|
 Als elke cel van de Mendelejev-tafel wordt vergeleken met een eiland, dan is deze als een archipel. De eigenaar - lanthaan - moest plaats maken. Vijftien elementen werden in zijn appartement “gepropt” ... Dit is echter geen gril van de apotheek. De natuur is de schuldige.
Zij was het die vijftien elementen exact dezelfde buitenste elektronenschillen gaf en als gevolg daarvan dezelfde chemische eigenschappen. Daarom was het niet gemakkelijk om de strakke omhelzing van de tweeling te doorbreken. Het is waar dat sommigen van hen in de vorige eeuw in een vrij zuivere vorm werden verkregen, maar chemici vonden toen geen bijzonder nuttige eigenschappen in hun granen. Het spel was duidelijk de kaars niet waard, en vijftien zeldzame aarde-elementen verlieten lange tijd de actieve aandacht van wetenschappers.
De tweede helft van de 20e eeuw is aangebroken - een tijd van ongekend snelle ontwikkeling van wetenschap en technologie. Toen "herinnerden" ze zich ongeveer vijftien tweelingen. Maar tegen die tijd waren er nog twee lid geworden van hun "creatieve vereniging". Hoewel yttrium en scandium afzonderlijke cellen van de Mendelejev-tafel bezetten, werden ze ook toegeschreven aan de familie van zeldzame aardmetalen. Daar was een goede reden voor: de gemeenschappelijkheid van eigenschappen.
Vanaf de hoogte van het vliegende vliegtuig ziet de kudde paarden eruit als een stevige donkere wolk. Ook zeldzame aardmetalen leken alleen "van een afstand" hetzelfde. Elk van hen heeft zijn eigen, bijzondere karakter. Het bleek dat neodymium lichte magnesiumlegeringen goed verhardt. Cerium, dat verschillende onzuiverheden in het opgeloste metaal absorbeert, maakt de blokken monolithischer en de onderdelen die ervan zijn gemaakt betrouwbaarder. Maar vooral yttrium onderscheidde zich. Een procent van dit metaal werd toegevoegd aan roestvrij staal en de oxidatietemperatuur steeg scherp van 1093 naar 1370 graden. Yttrium verbetert ook de eigenschappen van chroom. Bovendien hebben nog vijf zeldzame aardelementen een gunstig effect op chroom: praseodymium, neodymium, gadolinium, erbium, lutetium. Met dysprosium zijn nieuwe magnetische legeringen gemaakt. De opmerkelijke magnetische eigenschappen van veel van deze elementen zijn van uitzonderlijk wetenschappelijk belang.
Zeldzame aardmetalen worden ook gebruikt in de nucleaire technologie. Verschillende constructiematerialen met cerium en neodymium zijn zeer nuttig gebleken voor kernreactoren. Natuurkundigen begroetten enthousiast met gadolinium, europium, samarium, dysprosium, die het vermogen hebben om thermische neutronen met buitengewone activiteit te absorberen. Van de metalen van dit opmerkelijke "kwartet" en hun verbindingen worden staven gemaakt voor controle en noodbescherming van kernreactoren.
Radioactieve isotopen van zeldzame aardmetalen doen ook nuttig werk. Een van de promethium-isotopen bleek bijzonder interessant te zijn. De halfwaardetijd is 2,6 jaar. Het zendt straling uit die heel gemakkelijk te beschermen is. Natuurlijk kan zo'n isotoop wetenschappers interesseren. Op basis daarvan begonnen miniatuur- en subminiatuur-atomaire batterijen te worden vervaardigd. De diameter van zo'n batterij is ongeveer een dubbeltje. Het kan in een ring of manchetknoop worden geschoven. Zelfs bij temperaturen van ongeveer honderd graden (plus of min) gaat een promethium-batterij bijna vijf jaar mee. Het kan een miniatuurradio of gehoorapparaat van stroom voorzien.
Andere radioactieve isotopen van zeldzame aardmetalen - thulium, yttrium, europium - hebben al toepassingen in de geneeskunde gevonden. Een röntgenscanapparaat met thuliumisotoop als bron van doordringende straling is buitengewoon eenvoudig en klein. Hij heeft geen stroomvoorziening nodig en weegt maar een paar kilo. Stel je voor hoe handig het is als er nog geen elektriciteit is!
Een interessante ontdekking met behulp van het radioactieve isotoop thulium werd gedaan door Engelse archeologen. Ze vonden een bronzen Assyrische helm uit de 9e eeuw voor Christus. Er werd besloten om het röntgenonderzoek te laten onderzoeken.Maar de helm had een halfronde vorm en het was onmogelijk om een conventioneel röntgenapparaat te gebruiken. Vervolgens werd een thuliumpreparaat in de helm geïnjecteerd en werd een film buiten geplaatst. Toen de film werd ontwikkeld, vertoonde hij duidelijk oud schrift en symbolische tekens, uitgewist door de tijd. Zeldzame aardelementen hebben historici geholpen.
|
| Academicus D. N. Pryanishnikov |
Waarschijnlijk zullen de zouten van zeldzame aarden geweldige micronutriënten blijken te zijn. Op grond die dergelijke zouten bevatte, was de opbrengst van sommige gewassen veel hoger dan op gewone. Het is niet voor niets dat academicus D.N. Pryanishnikov erop wees dat de zeldzame aarden in de Khibiny-apatieten een vruchtbaar effect hebben op de ontwikkeling van planten.
Zeldzame aarden doen wonderen in de glasindustrie. Dankzij de toevoeging van cerium krijgen glazen het vermogen om radioactieve straling op te vangen. Observatievensters van kernreactoren zijn gemaakt van dergelijke glazen. Cerium is een van de beste materialen voor het verkleuren van glas. Maar zijn andere collega's - neodymium en praseodymium - schilderen het glas in verschillende kleuren, waardoor ze verbazingwekkend mooi bleekpaars, groen en andere tinten krijgen. Een mengsel van neodymium en praseodymium creëert het zogenaamde alexandrieteffect: glazen met deze metalen veranderen van kleur naargelang de verlichting overdag of 's avonds is. Er is ook een speciale klasse lanthaanglazen gemaakt voor de meest geavanceerde optische apparaten.
Zeldzame aardelementen en hun verbindingen worden ook gebruikt in keramiek, vuurvaste materialen, radiotechniek, radio-elektronica, lichttechniek en vele andere takken van de nieuwste technologie.
Tien jaar geleden kon een verhaal over het gebruik van lanthaan en zijn familie op een kleine pagina passen. Tegenwoordig is een groot artikel hiervoor niet genoeg.
Natuurlijk zijn niet alle geheimen van zeldzame aarden al onthuld. In hun archipel zijn er tegenwoordig eilanden waar, zou je kunnen zeggen, niemand op de voet heeft gestaan - elementen die nog niet eens in zuivere vorm in voldoende grote hoeveelheden zijn verkregen ...
Gavrilova N.V.
Vergelijkbare publicaties
|
