稀土为什么这么珍贵?
稀土就是镧系元素和钪、钇共17种金属元素的总称。下图是一张普通的元素周期表,为使用方便,这种元素周期表其实是折叠过的,最底下两行元素原本是在IIA到IVB之间的位置上,在整个元素周期表中显得相当“另类”。底下两行元素中的第一行以及IIIB族的钪和钇就是传说中的稀土元素(蓝框内标出的元素)。
所有稀土元素都位于红框内,说明它们是过渡元素。电力革命前,除了锡和碳等少数几种元素外,人类在生产领域主要利用的就是过渡元素。而稀土元素还要更奇特一些,除了被单独列出来的钪、钇两种之外,其他稀土元素都属于物理化学性质比过渡元素更特殊的内过渡元素(黄框内标出的元素),表现出各具特色的奇异性质。
随着研究的深入,科学界还发现,少量内过渡金属单质或化合物添加到某些物质中能显著改变这些物质的性质,这也是稀土元素被称为“工业味精”的由来。
稀土元素的特性决定了其在工业上的应用十分广泛。
*钪被用于航空航天部件的轻质铝-钪合金,金属卤化物灯和汞蒸气灯中的添加剂,炼油厂中的放射性示踪剂;
(图为航空航天器所用的铝-钪合金)
*钇被用于激光器、电视红色荧光粉、高温超导体、微波滤波器、高效荧光灯、火花塞、气罩、钢添加剂及癌症治疗;
*钐被用于稀土磁铁、激光发射、微波激射器、核反应堆的控制棒;
*铕被用于激光器、汞蒸气灯、荧光灯;
*钆、镝、铽都是制作磁致伸缩合金的重要构成,在计算机存储器和声纳中不可缺少。
除此之外,生活中也少不了稀土元素的身影。