Jump to content

Հազվագյուտ հողային տարրեր

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Հազվագյուտ հողային տարրեր
Ենթակատեգորիա• նյութ
 • քիմիական տարր Խմբագրել Wikidata

Հազվագյուտ հողային տարրեր որոնք նաև կոչվում են հազվագյուտ հողային մետաղներ, հազվագյուտ հողեր[1] կամ հազվագյուտ հողերի տարրեր[2], կրճատ ՀՀՏ,անգլ.՝ TR, REE, REM ), 17 տարրերից բաղկացած խումբ է, որն իր մեջ ներառում է սկանդիում, իտրիում և լանթանիդներ (լանթան, ցերիում, պրազեոդիմ, նեոդիմ, պրոմեթիում, սամարիում, եվրոպիում, գադոլինիում, տերբիում, տուրբիում, դիսհոլիում, լյուտեցիում), չնայած սկանդիումը և իտրիումը, որոնք այս շարքին չեն պատկանում, սովորաբար ներառված են որպես հազվագյուտ հողեր[3]։ Հազվագյուտ հողեր պարունակող միացությունները տարբեր կիրառություններ ունեն էլեկտրական և էլեկտրոնային բաղադրիչների, լազերների, ապակու, մագնիսական նյութերի և արդյունաբերական գործընթացներում:

Սկանդիումը և իտրիումը համարվում են հազվագյուտ հողային տարրեր, քանի որ դրանք հակված են հայտնվել նույն հանքաքարի հանքավայրերում, ինչ լանտանիդները և ցուցադրում են նմանատիպ քիմիական հատկություններ, բայց ունեն տարբեր էլեկտրական և մագնիսական հատկություններ[4][5]: «Հազվագյուտ հողեր» տերմինը սխալ անվանում է, քանի որ դրանք իրականում քիչ չեն, թեև պատմականորեն երկար ժամանակ է պահանջվել այս տարրերը առանձնացնելու համար[6][7]։

Այս մետաղները սենյակային ջերմաստիճանի օդում դանդաղորեն աղտոտվում են և դանդաղ ռեակցիայի մեջ են մտնում սառը ջրի հետ՝ առաջացնելով հիդրօքսիդներ՝ ազատելով ջրածին։ Նրանք ռեակցիայի մեջ են մտնում գոլորշու հետ՝ առաջացնելով օքսիդներ և ինքնաբուխ բռնկվում 400 C° ջերմաստիճանում։ Այս տարրերը և դրանց միացությունները չունեն այլ կենսաբանական ֆունկցիա, բացառությամբ մի քանի մասնագիտացված ֆերմենտների[8]: Ջրում լուծվող միացությունները թեթևից մինչև չափավոր թունավոր են, իսկ չլուծվողները՝ ոչ[9]։

Իրենց երկրաքիմիական հատկությունների պատճառով հազվագյուտ հողային տարրերը սովորաբար ցրված են և հաճախ խտացված չեն հայտնաբերվում հազվագյուտ հողային միներալներում: Հետևաբար, տնտեսապես շահագործվող հանքավայրերը սակավ են[10]։

Բացահայտում և պատմություն

[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Հազվագյուտ հողերը հիմնականում հայտնաբերվել են որպես օգտակար հանածոների բաղադրիչներ։ «Հազվագյուտ» տերմինը վերաբերում է այս հազվադեպ հանդիպող միներալներին, իսկ «հողը» գալիս է օքսիդների հին անունից՝ հանքանյութի այս տարրերի քիմիական ձևից[11]: Հանքանյութը, որը հայտնաբերվել է լեյտենանտ Կարլ Ակսել Արենիուսը 1787 թվականին Շվեդիայի Իտերբի գյուղի քարհանքում[11], ուղարկվել է Յոհան Գադոլինիին՝ Տուրկուի թագավորական ակադեմիայի պրոֆեսորին, և նա վերլուծելով հայտնաբերել է անհայտ օքսիդ, որը նա անվանել է իտրիումի օքսիդ[12]:

Անդերս Գուստավ Էկեբերգը առանձնացրել է բերիլիումը գադոլինիտից, բայց չի կարողացել ճանաչել հանքաքարի մյուս տարրերը: Այս հայտնագործությունից հետո 1794 թվականին Յոնս Յակոբ Բերցելիուսը և Վիլհելմ Հիսինգերը Շվեդիայի վերստին հետազոտել են Ռիդարհիթտանի մոտ գտնվող Բաստնասից գտնված՝ երկաթ-վոլֆրամի միներալ համարվող հանքանյութը:1803 թվականին նրանք ստացել են սպիտակ օքսիդ և այն անվանել են ցերիում: Մարտին Հայնրիխ Կլապրոտն ինքնուրույն հայտնաբերել է նույն օքսիդը և այն անվանեց օխրոիա: Հետազոտողներին պահանջվել է ևս 30 տարի՝ պարզելու, որ այլ տարրեր պարունակվում են երկու հանքաքարերում՝ ցերիումում և իտրիումում՝ հազվագյուտ հողային մետաղների քիմիական հատկությունների նմանությունը դժվարացրել է դրանց տարանջատումը:

1839 թվականին Կարլ Գուստավ Մոսանդերը՝ Բերցելիուսի օգնականը, առանձնացրել է ցերիումը՝ տաքացնելով նիտրատը և լուծարելով արտադրանքը ազոտաթթվի մեջ։ Նա լուծվող աղի օքսիդն անվանել է լանթան: Նրանից ևս երեք տարի է պահանջվել, որ լանթանը հետագայում բաժանի դիդիմիայի և մաքուր լանթանի: Դիդիմիան, թեև Մոսանդերի տեխնիկայով ավելի չէր բաժանվում, բայց իրականում դեռևս օքսիդների խառնուրդ էր։

1842 թվականին Մոսանդրը նաև առանձնացրել է իտրիումը երեք օքսիդների՝ մաքուր իտտրիա, տերբիա և էրբիա (բոլոր անունները ծագել են «Յտերբի» քաղաքի անունից): Հողը, որը տալիս է վարդագույն աղեր, նա անվանել է տերբիում ; այն, որը դեղին պերօքսիդ էր տալիս, նա անվանել է էրբիում [13]: Այդ ժամանակ հազվագյուտ հողային տարրերի թիվը հասել էր վեցի՝ իտրիում, ցերիում, լանթան, դիդիմիա, էրբիում և տերբիում։

Նիլս Յոհան Բեռլինը և Մարկ Դելաֆոնտենը նույնպես փորձել են առանձնացնել չմշակված իտրիան և գտել են նույն նյութերը, որոնք ստացել էր Մոսանդրը, բայց Բեռլինը 1860 թվականին վարդագույն աղեր պարունակող նյութը անվանել է էրբիում, իսկ Դելաֆոնտենը` դեղին պերօքսիդ տերբիում: Այս խառնաշփոթը հանգեցրել է մի քանի կեղծ պնդումների նոր տարրերի մասին, ինչպիսիք են Ջ. Լոուրենս Սմիթի մոսանդրիումը կամ Դելաֆոնտենի ֆիլիպիումը և դեցիպիումը: Մետաղների տարանջատման դժվարության պատճառով, կեղծ հայտնագործությունների ընդհանուր թիվը մի քանի տասնյակ էր[14][15], ոմանվք հայտնագործությունների ընդհանուր թիվը եղելլ է հարյուրից ավելի[16]։

Ծանոթագրություններ

[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
  1. ↑ Коган Б. И. Редкие земли // Природа. 1961. № 12. С. 26-34.
  2. ↑ Հողմիկ Սարգսյան, Ռուզաննա Սարգսյան, Երկրաբանական տերմինների եռալեզու հանրագիտական բառարան, Երևան, «Զանգակ», 2014 — 672 էջ։.
  3. ↑ The 1985 International Union of Pure and Applied Chemistry "Red Book" (p. 45) recommends that lanthanoid is used rather than lanthanide. The ending "-ide" normally indicates a negative ion. However, owing to wide current usage, "lanthanide" is still allowed and is roughly analogous to rare-earth element.
  4. ↑ Professor of Chemistry at University College London, Andrea Sella, Andrea Sella: "Insight: Rare-earth metals" ՅուԹյուբում, Interview on TRT World / Oct 2016, minutes 4:40 - ff.
  5. ↑ T Gray (2007). «Lanthanum and Cerium». The Elements. Black Dog & Leventhal. էջեր 118–122.
  6. ↑ «Rare earths: Neither rare, nor earths». BBC News (բրիտանական անգլերեն). 2014-03-23. Վերցված է 2023-04-19-ին.
  7. ↑ Lee, Jordy. «Rare Earths Explained». Milken Institute Review (ամերիկյան անգլերեն). Վերցված է 2023-04-19-ին.
  8. ↑ Huang, Jing; Yu, Zheng; Chistoserdova, Ludmila (26 June 2018). «Lanthanide-Dependent Methanol Dehydrogenases of XoxF4 and XoxF5 Clades Are Differentially Distributed Among Methylotrophic Bacteria and They Reveal Different Biochemical Properties». Frontiers in Microbiology. 9: 1366. doi:10.3389/fmicb.2018.01366. PMC 6028718. PMID 29997591.
  9. ↑ Malhotra, Nemi; Hsu, Hua-Shu; Liang, Sung-Tzu; Roldan, Marri Jmelou M.; Lee, Jiann-Shing; Ger, Tzong-Rong; Hsiao, Chung-Der (2020-09-16). «An Updated Review of Toxicity Effect of the Rare Earth Elements (REEs) on Aquatic Organisms». Animals (անգլերեն). 10 (9): 1663. doi:10.3390/ani10091663. ISSN 2076-2615. PMC 552131. PMID 32947815.
  10. ↑ Haxel G.; Hedrick J.; Orris J. (2002). Peter H. Stauffer; James W. Hendley II (eds.). «Rare Earth Elements—Critical Resources for High Technology» (PDF). United States Geological Survey. USGS Fact Sheet: 087-02. Արխիվացված (PDF) օրիգինալից December 14, 2010-ին. Վերցված է 2012-03-13-ին. «However, in contrast to ordinary base and precious metals, REE have very little tendency to become concentrated in exploitable ore deposits. Consequently, most of the world's supply of REE comes from only a handful of sources, almost entirely as a byproduct of mining other elements in commercially exploitable concentrations they occur alongside.»
  11. ↑ 11,0 11,1 Gschneidner, Karl A. (1964). Rare Earths: The Fraternal Fifteen (անգլերեն). U.S. Atomic Energy Commission, Division of Technical Information.
  12. ↑ «The History and Future of Rare Earth Elements». Science History Institute. October 18, 2019. Վերցված է January 31, 2023-ին.
  13. ↑ Mingos, D. Michael P. (2019). The Discovery of the Elements in the Periodic Table. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. doi:10.1007/430_2019_50.
  14. ↑ History of the Origin of the Chemical Elements and Their Discoverers
  15. ↑ Stephen David Barrett; Sarnjeet S. Dhesi (2001). The Structure of Rare-earth Metal Surfaces. World Scientific. էջ 4. ISBN 978-1-86094-165-8.
  16. ↑ On Rare And Scattered Metals: Tales About Metals, Sergei Venetsky
Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «Հազվագյուտ հողային տարրեր» հոդվածին։
 ⛭ 
  Բառարաններ և հանրագիտարաններ
Ստացված է «https://hy.wikipedia.org/w/index.php?title=Հազվագյուտ_հողային_տարրեր&oldid=10256670» էջից