In Frank Herberts Weltraumoper „Dunes“ verleiht eine wertvolle Natursubstanz namens „Gewürzmischung“ den Menschen die Fähigkeit, durch das weite Universum zu navigieren und eine interstellare Zivilisation zu errichten. Im realen Leben auf der Erde haben natürliche Metalle, sogenannte Seltene Erden, moderne Technologien ermöglicht. Die Nachfrage nach diesen Schlüsselkomponenten nahezu aller modernen elektronischen Produkte steigt stark an.
Seltene Erdenerfüllen tausende verschiedene Bedürfnisse – zum Beispiel wird Cer als Katalysator für die Ölraffination verwendet, währendGadoliniumfängt Neutronen in Kernreaktoren ein. Die herausragendste Fähigkeit dieser Elemente liegt jedoch in ihrer Lumineszenz und ihrem Magnetismus.
Wir nutzen Seltene Erden, um den Bildschirm unseres Smartphones zu färben, die Echtheit von Euro-Banknoten durch Fluoreszenz zu bestätigen und Signale über Glasfaserkabel am Meeresboden zu übertragen. Sie werden auch für die Herstellung einiger der stärksten und zuverlässigsten Magnete der Welt benötigt. Sie erzeugen Schallwellen in unseren Kopfhörern, verbessern digitale Informationen im Weltraum und verändern die Flugbahn von Wärmesuchraketen. Seltene Erden fördern zudem die Entwicklung grüner Technologien wie Windkraft und Elektrofahrzeuge und könnten sogar neue Komponenten für Quantencomputer hervorbringen. Stephen Boyd, Synthesechemiker und unabhängiger Berater, sagte: „Diese Liste ist endlos. Sie sind überall.
Seltene Erden bezieht sich auf Lanthanoid Lutetium und 14 Elemente zwischen Lanthan undYttrium, die oft in derselben Lagerstätte vorkommen und ähnliche chemische Eigenschaften wie Lanthanoide aufweisen. Diese grau- bis silberfarbenen Metalle sind typischerweise plastisch und haben hohe Schmelz- und Siedepunkte. Ihre besondere Stärke liegt in ihren Elektronen. Alle Atome haben einen von Elektronen umgebenen Kern, der sich in einem sogenannten Orbit befindet. Die Elektronen im Orbit, die am weitesten vom Kern entfernt sind, sind Valenzelektronen, die an chemischen Reaktionen beteiligt sind und Bindungen mit anderen Atomen eingehen.
Die meisten Lanthanoide besitzen eine weitere wichtige Elektronengruppe, die sogenannten „f-Elektronen“, die sich in der goldenen Zone in der Nähe des Valenzelektrons, aber etwas nah am Atomkern befinden. Ana de Bettencourt Dias, Anorganische Chemikerin an der University of Nevada in Reno, erklärte: „Es sind diese f-Elektronen, die die magnetischen und lumineszierenden Eigenschaften der Seltenen Erden verursachen.“
Seltene Erden sind eine Gruppe von 17 Elementen (im Periodensystem blau markiert). Eine Untergruppe der Seltenen Erden heißt Lanthanoide. (Lutetium, Lu, plus die Zeile mit der ÜberschriftLanthan, La). Jedes Element enthält eine Schale, die normalerweise f Elektronen enthält, wodurch diese Elemente magnetische und leuchtende Eigenschaften haben.
Beitragszeit: 05.07.2023