说,它们和元素周期表上的其他元素一样,比如碳、氢、氧,原子序数在57到71之间。还有两种性质类似的稀土元素,有时会与它们结合,但主要的稀土元素就是这15种。要做第一个,镧,先从钡原子开始,加上一个质子和一个电子。每一个连续的稀土元素都会增加一个质子和一个电子。

有15种稀土元素非常重要。化学专业的学生可能记得,当电子加到原子上时,会以团簇或层的形式聚集在一起,称为轨道。这些轨道就像靶心周围目标的同心圆。

任何原子最里面的靶圆可以包含两个电子;加第三个电子就是在第二个靶圈加一个。接下来的七个电子也在那里。——后,电子必须进入能容纳18个电子的第三靶圈。接下来的18个电子进入第四个靶圈。

然后事情开始有点奇怪。虽然第四靶圈有电子的空间,但接下来的八个电子进入第五靶圈。虽然第五圈空间更大,但接下来的两个电子进入第六圈。

此时原子变成原子序数56的钡原子,早期靶圈的空位开始被填满。加一个电子——,做成镧——。稀土元素系列的第一个电子——把这个电子放在第五圈。再加一个,这样铈的原子序数是58,在第四个圆上加一个电子。制造下一个元素镨,实际上是把最新的电子从第五个圈移到第四个圈,再加一个。从那里,多余的电子填满了第四个圆圈。

在所有元素中,最外层的电子对元素的化学性质影响很大。因为稀土有相同的最外层电子构型,所以性质非常相似。

2.稀土元素真的很稀有吗?

不,它们比地壳中许多其他有价值的元素要丰富得多。甚至最稀有的稀土元素铥的原子序数为69,是金的125倍。稀土铈的原子序数是58,是金的倍。

最稀有的稀土元素,铥。

从某种意义上来说,它们是稀有的。——矿物学家会称之为“分散的”,也就是说大部分以相对较低的浓度分散在地球上。稀土通常存在于称为碳酸盐岩的稀有火成岩中。

几个地区稀土储量丰富,主要集中在中国。全球每年生产13万吨稀土,中国占80%以上。澳大利亚有一些地区,其他一些国家也有。美国有一个小区域稀土资源丰富,但美国最后一个稀土资源加州——山口采石场在2015年关闭。

3.如果不稀罕,贵吗?

是的,相当贵。2018年,氧化钕(原子序数60)的成本为每公吨107,000美元。据估计,到2025年,价格将攀升至15万美元。

铕的成本甚至更高,为33,354,每公吨约712,000美元。

部分原因是稀土元素在化学上很难相互分离,以获得纯物质。

4.稀土元素有哪些用途?

20世纪下半叶,原子数为63的铕被广泛用于视频屏幕(包括计算机显示器和等离子体)。作为一种产生颜色的磷光体,铕也可用于吸收核反应堆控制棒中的中子。

如今,其他稀土元素也广泛应用于电子设备中。例如,原子数为60的钕是一种强大的磁体,可用于智能手机、电视、激光器、可充电电池和硬盘驱动器。钕还将用于即将推出的特斯拉电动车发动机。

自20世纪中期以来,对稀土的需求一直在稳步增长,没有真正的替代材料来替代它们。可以说稀土对于现代科技社会非常重要。

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