Редкоземельные металлы — это сравнительно небольшая группа элементов, которая насчитывает всего 17 представителей. Все они представлены веществами серебристо-белого цвета.
Редкоземельные элементы и история их открытия
Данная группа веществ была открыта сравнительно недавно. Впервые образцы были обнаружены в 1794 году. В то время химик из Финляндии Юхан Гадолин исследовал образцы руды недалеко от местечка под названием Иттербю. Здесь он обнаружил неизвестную «жидкую землю», которую затем назвал в честь места нахождения — иттрий. Спустя некоторое время полученные образцы еще раз исследовал Мартин Клапорт, который выделил дополнительное вещество, названное в честь планеты Церера церием.
А к 1907 году было обнаружено уже 14 таких элементов.
Само же название «редкоземельные металлы» было введено в конце 18 века. Здесь отыграл роль тот факт, что все элементы этой группы образуют тугоплавкие оксиды, которые практически не растворяются в воде. Кроме того, ученые того времени ошибочно полагали, что эти металлы редко встречаются в земной коре.
Редкоземельные металлы: представители группы
Как уже упоминалось, эта группа насчитывает 17 химических элементов. Сюда относятся:
- Лантан.
- Церий (названный в честь планеты Цереры).
- Неодим.
- Прадеозим.
- Самарий.
- Прометий.
- Гадолиний.
- Европий.
- Тербий.
- Гольмий.
- Диспрозий.
- Эрбий.
- Иттербий.
- Лютеций.
- Тулий.
Интересно, что наружные электронные уровни этих атомов практически одинаковы. Именно с этим связаны химические и физические свойства металлов.
Редкоземельные металлы и их химические свойства
Представители данной группы обладают довольно высокой реакционной способностью, которая особо высока при нагревании. Например, при повышенной температуре некоторые металлы способны реагировать с гидрогеном.
Кроме того, при нагревании эти элементы взаимодействуют с кислородом, образовывая стойкие, нерастворимые в воде оксиды. Кстати, при горении металлов в атмосферном кислороде наблюдается выделение значительного количества тепла. Именно для этой группы характерна пирофорность — свойство искриться в воздухе.
Редкоземельные металлы могут также образовывать гидроксиды, которые плохо растворяются в воде и обладают некоторые амфотерными свойствами.
Практически для всех представителей группы характерна степень окисления +3. Активность элементов неодинакова. Самым активным считается лантан.
Добыча редкоземельных металлов
В большинстве случаев редкоземельные металлы встречаются совместно. В одном образце породы содержится сразу несколько представителей группы. На сегодняшний день известно более 250 минералов, в составе которых имеются редкоземельные элементы. К основным минералам можно отнести монацит, паризит ксентим, ортит.
Наиболее распространенным веществом в земной коре считается церий. А вот тулия и лютеция в природе содержится наименьшее количество.
В 2008 году во всем мире добывалось примерно 124 тысячи тонн редкоземельных металлов. Лидерами в данном производстве считались такие страны, как Индия, Китай и Бразилия.
Еще одно место обширных залежей редкоземельных металлов было обнаружено в 2011 году. Эти территории находятся на дне Тихого океана, недалеко от Гавайских островов, Французской Полинезии и Таити.
Редкоземельные металлы и их применение
Данные элементы используются в совершенно различных отраслях. Например, их широко применяют в стекольной промышленности. Во-первых, они повышают светопрозрачность стекла. Во-вторых, эти металлы используются для производства стекла специального назначения — стекла, поглощающие ультрафиолетовые лучи или пропускающие инфракрасные излечения. С помощь редкоземельных веществ производят жаростойкие стекла.
В нефтепереработке эти элементы выступают в роли катализаторов. Их используют также в химической промышленности для производства высококачественных красок, лаков и пигментов.
