Что на самом деле относится к редкоземельным металлам?

Хайпанем с опозданием.

Чего я только не начитался за последний месяц в новостях от журналистов, которые совсем не понимают суть предмета, и, возможно, таблицу Менделеева то в жизни не видели. Ну вот в итоге все перепутали и всех запутали. У них там и бериллий, и литий, и титан в редкоземельных элементах. Кто на что горазд.

Пришло время разобраться и расставить все по полочкам.

Итак, существует, действительно, большая группа редких металлов. Их более 50. Большинства из них мало содержится в земной коре, часто они рассеяны в ней так, что извлечь их очень трудно. Поэтому и открыли их достаточно поздно (по сравнению, например, с железом) и еще до конца не изучили.

А редкие элементы уже разделяются на разные классы.

Существует общепринятая техническая классификация редких металлов (картинку прикреплю ниже). Давайте разберем. Приготовьтесь открывать таблицу.

1. Легкие редкие металлы. Обладают малой плотностью, достаточно химически активны. К ним относятся литий, рубидий, цезий, бериллий. То есть это как алюминий, только редкие.

2. Тугоплавкие редкие металлы. Это переходные металлы IV, V, VI, и VII групп периодической системы. В их атомах происходит достройка электронами d-yровней. Это титан, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам. Эти металлы характеризуются высокими температурами плавления, образованием тугоплавких соединений с рядом неметаллов (карбидов, нитридов, силицидов, боридов, и т. д. С кислородом тоже активно реагируют, но их оксиды
сравнительно легкоплавкие. Надо сказать, что термин «тугоплавкий» трактуется везде по-разному. Кто-то считает, что у них температура плавления должна быть более 2200 °С, и тогда титан, цирконий, ванадий туда не войдут, а у кого-то входят.

3. Рассеянные редкие металлы. Галлий, индий, таллий, германий, селен, теллур, рений. Германий, селен и теллур, правда, полупроводники, но пусть будут в этом списке. Это группа элементов, встречающихся в природе главным образом в виде примеси в различных минералах и извлекаемых попутно из руд других металлов. Их концентрация в руде мала, и они не образуют самостоятельных минералов, а находятся вместе с какими-то еще металлами в одной руде. Например, гафний всегда присутствует в циркониевой руде и эти два металла сложно разделить (кстати, это большая проблема для атомной энергетики). Минералы теллура присутствуют в виде микрочастиц в пирите (сульфид железа).

4. Редкоземельные металлы. Скандий, иттрий, лантан
и лантаноиды. Название «редкоземельные» дано потому, что они образуют тугоплавкие, нерастворимые в воде оксиды (такие оксиды люди раньше называли "землями"). Они характеризуются большой близостью химических свойств и в руде часто находятся все вместе (например, сразу несколько лантаноидов). Разделить их – достаточно сложная задача, и не всегда рентабельная. Происходит так потому, что, как мы помним из химии, лантаноиды - это f-элементы, поэтому заполнение внутренней f-оболочки не
приводит к изменениям строения внешних электронных оболочек, из-за этого у всех лантаноидов схожие химические свойства. Ведь вещества реагируют с другими веществами, в основном за счет внешних электронов.

5. Радиоактивные металлы. Тоже считаются редкими. Это франций, радий, актиний, торий, протактиний, уран, плутоний и другие трансурановые элементы (т.е. актиноиды). У них уже настолько большая атомная масса и массивное ядро атома, что они так и хотят развалиться на части. Поэтому и испускают из себя различные частицы, что и говорит об их радиоактивности. На эту тему как-нибудь отдельно об этом поговорим.

Стоит отметить, что данная классификация весьма условна, и многие металлы входят сразу в несколько этих групп. Так или иначе, логику этой классификации я постарался разъяснить.

А по поводу редкоземельных металлов можно сделать такой вывод: все редкоземельные металлы – редкие, но не все редкие металлы – редкоземельные.

Ставь ❤️, если теперь, наконец, понял, что к чему относится.

Надеюсь, теперь мои подписчики будут со знанием дела читать новости.

Кстати, если будет интерес от вас. Расскажу, почему именно такой ажиотаж на редкоземельные металлы, где они применяются и т.д. И есть ли вообще этот ажиотаж. В общих чертах то, конечно, все поняли, но хочется уже конкретики!

Ставьте реакции, если интересно.

Всех с днём космонавтики!
Предлагаю пройти маленькую викторину про космос.

Ответы.

Дал времени побольше, чтобы успели подумать.
Всем спасибо, все молодцы. Большинство ответило правильно на много вопросов. Теперь давайте поясню.

1. В космосе тепло передается только излучением. Для теплопроводности нужно, чаще всего твердое тело, контакт тел, реже жидкость. Для жидкостей и газов, как раз, основным типом передачи тепла будет конвекция - перемещение нагретых и холодных слоев (охлаждение комнаты через открытое окно, например, или ее нагрев с помощью батареи). Ну а в космосе нет ни того ни другого, там нет атмосферы, а вокруг вакуум. В таких условиях тепло передается только излучением, когда нагретым телом испускаются электромагнитные инфракрасные волны. Для их распространения среда не нужна.

Отсюда сразу перепрыгиваем 4 вопрос. Много людей ответило, что в космосе температура находится в пределах абсолютного нуля (минус 273 по Цельсию). И это, действительно, так, но только в тени. Если мы спрячемся от основного источника тепла и различной радиоактивной дряни - солнца, то, из-за отсутствия атмосферы, без его излучения нагрева происходить не будет. Однако, если мы попадаем на пути движения солнечных лучей, то нас может достаточно сильно поджарить. Ведь отводить тепло, имея вокруг вакуум можно также только излучением, а это тяжело. Космические аппараты для защиты от перегрева покрывают отражающими экранами и охлаждают радиаторами, выводящими тепло в космос.

3 вопрос простой. Как уже было сказано, в космосе нет никакой среды. Звук - продольная волна, которая может распространяться только путем сжатия и растяжения участков среды (газа, жидкости или твердого тела). Соответственно, поэтому мы и не слышим взрывы на солнце. А они есть. На солнце происходят термоядерные реакции, а это, как будто повсюду взрываются ядерные и водородные бомбы. Кстати задачка из ОГЭ.

Вместо ответа на 2 вопрос прикладываю мое старое милое видео об обратной стороне Луны, которое я выкладывал почти 5 лет назад.

А на 5 вопрос правильный ответ был - первая космическая скорость. Это скорость, которое нужно сообщить телу, чтобы он стал искусственным спутником Земли. Т.е. преодолел гравитацию и вышел на орбиту. Вывод ее на рисунке, и равна она примерно 8 км/с. Варианты ответов взяты не с потолка. Это цифры, которые могли быть у вас на слуху. По порядку: примерная скорость разгона самолёта при взлете, примерная скорость звука в воздухе, скорость света в вакууме, первая космическая скорость, примерная скорость звука в воде и гиперзвуковая скорость (в числах маха).

Сегодня развлекаемся и смотрим насекомых в микроскоп