जादुई दुर्लभ पृथ्वी | रहस्यों का खुलासा जो आप नहीं जानते

क्या हैदुर्लभ मृदा?
1794 में दुर्लभ मृदा की खोज के बाद से मानव जाति का इतिहास 200 से अधिक वर्षों का है। चूँकि उस समय दुर्लभ-पृथ्वी खनिज बहुत कम पाए गए थे, इसलिए रासायनिक विधि से केवल थोड़ी मात्रा में जल अघुलनशील ऑक्साइड प्राप्त किए जा सकते थे। ऐतिहासिक रूप से, ऐसे ऑक्साइड को आदतन "पृथ्वी" कहा जाता था, इसलिए इसे दुर्लभ मृदा कहा जाता है।

वास्तव में, दुर्लभ-पृथ्वी खनिज प्रकृति में दुर्लभ नहीं हैं। दुर्लभ पृथ्वी पृथ्वी नहीं है, बल्कि एक विशिष्ट धातु तत्व है। इसका सक्रिय प्रकार केवल क्षार धातुओं और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के बाद दूसरा है। सामान्य तांबा, जस्ता, टिन, कोबाल्ट और निकल की तुलना में उनकी सामग्री क्रस्ट में अधिक है।

वर्तमान में, दुर्लभ मृदा तत्वों का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स, पेट्रोकेमिकल्स, धातुकर्म आदि जैसे विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जाता रहा है। लगभग हर 3-5 वर्षों में, वैज्ञानिक दुर्लभ मृदा तत्वों के लिए नए उपयोगों की खोज करने में सक्षम होते हैं, और हर छह आविष्कारों में से एक दुर्लभ मृदा तत्व के बिना संभव नहीं होता है।

चीन दुर्लभ पृथ्वी खनिजों में समृद्ध है, तीन विश्व रैंकिंग में पहले स्थान पर है: भंडार, उत्पादन पैमाने और निर्यात मात्रा। साथ ही, चीन एकमात्र ऐसा देश भी है जो सभी 17 दुर्लभ पृथ्वी धातुओं, विशेष रूप से मध्यम और भारी दुर्लभ पृथ्वी को अत्यंत प्रमुख सैन्य अनुप्रयोगों के साथ प्रदान कर सकता है।

दुर्लभ पृथ्वी तत्व संरचना

रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी में दुर्लभ मृदा तत्व लैंथेनाइड तत्वों से बने होते हैं:लेण्टेनियुम(ला),सैरियम(सीई),प्रेसियोडीमियम(पीआर),Neodymium(एनडी), प्रोमेथियम (पीएम),समैरियम(एसएम),युरोपियम(यूरोपीय संघ),गैडोलीनियम(जीडी),टर्बियम(टीबी),डिस्प्रोसियम(उप),होल्मियम(हो),एर्बियम(एर),थ्यूलियम(टीएम),यटरबियम(वाईबी),ल्यूटेशियम(Lu), और लैंथेनाइड से निकटता से संबंधित दो तत्व:स्कैंडियम(एससी) औरyttrium(वाई).

यह कहा जाता हैदुर्लभ पृथ्वी, जिसे संक्षिप्त रूप में दुर्लभ पृथ्वी कहा जाता है।

दुर्लभ मृदा तत्वों का वर्गीकरण

तत्वों के भौतिक और रासायनिक गुणों के आधार पर वर्गीकरण:

हल्के दुर्लभ पृथ्वी तत्व:स्कैंडियम, येट्रियम, लैंथेनम, सेरियम, प्रेसियोडिमियम, नियोडिमियम, प्रोमेथियम, समैरियम, यूरोपियम

भारी दुर्लभ पृथ्वी तत्व:गैडोलीनियम, टर्बियम, डिस्प्रोसियम, होल्मियम, एर्बियम, थ्यूलियम, यटरबियम, ल्यूटेटियम

खनिज विशेषताओं के आधार पर वर्गीकृत:

सीरियम समूह:लैंटानम, सेरियम, प्रेसियोडीमियम, नियोडिमियम, प्रोमेथियम, सैमेरियम, युरोपियम

यिट्रियम समूह:गैडोलीनियम, टर्बियम, डिस्प्रोसियम, होल्मियम, एर्बियम, थ्यूलियम, येटरबियम, लुटेटियम, स्कैंडियम, येट्रियम

निष्कर्षण पृथक्करण द्वारा वर्गीकरण:

हल्का दुर्लभ मृदा (P204 कमजोर अम्लता निष्कर्षण): लैंटानम, सेरियम, प्रेसियोडीमियम, नियोडिमियम

मध्यम दुर्लभ पृथ्वी (P204 कम अम्लता निष्कर्षण):समैरियम, युरोपियम, गैडोलीनियम, टेरबियम, डिस्प्रोसियम

भारी दुर्लभ मृदा (P204 में अम्लता निष्कर्षण):होल्मियम, एर्बियम, थ्यूलियम, येटरबियम, लुटेटियम, येट्रियम

दुर्लभ मृदा तत्वों के गुण

दुर्लभ मृदा तत्वों के 50 से अधिक कार्य उनकी अद्वितीय 4f इलेक्ट्रॉनिक संरचना से संबंधित हैं, जिसके कारण उनका उपयोग पारंपरिक सामग्रियों और उच्च तकनीक वाली नई सामग्रियों के क्षेत्र में व्यापक रूप से किया जाता है।

4f इलेक्ट्रॉन कक्षा

1. भौतिक एवं रासायनिक गुण

★ इसमें स्पष्ट धात्विक गुण होते हैं; यह सिल्वर ग्रे रंग का होता है, लेकिन प्रेजोडायमियम और नियोडिमियम को छोड़कर यह हल्का पीला दिखाई देता है

★ समृद्ध ऑक्साइड रंग

★ अधातुओं के साथ स्थिर यौगिक बनाएं

★ धातु जीवंत

★ हवा में ऑक्सीकरण करना आसान है

2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुण

★ अपूर्ण 4f उपपरत, जहां 4f इलेक्ट्रॉन बाहरी इलेक्ट्रॉनों द्वारा परिरक्षित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप विभिन्न वर्णक्रमीय पद और ऊर्जा स्तर होते हैं

जब 4f इलेक्ट्रॉन संक्रमण करते हैं, तो वे पराबैंगनी, दृश्यमान से लेकर अवरक्त क्षेत्रों तक विभिन्न तरंग दैर्ध्य के विकिरण को अवशोषित या उत्सर्जित कर सकते हैं, जिससे वे प्रकाशमान पदार्थों के रूप में उपयुक्त बन जाते हैं

★ अच्छी चालकता, इलेक्ट्रोलिसिस विधि द्वारा दुर्लभ पृथ्वी धातुओं को तैयार करने में सक्षम

नए पदार्थों में दुर्लभ मृदा तत्वों के 4f इलेक्ट्रॉनों की भूमिका

1.4f इलेक्ट्रॉनिक सुविधाओं का उपयोग करने वाली सामग्री

★ 4f इलेक्ट्रॉन स्पिन व्यवस्था:मजबूत चुंबकत्व के रूप में प्रकट - स्थायी चुंबक सामग्री, एमआरआई इमेजिंग सामग्री, चुंबकीय सेंसर, सुपरकंडक्टर, आदि के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त

★ 4f कक्षीय इलेक्ट्रॉन संक्रमण: ल्यूमिनसेंट गुणों के रूप में प्रकट - फॉस्फोर, इन्फ्रारेड लेजर, फाइबर एम्पलीफायर आदि जैसे ल्यूमिनसेंट सामग्रियों के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त

4f ऊर्जा स्तर गाइड बैंड में इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण: रंग गुणों के रूप में प्रकट - हॉट स्पॉट घटकों, पिगमेंट, सिरेमिक तेल, कांच, आदि के रंग और विरंजन के लिए उपयुक्त

2 आयनिक त्रिज्या, आवेश और रासायनिक गुणों का उपयोग करके अप्रत्यक्ष रूप से 4f इलेक्ट्रॉन से संबंधित है

★ परमाणु विशेषताएँ:

 छोटा थर्मल न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस सेक्शन - परमाणु रिएक्टरों आदि की संरचनात्मक सामग्री के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त

 बड़ा न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस सेक्शन - परमाणु रिएक्टरों आदि की परिरक्षण सामग्री के लिए उपयुक्त

★ दुर्लभ पृथ्वी आयनिक त्रिज्या, आवेश, भौतिक और रासायनिक गुण:

 जाली दोष, समान आयनिक त्रिज्या, रासायनिक गुण, विभिन्न आवेश - हीटिंग, उत्प्रेरक, संवेदन तत्व आदि के लिए उपयुक्त

संरचनात्मक विशिष्टता - हाइड्रोजन भंडारण मिश्र धातु कैथोड सामग्री, माइक्रोवेव अवशोषण सामग्री, आदि के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त

इलेक्ट्रो ऑप्टिकल और डाइइलेक्ट्रिक गुण - प्रकाश मॉड्यूलेशन सामग्री, पारदर्शी सिरेमिक आदि के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त