જાદુઈ દુર્લભ પૃથ્વી | રહસ્યો જાહેર કરવા જે તમે જાણતા નથી

શું છેદુર્લભ પૃથ્વી?
૧૭૯૪માં દુર્લભ પૃથ્વીની શોધ થઈ ત્યારથી માનવજાતનો ઇતિહાસ ૨૦૦ વર્ષથી વધુ જૂનો છે. તે સમયે દુર્લભ પૃથ્વી ખનિજો બહુ ઓછા મળી આવતા હોવાથી, રાસાયણિક પદ્ધતિ દ્વારા પાણીમાં અદ્રાવ્ય ઓક્સાઇડની થોડી માત્રા જ મેળવી શકાતી હતી. ઐતિહાસિક રીતે, આવા ઓક્સાઇડને સામાન્ય રીતે "પૃથ્વી" કહેવામાં આવતું હતું, તેથી જ દુર્લભ પૃથ્વીનું નામ પડ્યું.

હકીકતમાં, રેર-અર્થ ખનિજો પ્રકૃતિમાં દુર્લભ નથી. રેર અર્થ એ પૃથ્વી નથી, પરંતુ એક લાક્ષણિક ધાતુ તત્વ છે. તેનો સક્રિય પ્રકાર ક્ષારયુક્ત ધાતુઓ અને ક્ષારયુક્ત પૃથ્વી ધાતુઓ પછી બીજા ક્રમે છે. સામાન્ય તાંબુ, જસત, ટીન, કોબાલ્ટ અને નિકલ કરતાં પોપડામાં તેમની સામગ્રી વધુ હોય છે.

હાલમાં, ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, પેટ્રોકેમિકલ્સ, ધાતુશાસ્ત્ર વગેરે જેવા વિવિધ ક્ષેત્રોમાં દુર્લભ પૃથ્વીનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. લગભગ દર 3-5 વર્ષે, વૈજ્ઞાનિકો દુર્લભ પૃથ્વીના નવા ઉપયોગો શોધી શકે છે, અને દર છ શોધમાંથી, દુર્લભ પૃથ્વી વિના કોઈ પણ કામ કરી શકતું નથી.

ચીન દુર્લભ પૃથ્વી ખનિજોથી સમૃદ્ધ છે, જે ત્રણ વિશ્વ રેન્કિંગમાં પ્રથમ ક્રમે છે: અનામત, ઉત્પાદન સ્કેલ અને નિકાસ વોલ્યુમ. તે જ સમયે, ચીન એકમાત્ર એવો દેશ પણ છે જે તમામ 17 દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓ, ખાસ કરીને મધ્યમ અને ભારે દુર્લભ પૃથ્વી, અત્યંત અગ્રણી લશ્કરી એપ્લિકેશનો સાથે પ્રદાન કરી શકે છે.

દુર્લભ પૃથ્વી તત્વ રચના

રાસાયણિક તત્વોના સામયિક કોષ્ટકમાં દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો લેન્થેનાઇડ તત્વોથી બનેલા છે:લેન્થેનમ(લા),સેરિયમ(સીઇ),પ્રાસોડીમિયમ(પ્રિ),નિયોડીમિયમ(Nd), પ્રોમિથિયમ (Pm),સમેરિયમ(સ્મી),યુરોપિયમ(યુ),ગેડોલિનિયમ(જીડી),ટર્બિયમ(ટીબી),ડિસપ્રોસિયમ(ડાય),હોલ્મિયમ(હો),એર્બિયમ(એર),થુલિયમ(ટીએમ),યટરબિયમ(વાયબી),લ્યુટેટીયમ(લુ), અને લેન્થેનાઇડ સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત બે તત્વો:સ્કેન્ડિયમ(Sc) અનેયટ્રીયમ(વાય).

તેને કહેવામાં આવે છેરેર અર્થ, જેને સંક્ષિપ્તમાં રેર અર્થ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોનું વર્ગીકરણ

તત્વોના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો દ્વારા વર્ગીકૃત:

પ્રકાશ દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો:સ્કેન્ડિયમ, યટ્રીયમ, લેન્થેનમ, સેરિયમ, પ્રાસોડીયમ, નિયોડીયમ, પ્રોમેથિયમ, સમેરિયમ, યુરોપીયમ

ભારે દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો:ગેડોલિનિયમ, ટર્બિયમ, ડિસપ્રોસિયમ, હોલ્મિયમ, એર્બિયમ, થુલિયમ, યટરબિયમ, લ્યુટેટિયમ

ખનિજ લાક્ષણિકતાઓ દ્વારા વર્ગીકૃત:

સીરિયમ જૂથ:લેન્થેનમ, સેરિયમ, પ્રસોડીમિયમ, નિયોડીમિયમ, પ્રોમેથિયમ, સમેરિયમ, યુરોપિયમ

યટ્રીયમ જૂથ:ગેડોલીનિયમ, ટર્બિયમ, ડિસપ્રોસિયમ, હોલ્મિયમ, એર્બિયમ, થુલિયમ, યટરબિયમ, લ્યુટેટિયમ, સ્કેન્ડિયમ, યટ્રીયમ

નિષ્કર્ષણ વિભાજન દ્વારા વર્ગીકરણ:

હળવી દુર્લભ પૃથ્વી (P204 નબળી એસિડિટી નિષ્કર્ષણ): લેન્થેનમ, સેરિયમ, પ્રાસોડીમિયમ, નિયોડીમિયમ

મધ્યમ દુર્લભ પૃથ્વી (P204 ઓછી એસિડિટી નિષ્કર્ષણ):સમેરિયમ, યુરોપિયમ, ગેડોલિનિયમ, ટર્બિયમ, ડિસ્પ્રોસિયમ

ભારે દુર્લભ પૃથ્વી (P204 માં એસિડિટી નિષ્કર્ષણ):હોલ્મિયમ, એર્બિયમ, થુલિયમ, યટરબિયમ, લ્યુટેટીયમ, યટ્રીયમ

દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોના ગુણધર્મો

દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોના 50 થી વધુ કાર્યો તેમના અનન્ય 4f ઇલેક્ટ્રોનિક માળખા સાથે સંબંધિત છે, જેના કારણે તેઓ પરંપરાગત સામગ્રી અને ઉચ્ચ-ટેક નવી સામગ્રી ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

4f ઇલેક્ટ્રોન ભ્રમણકક્ષા

૧. ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો

★ સ્પષ્ટ ધાતુ ગુણધર્મો ધરાવે છે; તે ચાંદીના રાખોડી રંગનો છે, પ્રાસોડીમિયમ અને નિયોડીમિયમ સિવાય, તે આછો પીળો દેખાય છે.

★ સમૃદ્ધ ઓક્સાઇડ રંગો

★ બિન-ધાતુઓ સાથે સ્થિર સંયોજનો બનાવો

★ મેટલ જીવંત

★ હવામાં ઓક્સિડાઇઝ કરવું સરળ છે

૨ ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ગુણધર્મો

★ ખાલી 4f સબલેયર, જ્યાં 4f ઇલેક્ટ્રોન બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા સુરક્ષિત હોય છે, જેના પરિણામે વિવિધ વર્ણપટીય પદો અને ઊર્જા સ્તરો બને છે.

જ્યારે 4f ઇલેક્ટ્રોન સંક્રમણ કરે છે, ત્યારે તેઓ અલ્ટ્રાવાયોલેટમાંથી વિવિધ તરંગલંબાઇના કિરણોત્સર્ગને શોષી શકે છે અથવા ઉત્સર્જિત કરી શકે છે, જે ઇન્ફ્રારેડ પ્રદેશોમાં દૃશ્યમાન હોય છે, જે તેમને લ્યુમિનેસન્ટ સામગ્રી તરીકે યોગ્ય બનાવે છે.

★ સારી વાહકતા, વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ પદ્ધતિ દ્વારા દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓ તૈયાર કરવામાં સક્ષમ

નવી સામગ્રીમાં દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોના 4f ઇલેક્ટ્રોનની ભૂમિકા

૧.૪એફ ઇલેક્ટ્રોનિક સુવિધાઓનો ઉપયોગ કરતી સામગ્રી

★ 4f ઇલેક્ટ્રોન સ્પિન ગોઠવણી:મજબૂત ચુંબકત્વ તરીકે પ્રગટ - કાયમી ચુંબક સામગ્રી, MRI ઇમેજિંગ સામગ્રી, ચુંબકીય સેન્સર, સુપરકન્ડક્ટર, વગેરે તરીકે ઉપયોગ માટે યોગ્ય

★ 4f ભ્રમણકક્ષા ઇલેક્ટ્રોન સંક્રમણ: લ્યુમિનેસેન્ટ ગુણધર્મો તરીકે પ્રગટ - ફોસ્ફોર્સ, ઇન્ફ્રારેડ લેસરો, ફાઇબર એમ્પ્લીફાયર, વગેરે જેવા લ્યુમિનેસેન્ટ સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ માટે યોગ્ય.

4f ઉર્જા સ્તર માર્ગદર્શિકા બેન્ડમાં ઇલેક્ટ્રોનિક સંક્રમણો: રંગ ગુણધર્મો તરીકે પ્રગટ થાય છે - હોટ સ્પોટ ઘટકો, રંગદ્રવ્યો, સિરામિક તેલ, કાચ, વગેરેના રંગ અને રંગને દૂર કરવા માટે યોગ્ય.

આયોનિક ત્રિજ્યા, ચાર્જ અને રાસાયણિક ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરીને, 2 પરોક્ષ રીતે 4f ઇલેક્ટ્રોન સાથે સંબંધિત છે.

★ પરમાણુ લાક્ષણિકતાઓ:

 નાના થર્મલ ન્યુટ્રોન શોષણ ક્રોસ સેક્શન - પરમાણુ રિએક્ટર વગેરેના માળખાકીય સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ માટે યોગ્ય.

 મોટો ન્યુટ્રોન શોષણ ક્રોસ સેક્શન - પરમાણુ રિએક્ટર વગેરેના રક્ષણાત્મક પદાર્થો માટે યોગ્ય.

★ દુર્લભ પૃથ્વી આયોનિક ત્રિજ્યા, ચાર્જ, ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો:

 જાળી ખામીઓ, સમાન આયોનિક ત્રિજ્યા, રાસાયણિક ગુણધર્મો, વિવિધ ચાર્જ - ગરમી માટે યોગ્ય, ઉત્પ્રેરક, સંવેદનાત્મક તત્વ, વગેરે.

માળખાકીય વિશિષ્ટતા - હાઇડ્રોજન સ્ટોરેજ એલોય કેથોડ સામગ્રી, માઇક્રોવેવ શોષણ સામગ્રી, વગેરે તરીકે ઉપયોગ માટે યોગ્ય.

ઇલેક્ટ્રો ઓપ્ટિકલ અને ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો - પ્રકાશ મોડ્યુલેશન સામગ્રી, પારદર્શક સિરામિક્સ, વગેરે તરીકે ઉપયોગ માટે યોગ્ય.