프랭크 허버트의 우주 오페라 "듄스"에서 "스파이스 믹스"라는 귀중한 천연 물질은 사람들에게 광활한 우주를 항해하여 성간 문명을 건설할 수 있는 능력을 부여합니다. 지구의 현실 세계에서는 희토류 원소라는 천연 금속들이 현대 기술을 가능하게 했습니다. 거의 모든 현대 전자 제품의 핵심 부품인 희토류 원소에 대한 수요가 급증하고 있습니다.
희토류 원소수천 가지의 다양한 요구 사항을 충족합니다. 예를 들어, 세륨은 석유 정제를 위한 촉매로 사용되는 반면,가돌리늄원자로에서 중성자를 가두는 역할을 합니다. 하지만 이러한 원소의 가장 두드러진 능력은 발광과 자성입니다.
우리는 스마트폰 화면을 색칠하고, 형광을 이용해 유로 지폐의 진위 여부를 확인하고, 광섬유 케이블을 통해 해저에서 신호를 전송하는 데 희토류를 사용합니다. 또한 세계에서 가장 강력하고 신뢰할 수 있는 자석을 만드는 데도 필수적입니다. 헤드폰에서 음파를 생성하고, 우주에서 디지털 정보를 향상시키고, 열 탐색 미사일의 궤적을 변경합니다. 희토류는 풍력 발전이나 전기 자동차와 같은 친환경 기술 개발을 촉진하고 있으며, 양자 컴퓨터의 새로운 구성 요소를 생산할 수도 있습니다. 합성 화학자이자 독립 컨설턴트인 스티븐 보이드는 "희토류 목록은 끝이 없습니다. 어디에나 있습니다."라고 말했습니다.
희토류는 란타넘족 원소인 루테튬과 란타넘족 원소 사이의 14개 원소를 말합니다.이트륨, 종종 같은 광상에서 생성되며 란타넘족과 유사한 화학적 성질을 가지고 있습니다. 회색에서 은색을 띠는 이 금속들은 일반적으로 가소성과 높은 녹는점 및 끓는점을 가지고 있습니다. 이들의 숨겨진 강점은 전자에 있습니다. 모든 원자는 전자에 둘러싸인 핵을 가지고 있으며, 이 전자들은 궤도라고 불리는 영역에 존재합니다. 핵에서 가장 먼 궤도에 있는 전자는 원자가 전자로, 화학 반응에 참여하고 다른 원자와 결합을 형성합니다.
대부분의 란타넘족 원소는 "f-전자"라고 불리는 또 다른 중요한 전자군을 가지고 있는데, 이 전자들은 원자가 전자 근처, 그러나 핵에 약간 가까운 황금 영역에 존재합니다. 네바다 대학교 리노 캠퍼스의 무기화학자인 아나 드 베텐쿠르 디아스는 "희토류 원소의 자성과 발광 특성을 유발하는 것은 바로 이 f-전자입니다."라고 말했습니다.
희토류 원소는 17개 원소로 구성된 그룹입니다(주기율표에서 파란색으로 표시). 희토류 원소의 하위 집합을 란타넘족이라고 합니다. (루테튬, Lu, 그리고 다음으로 이어지는 라인란탄, La). 각 원소는 일반적으로 f 전자를 포함하는 껍질을 가지고 있으며, 이로 인해 이러한 원소는 자기적, 발광적 특성을 갖게 됩니다.
게시 시간: 2023년 7월 5일