Vo vesmírnej opere Franka Herberta „Duny“ vzácna prírodná látka nazývaná „zmes korenia“ dáva ľuďom schopnosť orientovať sa v rozsiahlom vesmíre a vytvoriť medzihviezdnu civilizáciu. V reálnom živote na Zemi umožnila skupina prírodných kovov nazývaných prvky vzácnych zemín vznik moderných technológií. Dopyt po týchto kľúčových komponentoch takmer všetkých moderných elektronických výrobkov prudko rastie.
Vzácne zeminyuspokojiť tisíce rôznych potrieb – napríklad cér sa používa ako katalyzátor na rafináciu ropy, zatiaľ čogadolíniumzachytáva neutróny v jadrových reaktoroch. Najvýraznejšia schopnosť týchto prvkov však spočíva v ich luminiscencii a magnetizme.
Spoliehame sa na vzácne zeminy pri farbení obrazovky nášho smartfónu, používame fluorescenciu na preukázanie pravosti eurobankoviek a prenášame signály na morskom dne prostredníctvom optických káblov. Sú tiež potrebné na výrobu niektorých z najsilnejších a najspoľahlivejších magnetov na svete. Generujú zvukové vlny vo vašich slúchadlách, vylepšujú digitálne informácie vo vesmíre a menia trajektóriu termálnych vyhľadávacích rakiet. Vzácne zeminy tiež podporujú rozvoj zelených technológií, ako sú veterná energia a elektrické vozidlá, a môžu dokonca produkovať nové komponenty kvantového počítača. Stephen Boyd, syntetický chemik a nezávislý konzultant, povedal: „Tento zoznam je nekonečný. Sú všade.“
Vzácne zeminy sa vzťahujú na lantanoidy lutécium a 14 prvkov medzi lantánom aytrium, ktoré sa často vyskytujú v rovnakom ložisku a majú chemické vlastnosti podobné lantanoidom. Tieto sivé až strieborné kovy majú zvyčajne plasticitu a vysoké body topenia a varu. Ich tajomná sila spočíva v ich elektrónoch. Všetky atómy majú jadro obklopené elektrónmi, ktoré sa nachádzajú v oblasti nazývanej orbitálna dráha. Elektróny v orbitálnej dráhe najvzdialenejšej od jadra sú valenčné elektróny, ktoré sa zúčastňujú chemických reakcií a tvoria väzby s inými atómami.
Väčšina lantanoidov má ďalšiu dôležitú skupinu elektrónov, nazývanú „f-elektróny“, ktoré sa nachádzajú v zlatej zóne blízko valenčného elektrónu, ale mierne blízko jadra. Ana de Bettencourt Dias, anorganická chemička na Nevadskej univerzite v Rene, povedala: „Práve tieto f-elektróny spôsobujú magnetické a luminiscenčné vlastnosti prvkov vzácnych zemín.“
Vzácne zeminy sú skupinou 17 prvkov (v periodickej tabuľke sú označené modrou farbou). Podmnožinou prvkov vzácnych zemín sa nazývajú lantanoidy. (lutécium, Lu, plus línia na čele slantán, La). Každý prvok obsahuje obal, zvyčajne obsahujúci f elektrónov, vďaka čomu majú tieto prvky magnetické a svetelné vlastnosti.
Čas uverejnenia: 5. júla 2023