In de ruimteopera 'Dunes' van Frank Herbert geeft een kostbare natuurlijke substantie, genaamd 'kruidenmengsel', mensen de mogelijkheid om door het uitgestrekte universum te navigeren om een interstellaire beschaving te vestigen. In het echte leven op aarde heeft een groep natuurlijke metalen, zeldzame aardmetalen genaamd, moderne technologie mogelijk gemaakt. De vraag naar deze belangrijke componenten van vrijwel alle moderne elektronische producten stijgt sterk.
Zeldzame aardmetalenvoldoen aan duizenden verschillende behoeften – cerium wordt bijvoorbeeld gebruikt als katalysator voor het raffineren van oliegadoliniumvangt neutronen op in kernreactoren. Maar het meest opvallende vermogen van deze elementen ligt in hun luminescentie en magnetisme.
We vertrouwen op zeldzame aardmetalen om het scherm van onze smartphone te kleuren, gebruiken fluorescentie om de authenticiteit van eurobankbiljetten aan te tonen en brengen signalen op de zeebodem over via glasvezelkabels. Ze zijn ook nodig voor de productie van enkele van de sterkste en meest betrouwbare magneten ter wereld. Ze genereren geluidsgolven in je hoofdtelefoon, verbeteren digitale informatie in de ruimte en veranderen de baan van thermische zoekraketten. Zeldzame aarde bevordert ook de ontwikkeling van groene technologieën, zoals windenergie en elektrische voertuigen, en kan zelfs nieuwe componenten van de Quantum-computer produceren. Stephen Boyd, een synthetisch chemicus en onafhankelijk adviseur, zei: “Deze lijst is eindeloos. Ze zijn overal
Zeldzame aarde verwijst naar Lanthanide lutetium en 14 elementen tussen lanthaan enyttrium, die vaak in dezelfde afzetting voorkomen en chemische eigenschappen hebben die vergelijkbaar zijn met die van Lanthanide. Deze grijze tot zilverkleurige metalen hebben doorgaans plasticiteit en hoge smelt- en kookpunten. Hun geheime kracht ligt in hun elektronen. Alle atomen hebben een kern omgeven door elektronen, die zich in een gebied bevinden dat een baan wordt genoemd. De elektronen in de baan die het verst van de kern verwijderd zijn, zijn Valence-elektronen, die deelnemen aan chemische reacties en bindingen vormen met andere atomen.
De meeste Lanthaniden hebben nog een belangrijke groep elektronen, genaamd “f-elektronen”, die in de gouden zone nabij het Valence-elektron maar enigszins dicht bij de kern leven. Ana de Bettencourt Dias, een anorganisch chemicus aan de Universiteit van Nevada, Reno, zei: "Het zijn deze f-elektronen die de magnetische en luminescerende eigenschappen van zeldzame aardelementen veroorzaken."
Zeldzame aardmetalen zijn een groep van 17 elementen (aangegeven in blauw op het periodiek systeem). Een subset van zeldzame aardelementen wordt Lanthanide genoemd (lutetium, Lu, plus de lijn onder leiding vanlanthaan, La). Elk element bevat een schil, die meestal f elektronen bevat, waardoor deze elementen magnetische en lichtgevende eigenschappen hebben.
Posttijd: 05-jul-2023