周期表を見て、ランタニドとして知られる元素を特定できますか?できなくても心配しないでください。公園を毎日歩いているときに遭遇する可能性が高いタイプの要素ではありません.希土類元素としても知られるこれらの 14 元素はすべて原子番号 57 から 71 の間にあり、周期表の一番下に独自のセクションがあります。ランタニドとは何ですか?日常生活のどこで遭遇する可能性がありますか?
ランタニドの特性
まず、ランタニド族を構成する元素を見てみましょう。グループのニックネームである希土類元素にもかかわらず、これらの元素はそれほど珍しいものではありません。これらには以下が含まれます:
| 原子番号 57-61 | 原子番号 62-66 | 原子番号 67-71 |
|---|---|---|
| ランタン | サマリウム | ホルミウム |
| セリウム | ユーロピウム | エルビウム |
| プラセオジム | ガドリニウム | ツリウム |
| ネオジム | テルビウム | イッテルビウム |
| プロメチウム | ジスプロシウム | ルテチウム |
プロメチウムは実験室で人工的に生成されるため、この量の唯一の例外はプロメチウムです。
場合によっては、スカンジウムとイットリウムがこのグループに含まれますが、これらについては前の記事で既に説明しているため、この 2 つの説明から除外します.
ランタニドの化学的および物理的特性
ランタニドは地球の地殻でかなり一般的ですが、使用可能な量で抽出するのは非常に難しい傾向があります.これらの元素は、少なくとも酸素にさらされるまでは明るく、通常は銀色です。それらは非常に反応性が高く、爆発性ではありませんが、すぐに変色します。また、他の要素からの汚染を受けやすくなります.
すべてのランタニドが同じ速度で変色するわけではありません。たとえば、ルテチウムとガドリニウムは変色することなく長期間空気にさらすことができますが、ランタン、ネオジム、ユウロピウムなどの元素は非常に反応性が高く、変色を防ぐために鉱油に保管する必要があります.
ランタニド グループのすべてのメンバーは非常に柔らかいです。ほとんどはナイフで簡単に切ることができ、土から取り除くのに頑丈な道具は必要ありません。
これらの要素は、見つけるのが難しいため、希少とは見なされません。ありとあらゆる工業的ニーズを満たすのに十分な量の各元素の純粋な形を抽出することは難しいため、それらはまれです。
実際のアプリケーション
実験室以外の日常生活のどこでこれらの希土類元素に出会うことができますか?ランタニドの一般的な用途をいくつか紹介します。
セリウム
ケレスは小惑星帯にある準惑星で、テレビ番組「エクスパンス」の主要な舞台となっています。また、リストの最初のランタニドであるセリウムにもその名前が付けられています。科学者は 1803 年にセリウムを発見しました。セリウムは地球の地殻の 0.0046% しか占めていませんが、それでも地球上で最も豊富な希土類元素です。信じられないほど柔らかく、金属製の工具や物で簡単に傷がつきますが、いくつかの限られた用途しかありません.
セリウムの用途
- カーボン アーク照明: セリウムは、映画業界で人気のある超高輝度光源であるカーボン アーク ライトの重要な構成要素です。
- 軽いフリント: 多くの場合、セリウムはミッシュメタルの主要な構成要素の 1 つであり、ライターのフリントに含まれています。
- ガラス製造: ガラス産業では、セリウムは研磨剤および脱色剤として使用され、ガラスから顔料を除去します.ガラス研磨廃棄物からセリウムを回収することも可能で、環境に優しいものになります。
ガドリニウムとイットリウム
ガドリニウムとイットリウムは、ほぼ常に一緒に見つかる 2 つの原材料です。同じ研究者が 1700 年代後半に両方を発見しました。これらの要素の使用例をいくつか示します。
ガドリニウムとイットリウムの用途
- テレビの蛍光体: どちらの要素も古いテレビによく見られ、蛍光体の形でデバイスに色を与えます。特にイットリウムは鮮やかな赤い色合いを作り出します。
- 人工ガーネット: 科学者はガドリニウムとイットリウムを組み合わせて合成ガーネットを作ることができますが、これらはジュエリーとして身に着ける宝石ではありません。代わりに、マイクロ波技術で使用されています。
- 核制御棒: ガドリニウムは中性子を捕捉するための地球上で最高の元素であり、核制御棒の優れた選択肢となっています。残念ながら、これに最適な 2 つのガドリニウム同位体が不足しています。
ランタンとサマリウム
科学者たちはほとんど偶然にランタンを発見しました。 1839 年、スウェーデンの化学者がセリウム中の不純物を探していて、まったく新しい希土類金属を発見しました。その名前は、「隠れる」を意味するギリシャ語のランタネイアに由来します。これは、セリウムの中に隠れていた元素の適切な名前です。一方、サマリウムは、科学者が元素を抽出する鉱物であるサマルスカイトにちなんで名付けられました。
ランタンとサマリウムの用途
- 水素の吸収: ランタンは、別の元素を大量に吸収できるもう 1 つの元素です。この場合、その体積の 400 倍以上の水素を吸収できます。
- 軽いフリント: セリウムと同様に、ランタンも軽いフリントを構成するミッシュメタルの成分です。ほとんどのフリントには 25 ～ 45% のランタンが含まれています。サマリウムは、これらのフリントの約 1% を占めています。
- ガラス製造: ランタンとサマリウムはどちらもガラスの耐アルカリ性を向上させるため、カメラや望遠鏡で使用されるレンズなどの特殊レンズの製造に最適です。
エルビウム、テルビウム、ユーロピウム
これらの最後の希土類元素には多くの用途がありません。ただし、これらの金属にはまだいくつかの用途があります。
エルビウム、テルビウム、ユーロピウムの用途
- ガラスと磁器の色合い: エルビウムは、ガラスや磁器の着色用のピンク顔料の主成分です。
- テレビの蛍光体: テルビウムを電子にさらすと鮮やかな緑色に光り、テレビの蛍光体としてよく使用されます。
- 郵便切手: 少量のユウロピウムが大いに役立ち、郵便局が切手を電子的にスキャンできるようになります。
このグループの残りの要素は、実用的なアプリケーションがほとんどまたはまったくありません。それらは反応的で、採掘には費用がかかります。テレビで蛍光体として、または原子炉でそれらを見つけることができます。地元の食料品店やデパートで見かけるような原材料ではないことは確かです。
日常生活でランタニドを見つけたことがありますか?我々に教えてください！これらの希土類元素について質問がある場合は、お気軽にお問い合わせください。あなたからの御一報をお待ちしています！ランタニド グループのお気に入りの元素は何ですか?
