Frank Herberti kosmoseooperis „Luited“ annab väärtuslik looduslik aine nimega „vürtsisegu“ inimestele võime navigeerida tohutus universumis ja rajada tähtedevaheline tsivilisatsioon. Maa peal on reaalses elus looduslike metallide rühm, mida nimetatakse haruldasteks muldmetallideks, teinud võimalikuks moodsa tehnoloogia. Nõudlus nende peaaegu kõigi tänapäevaste elektroonikaseadmete põhikomponentide järele kasvab järsult.
Haruldased muldmetallidrahuldada tuhandeid erinevaid vajadusi – näiteks tseeriumi kasutatakse katalüsaatorina nafta rafineerimisel, samas kuigadoliiniumpüüab tuumareaktorites neutroneid kinni. Kuid nende elementide kõige silmapaistvam võime seisneb luminestsentsis ja magnetilisuses.
Meie nutitelefoni ekraanide värvimiseks, euro pangatähtede ehtsuse näitamiseks fluorestsentsi kasutamiseks ja signaalide edastamiseks merepõhjas optiliste kiudkaablite kaudu on need vajalikud. Need on vajalikud ka maailma tugevaimate ja usaldusväärsemate magnetite tootmiseks. Need tekitavad kõrvaklappides helilaineid, täiustavad kosmoses digitaalset teavet ja muudavad termiliste otsingurakettide trajektoori. Haruldased muldmetallid soodustavad ka roheliste tehnoloogiate, näiteks tuuleenergia ja elektrisõidukite, arengut ning võivad isegi toota uusi kvantarvuti komponente. Sünteetiline keemik ja sõltumatu konsultant Stephen Boyd ütles: „See nimekiri on lõputu. Neid on kõikjal.“
Haruldaste muldmetallide all peetakse silmas lantaniidluteetsiumi ja 14 elementi lantaani jaütrium, mis esinevad sageli samas leiukohas ja millel on lantaniididega sarnased keemilised omadused. Need hallid kuni hõbedased metallid on tavaliselt plastilised ning kõrge sulamis- ja keemistemperatuuriga. Nende salajane tugevus peitub elektronides. Kõigil aatomitel on tuum, mida ümbritsevad elektronid, mis asuvad piirkonnas, mida nimetatakse orbiidiks. Tuumast kõige kaugemal orbiidil asuvad elektronid on valentselektronid, mis osalevad keemilistes reaktsioonides ja moodustavad sidemeid teiste aatomitega.
Enamikul lantaniididel on veel üks oluline elektronide rühm, mida nimetatakse f-elektronideks ja mis asuvad kuldtsoonis valentselektroni lähedal, kuid tuuma lähedal. Nevada Reno ülikooli anorgaanilise keemiku Ana de Bettencourt Dias ütles: „Just need f-elektronid põhjustavad haruldaste muldmetallide magnetilisi ja luminestsentsseid omadusi.“
Haruldased muldmetallid on 17 elemendist koosnev rühm (perioodilisustabelis tähistatud sinisega). Haruldaste muldmetallide alamhulka nimetatakse lantaniidideks. (luteesium, Lu, pluss rida, mille eesotsas onlantaan, La). Igal elemendil on kest, mis tavaliselt sisaldab f elektroni, mis annab neile elementidele magnetilised ja helendavad omadused.
Postituse aeg: 05.07.2023