İçeriğe atla

Nadir toprak elementi

İlk keşfedilen nadir toprak elementi: İterbiyum

Nadir toprak elementleri ya da kısaca NTE, lantanitlerle birlikte itriyum ve skandiyum elementlerinin oluşturduğu bir grubu kapsamaktadır. Lantanitler atom numaraları 57'den 71'e kadar olan ve kimyasal olarak benzer elementlerin oluşturduğu bir gruptur. Atom numarası 39 olan itriyum ve atom numarası 21 olan skandiyum da lantanitlerle benzer kimyasal özellikleri nadir toprak elementlerinin içine dâhil edilmiştir. Yerkabuğunda diğer minerallere oranla daha fazla bulunmadıkları sanıldığından dolayı bu ismi almışlardır.

Tarihçe

İlk keşfedilen nadir toprak elementi, Carl Axel Arrhenius tarafından 1787 yılında İsveç'in Ytterby köyünde keşfedilmiştir. Bulunduğu yerden dolayı bu siyah mineral iterbiyum adını almıştır.

Mineralojisi

Ana yatakları alkali kayaç kompleksleri, karbonatitler ve plaserlere bağlıdır. Ayrıca ikinci derecede pegmatitler ile çeşitli metamorfik kayaçların yapısında da yer alırlar. Nadir toprak elementleri genellikle birlikte cevherleşmiştir.

Elementler

Genellikle nadir toprak elementleri hafif nadir toprak elementleri ve ağır nadir toprak elementleri olarak kategorize edilmiştir. Lantan, seryum, praseodim, neodimyum, prometyum ve samaryum hafif nadir toprak elementleri olarak kabul edilirken itriyum, evropiyum, gadolinyum, terbiyum, disprosyum, holmiyum, erbium, tulyum, iterbiyum ve lutesyumu ağır nadir toprak elementleri olarak kabul edilmiştir.[1] Nadir toprak elementleri kararlı bileşiklerinde +3 değerliklidir. Seryum, terbiyum ve praseodim +4; samaryum, evropiyum, tulyum ve iterbiyum +2 değerlik de alabilir.

Atom numarasıSembolüElement adı
57LaLantan
58CeSeryum
59PrPraseodim
60NdNeodimyum
61PmPrometyum
62SmSamaryum
63EuEvropiyum
64GdGadolinyum
65TbTerbiyum
66DyDisprozyum
67HoHolmiyum
68ErErbiyum
69TmTulyum
70Ybİterbiyum
71LuLutesyum
39Yİtriyum
21ScSkandiyum

Mineralleri

Nadir toprak elementleri nabit halde bulunmazlar. Prometyum hariç tamamı bileşik halde bulunmaktadır. Prometyuma da yerküre de az rastlanmakta ve ekonomik bir önemi bulunmamaktadır.

Nadir toprak elementleri yerkürde düşük konsantrasyonlarda geniş bir alana yayılmış durumdadırlar. 160'tan fazla mineralde bulunmaktadır. Ekonomik işlenebilir mineral sayısı ise oldukça azdır. Dünya genelinde üretiminin %95'i bastnazit, monazit ve ksenotim olmak üzere üç mineralden sağlanmaktadır.[2]

Rezerv ve üretim

Nadir toprak elementleri 1948 yılına kadar Hindistan ve Brezilya’daki plaser yataklarından elde edilmekteydi. 1950’lerde Güney Afrika’da keşfedilen büyük monazit damarıyla dünyanın nadir toprak elementleri kaynağı burası haline geldi. 1965 ile 1985 yılları arasında ise Mountain Pass madeninden elde edildi. 1985 yılından sonra da Çin’deki bastnazit ve monazit yataklarından elde edilmiştir. Çin'deki en büyük nadir toprak elementleri madeni İç Moğolistan Özerk Bölgesi’nin Baotou şehrinin 120 km güneyinde bulunan Bayan Obo madenidir.

Kullanım alanları

Nadir toprak elementleri cam ve seramik sanayi, metalürji sanayi, lazer üretimi, mıknatıs üretimi, petrol katalizörü ve ileri teknoloji cihazların üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Nadir toprak elementleri günümüzde hibrid arabalarını, elektrikli taşıt araçlarını, rüzgâr türbinlerini, güneş enerjisi panellerini, MR makinelerini ve birçok temiz enerji teknolojisini hayata geçirmektedir. Nadir toprak elementleri birçok yeşil enerji teknolojilerinde gerekli olmalarından dolayı yeşil elementler olarak da bilinmektedir.

Atom numarasıSembolüElement adıBaşılca kullanım alanı
21ScSkandiyumHavacılık endüstrisinde hafif alüminyum-skandiyum alaşımı üretiminde, metal halide lambası ve cıva buharlı lamba üretiminde
39YİtriyumLazerlerde, yüksek sıcaklık süperiletkenlerinde, LCD ve LED ekranlarda, bujilerde, enerji tasarruflu lamba üretiminde
57LaLantanÇelik endüstrisinde, yüksek kırılma indeksine ve alkaliye karşı dayanıklı cam üretiminde, çakmak taşı üretiminde, hidrojen depolamada, pil elektrotlarında, kamera lenslerinde
58CeSeryumKimyasal oksidan olarak, cam ve seramiğe sarı rengi vermede, kendi kendini temizleyen fırınlarda katalizör olarak, petrol rafinerilerinde sıvı katalitik parçalma katalizörü olarak, çakmak taşı üretiminde
59PrPraseodimNadir toprak mıknatıslarında, lazerlerde, karbon ark lambalarında, cam ve emayelerde renklendirici olarak, kaynak gözlüğü üretiminde
60NdNeodimyumNadir toprak mıknatıslarında, lazerlerde, cam ve seramiğe mor rengi vermede, kaynak gözlüğü üretiminde, seramik kondansatörlerde
61PmPrometyumNükleer bataryalarda
62SmSamaryumNadir toprak mıknatıslarında, lazerlerde, nötron yakalamada, maserlerde
63EuEvropiyumKırmızı ve mavi fosfor üretiminde, lazerlerde, cıva buharlı lambalarda, floresan lambalarda
64GdGadolinyumNadir toprak mıknatıslarında, yüksek kırılma indeksine sahip cam ve garnet üretiminde, lazerlerde, x-ray tüplerinde, bilgisayar belleklerinde, nötron yakalamada, manyetik rezonans görüntüleme kontrast maddelerinde
65TbTerbiyumYeşil fosfor üretiminde, lazerlerde, floresan lambalarda, Terfenol-D
66DyDisprozyumNadir toprak mıknatıslarında, lazerlerde, Terfenol-D
67HoHolmiyumLazerlerde, mıknatıslarda
68ErErbiyumKızılötesi lazerlerde, vanadyum çeliği üretiminde, fiber optik teknolojisinde
69TmTulyumTaşınabilir x-ray cihazlarında, metal halide lambalarında, lazerlerde
70YbİterbiyumKızılötesi lazerlerde, alev topu üretiminde, paslanmaz çelik üretiminde, nükleer tıpta
71LuLutesyumPozitron emisyon tomogrofisinde, yüksek kırılma indeksine sahip cam üretiminde

Ayrıca bakınız

  • Lantanitler
  • Skandiyum grubu

Kaynakça

  1. ^ "Rare Earth Elements" [Nadir Toprak Elementleri] (İngilizce). 2 Nisan 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 19 Aralık 2013. 
  2. ^ "Nadir Toprak Elementleri Çalışma Grubu Raporu" (PDF). T.C. Başbakanlık Devlet Planlama Teşkilatı Müsteşarlığı Madencilik Özel İhtisas Komisyonu. Ağustos 1995. 24 Ocak 2013 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 19 Aralık 2013. 

Dış bağlantılar

Wikimedia Commons'ta Nadir toprak elementi ile ilgili ortam dosyaları bulunmaktadır.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Periyodik tablo</span> kimyasal elementlerin sınıflandırılması için geliştirilmiş tablo

Periyodik tablo, kimyasal elementlerin sınıflandırılması için geliştirilmiş tablodur. Dilimizde periyodik tablo, periyodik cetvel, periyodik çizelge, elementler tablosu gibi birçok şekilde isimlendirilmiştir. Bu tablo bilinen bütün elementlerin artan atom numaralarına göre sıralanışıdır. Periyodik cetvelden önce de bu yönde çalışmalar yapılmış olmakla birlikte, mucidi genelde Rus kimyager Dmitri Mendeleyev kabul edilir. 1869'da Mendeleyev atomları artan atom ağırlığına göre sıraladığında belli özelliklerin tekrarlandığını fark etti. Özellikleri tekrarlanan elementleri alt alta yerleştirdi ve buna grup adını verdi.

Lantanitler, geçiş metallerinin bir alt serisini oluştururlar. 57 ile 71 atom numaraları arasındaki elementleri kapsar. 17 nadir toprak elementinin 15 tanesi lantanit grubundandır. Bu nedenle lantanitler nadir toprak elementleri olarak da isimlendirilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Osmiyum</span> Bilinen en yoğun element

Osmiyum, simgesi Os, atom numarası 76, atom ağırlığı 190,23 akb, erime noktası 3045,0 °C, kaynama noktası 5027,0 °C olan bir geçiş metalidir. Oda sıcaklığında 22.59 g/cm³ ile bilinen en ağır yoğunluklu metaldir. Gümüşi renkte bulunur. Yunanca koku manasına gelen osmë 'den gelir. Tükenmez kalemlerin toplarında, bazı aletlerin millerinde ve flamanlarda kullanılır. Platin ile birlikte çıkar.

<span class="mw-page-title-main">Stronsiyum</span> Sr sembollüne sahip, atom numarası 38 olan, toprak alkali metaller grubundan gümüşümsü beyaz renkli bir kimyasal element

Stronsiyum, Sr sembollüne sahip, atom numarası 38 olan, toprak alkali metaller grubundan gümüşümsü beyaz renkli bir kimyasal element. Oda sıcaklığında katı olan elementin atom ağırlığı 87,62 g/mol'dür. Stronsiyum, kimyasal olarak son derece reaktif olup, hava ile temas ettiği takdirde sarı rengine döner. Element sölestin ve strontianit minerallerinde bulunur. Elementin nükleer fisyon sonucunda oluşan 90Sr izotopu radyoaktiftir ve 28,90 yıllık bir yarılanma ömrüne sahiptir.

Neodimyum, sembolü Nd ve atom numarası 60 olan kimyasal bir elementtir. Lantanit serisinin dördüncü üyesidir ve nadir toprak metallerinden biri olarak kabul edilir. Havada ve nemde hızla kararan sert, hafif dövülebilir, gümüşi bir metaldir. Hızla oksitlenir ve +2, +3 ve +4 pembe, mor/mavi ve sarı bileşikler üretir. Elementlerin en karmaşık spektrumlarından birine sahip olduğu kabul edilir. Neodimyum, 1885 yılında praseodimyumu da keşfeden Avusturyalı kimyager Carl Auer von Welsbach tarafından keşfedildi. Monazit ve bastnäsite minerallerinde önemli miktarlarda bulunur. Neodimyum, doğal olarak metalik formda veya diğer lantanitlerle karışmamış olarak bulunmaz ve genel kullanım için rafine edilir. Neodimyum kobalt, nikel veya bakır kadar yaygındır ve Dünya'nın kabuğunda yaygın olarak dağılmıştır. Diğer birçok nadir toprak metalinde olduğu gibi, dünyadaki ticari neodimyumun çoğu Çin'de çıkarılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Prometyum</span> atom numarası 61, atom ağırlığı 145 olan, nadir topraklar grubundan ve yapay bir elementtir

Prometyum, atom numarası 61, atom ağırlığı 145 olan, nadir topraklar grubundan bir elementtir. Prometyum 61 Sembolü: Pm Atom numarası: 61 Atom ağırlığı: 145 Periyodik cetveldeki grubu: Grup Adı: Lantanit Periyodik cetveldeki periyodu: 6 Periyodik cetveldeki bloğu: f-bloğu Genel durumu: 298 K’ de katı Rengi: Metalik Katı halinin yoğunluğu: [/kg m-3]:7264 Elektriksel iletkenliği: [/10-8m; veya  cm] Erime noktası: [/K]:1373 [veya 1100 oC ] Kaynama noktası: [/K]:3273 [veya 3000 oC ] İsminin anlamı: Yunan mitolojisinde tanrıdan ateşi çalan “Prometheus”’tan gelmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Terbiyum</span>

Terbiyum, atom numarası 65, atom ağırlığı 159 olan, çok ender bulunan bir element.

<span class="mw-page-title-main">Tulyum</span> Atom numarası 69 olan element

Tulyum, atom numarası 69, atom ağırlığı 168,9, yoğunluğu 9,3 olan, yaklaşık 1500 °C'de eriyen nadir element.

Toryum; sembolü Th, atom numarası 90 olan zayıf radyoaktivite gösteren, metalik, kimyasal bir elementtir. Toryum havaya maruz kaldığında kararır ve toryum dioksit oluşturur; orta derecede yumuşak, işlenebilir ve yüksek bir erime noktasına sahiptir. Toryum, kimyasına +4 oksidasyon durumunun hakim olduğu elektropozitif bir aktinittir; oldukça reaktiftir ve ince bir şekilde bölündüğünde havada tutuşabilir.

<span class="mw-page-title-main">Karbonatit</span>

Karbonatit, kalsit ve diğer karbonat minerallerince zengin, manto kökenli olduğu kabul edilen nadir bir kayaç. Karbonatitler, sokulum yapmış kütleler, dayklar, konik örtüler ve nadiren de lavlar ve tefra şeklinde alkalilerce zengin kor kayaçlarla ilişkili olarak bulunur.

<span class="mw-page-title-main">Periyodik tablo tarihi</span> elementlerin periyodik tablosunun tarihi

Periyodik tablo, kimyasal elementlerin atom numarası, elektron konfigürasyonu ve yinelenen kimyasal özelliklerini baz alarak hazırlanmış bir düzenlemedir. Elementler artan atom numarasına göre sıralanmıştır. Tablonun standart formunda sistematik bir şekilde gösterilen elementlerle birlikte periyot adı verilen sıralar ve grup olarak adlandırılmış sütunlar bulunmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Öksenit</span>

Öksenit veya öksenit- (Y) metalik bir parlaklığa sahip kahverengimsi siyah bir mineraldir.

<span class="mw-page-title-main">Jeoloji tarihi</span>

Jeoloji tarihi, bir doğa bilimi olan jeolojinin paleontoloji, mineraloji ve petrografi gibi yer bilimlerinin gelişimi ile paraleller gösteren tarihsel gelişimi.

Lantanit mineraller bir grup izostrüktürel nadir toprak elementi (REE) karbonat mineralleridir. Bu grup, lantanit- (La), lantanit- (Ce), ve lantanit- (Nd) minerallerinden oluşur. Bu mineral grubu, (REE)2(CO3)3·8(H2O) genel kimyasal formülüne sahiptir. Lantanitler, ana elementler olarak La, Ce ve Nd'yi içerir ve genellikle praseodim (Pr), samaryum (Sm), öropiyum (Eu) ve disprosiyum (Dy) dahil olmak üzere diğer REE'lerin az miktarlarını içerir.

<span class="mw-page-title-main">Monoizotopik element</span>

Monoizotopik bir element, yalnızca tek bir kararlı izotopa (nüklid) sahip olan bir elementtir. Bu özelliğe sahip sadece 26 element vardır. Aşağıdaki bölümde bir liste verilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Aktinit kimyası</span>

Aktinit kimyası, aktinitlerin süreçlerini ve moleküler sistemlerini araştıran nükleer kimyanın ana dallarından biridir. Aktinitler, isimlerini grup 3 elementi olan aktinyumdan alır. Resmi olmayan kimyasal sembol An, aktinit kimyasının genel tartışmalarında herhangi bir aktinide atıfta bulunmak için kullanılır. Aktinidlerin biri hariç tümü, 5f elektron kabuğunun doldurulmasına karşılık gelen f blok elementleridir. Bir d-blok elementi olan lavrensiyum da genellikle bir aktinit olarak kabul edilir. Lantanitlerle karşılaştırıldığında, yine çoğunlukla f-blok elementleri, aktinitler çok daha değişken değerlik gösterirler. Aktinid serisi, aktiniyumdan lavrensiyuma kadar atom numaraları 89 ile 103 arasında değişen 15 metalik kimyasal elementi kapsar.

Toprak, Antik Yunanlılar tarafından "o zamanlar mevcut olan ısı kaynakları tarafından daha fazla değiştirilemeyen maddeler" olarak tanımlanmıştır. Alüminyum oksit ve magnezyum oksit gibi çeşitli oksitlerin toprak elementi olduğu düşünülüyordu. Beril toprağı ve zirkon toprağı gibi gerçek topraklar ile kireç toprağı ve barit toprağı gibi alkali topraklar arasında bir ayrım yapılmıştı. Bu maddeler saf maddeler yani element olarak kabul edilmişti. Fransız kimyager Antoine Laurent de Lavoisier daha sonra bunların muhtemelen oksijen ile o zamanlar hala bilinmeyen bazı metalik elementler arasındaki bileşikler olduğu sonucuna vardı.

<span class="mw-page-title-main">Carl Gustaf Mosander</span>

Carl Gustaf Mosander İsveçli bir kimyagerdir. Nadir toprak elementleri olan lantan, erbiyum ve terbiyumu keşfetmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran</span> Fransız kimyager (1838 – 1912)

Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, aynı zamanda François Lecoq de Boisbaudran olarak da bilinen, galyum, samaryum ve disprosiyum kimyasal elementlerini keşfetmesiyle tanınan Fransız kimyagerdir. Nadir toprak elementlerinin ayrılması ve saflaştırılmasına yönelik yöntemler geliştirmiş ve spektroskopi biliminin öncülerinden olmuştur.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.