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 Si chaque cellule du tableau de Mendeleïev est comparée à une île, alors celle-ci est comme un archipel. Son propriétaire - le lanthane - a dû faire de la place. Quinze éléments se sont «entassés» dans son appartement ... Ce n'est pourtant pas un caprice du chimiste. La nature est à blâmer.
C'est elle qui a donné à quinze éléments exactement les mêmes couches électroniques externes et, par conséquent, les mêmes propriétés chimiques. Par conséquent, briser l'étreinte étroite des jumeaux n'était pas facile. Certes, certains d'entre eux ont été obtenus sous une forme assez pure au siècle dernier, mais les chimistes n'ont pas trouvé alors de propriétés particulièrement utiles dans leurs grains. Le jeu n'en valait clairement pas la chandelle, et quinze éléments de terres rares ont longtemps quitté la sphère de l'attention active des scientifiques.
La seconde moitié du XXe siècle est arrivée - une période de développement rapide sans précédent de la science et de la technologie. Puis ils "se sont souvenus" d'une quinzaine de jumeaux. Cependant, à cette époque, deux autres avaient rejoint leur «association créative». Bien que l'yttrium et le scandium occupent des cellules séparées de la table de Mendeleïev, ils sont également attribués à la famille des terres rares. Il y avait une bonne raison à cela - le caractère commun des propriétés.
De la hauteur de l'avion volant, le troupeau de chevaux ressemble à un solide nuage sombre. Les éléments de terres rares, aussi, seulement «de loin» semblaient les mêmes. Chacun d'eux a son propre caractère spécial. Il a été constaté que le néodyme renforce bien les alliages légers de magnésium. Le cérium, absorbant diverses impuretés contenues dans le métal dissous, rend les lingots plus monolithiques et les pièces qui en sont fabriquées plus fiables. Mais surtout l'yttrium s'est distingué. Un pour cent de ce métal a été ajouté à l'acier inoxydable, et sa température d'oxydation est passée de 1093 à 1370 degrés. L'yttrium améliore également les propriétés du chrome. En outre, cinq autres éléments des terres rares ont un effet bénéfique sur le chrome: praséodyme, néodyme, gadolinium, erbium, lutétium. De nouveaux alliages magnétiques ont été créés en utilisant le dysprosium. Les propriétés magnétiques remarquables de nombre de ces éléments présentent un intérêt scientifique exceptionnel.
Les métaux des terres rares sont également utilisés dans la technologie nucléaire. Divers matériaux de construction avec du cérium et du néodyme se sont avérés très utiles pour les réacteurs nucléaires. Les physiciens ont été accueillis avec enthousiasme avec du gadolinium, de l'europium, du samarium, du dysprosium, qui ont la capacité d'absorber les neutrons thermiques avec une activité extraordinaire. A partir des métaux de ce remarquable «quatuor» et de leurs composés, des barres de contrôle et de protection d'urgence des réacteurs nucléaires sont fabriquées.
Les isotopes radioactifs des terres rares font également un travail utile. L'un des isotopes du prométhium s'est avéré particulièrement intéressant. Sa demi-vie est de 2,6 ans. Il émet des radiations contre lesquelles il est très facile de se protéger. Naturellement, un tel isotope ne pouvait manquer d'intéresser les scientifiques. Sur sa base, des batteries atomiques miniatures et subminiatures ont commencé à être fabriquées. Le diamètre d'une telle batterie est d'environ un centime. Il peut être glissé dans un anneau ou un bouton de manchette. Même à des températures d'environ cent degrés (plus ou moins), une batterie au prométhium dure près de cinq ans. Il peut alimenter une radio miniature ou une aide auditive.
D'autres isotopes radioactifs des terres rares - thulium, yttrium, europium - ont déjà trouvé des applications en médecine. L'appareil de balayage à rayons X avec l'isotope du thulium comme source de rayons pénétrants est extrêmement simple et petit. Il n'a pas besoin d'alimentation et ne pèse que quelques kilogrammes. Imaginez à quel point c'est pratique là où il n'y a pas encore d'électricité!
Une découverte intéressante à l'aide de l'isotope radioactif thulium a été faite par des archéologues anglais. Ils ont trouvé un casque assyrien en bronze du 9ème siècle avant JC. Il a été décidé de l'étudier aux rayons X.Mais le casque avait une forme hémisphérique et il s'est avéré impossible d'utiliser un appareil à rayons X conventionnel. Ensuite, une préparation de thulium a été injectée à l'intérieur du casque et un film a été placé à l'extérieur. Lorsque le film a été développé, il montrait clairement des scripts anciens et des signes symboliques, effacés par le temps. Les éléments de terres rares ont aidé les historiens.
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| Académicien D. N. Pryanishnikov |
Probablement, les sels de terres rares se révéleront être de merveilleux micronutriments. Sur un sol contenant de tels sels, le rendement de certaines cultures était beaucoup plus élevé que celui des cultures ordinaires. Ce n'est pas sans raison que l'académicien D.N.Pryanishnikov a souligné que les terres rares contenues dans les apatites Khibiny ont un effet fructueux sur le développement des plantes.
Les terres rares font des merveilles dans l'industrie du verre. Grâce à l'ajout de cérium, les verres acquièrent la capacité de piéger les radiations radioactives. Les fenêtres d'observation des réacteurs nucléaires sont constituées de tels verres. Le cérium est l'un des meilleurs matériaux pour la décoloration du verre. Mais ses autres collègues - néodyme et praséodyme - peignent le verre de différentes couleurs, leur donnant des nuances de violet pâle, de vert et d'autres incroyablement belles. Un mélange de néodyme et de praséodyme crée l'effet dit alexandrite: les verres avec ces métaux changent de couleur selon que l'éclairage est de jour ou de soir. Une classe spéciale de verres au lanthane a également été créée pour les dispositifs optiques les plus sophistiqués.
Les éléments de terres rares et leurs composés sont également utilisés dans la céramique, les réfractaires, l'ingénierie radio, l'électronique radio, l'ingénierie d'éclairage et de nombreuses autres branches de la dernière technologie.
Il y a dix ans, une histoire sur l'utilisation du lanthane et de sa famille pouvait tenir dans une petite page. Aujourd'hui, un gros article ne suffit pas pour cela.
Bien sûr, tous les secrets des terres rares n'ont pas déjà été révélés. Dans leur archipel aujourd'hui il y a des îles que, pourrait-on dire, aucun humain n'a mis les pieds - des éléments qui n'ont même pas encore été obtenus à l'état pur en quantité suffisamment importante ...
Gavrilova N.V.
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