କଣବିରଳ ପୃଥିବୀ?
୧୭୯୪ ମସିହାରେ ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଆବିଷ୍କାର ହେବା ପରଠାରୁ ମାନବ ଜାତିର ୨୦୦ ବର୍ଷରୁ ଅଧିକ ପୁରୁଣା ଇତିହାସ ରହିଛି। ସେହି ସମୟରେ ବହୁତ କମ୍ ବିରଳ-ପୃଥିବୀ ଖଣିଜ ପଦାର୍ଥ ମିଳୁଥିବାରୁ, ରାସାୟନିକ ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା କେବଳ ଅଳ୍ପ ପରିମାଣର ଜଳ-ଅଦ୍ରବଣୀୟ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ମିଳିପାରୁଥିଲା। ଐତିହାସିକ ଭାବରେ, ଏହିପରି ଅକ୍ସାଇଡ୍ଗୁଡ଼ିକୁ ଅଭ୍ୟାସଗତ ଭାବରେ "ପୃଥିବୀ" କୁହାଯାଉଥିଲା, ତେଣୁ ଏହାର ନାମ ବିରଳ ପୃଥିବୀ।
ପ୍ରକୃତରେ, ବିରଳ-ପୃଥିବୀ ଖଣିଜ ପ୍ରକୃତିରେ ବିରଳ ନୁହେଁ। ବିରଳ ପୃଥିବୀ ପୃଥିବୀ ନୁହେଁ, ବରଂ ଏକ ସାଧାରଣ ଧାତୁ ଉପାଦାନ। ଏହାର ସକ୍ରିୟ ପ୍ରକାର କ୍ଷାରୀୟ ଧାତୁ ଏବଂ କ୍ଷାରୀୟ ପୃଥିବୀ ଧାତୁ ପରେ ଦ୍ୱିତୀୟ ସ୍ଥାନରେ ଅଛି। ସାଧାରଣ ତମ୍ବା, ଦସ୍ତା, କୋବାଲ୍ଟ ଏବଂ ନିକେଲ ଅପେକ୍ଷା ଭୂତ୍ୱକ୍ରେ ଏଗୁଡ଼ିକର ପରିମାଣ ଅଧିକ ଥାଏ।
ବର୍ତ୍ତମାନ, ବିରଳ ପୃଥିବୀ ବିଭିନ୍ନ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଯେପରିକି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ, ପେଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ସ, ଧାତୁ ବିଜ୍ଞାନ ଇତ୍ୟାଦିରେ ବହୁଳ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହେଉଛି। ପ୍ରାୟ ପ୍ରତି 3-5 ବର୍ଷରେ, ବୈଜ୍ଞାନିକମାନେ ବିରଳ ପୃଥିବୀର ନୂତନ ବ୍ୟବହାର ଆବିଷ୍କାର କରିବାରେ ସକ୍ଷମ ହେଉଛନ୍ତି, ଏବଂ ପ୍ରତି ଛଅଟି ଉଦ୍ଭାବନ ମଧ୍ୟରୁ, ବିରଳ ପୃଥିବୀ ବିନା କେହି ଚାଲିପାରିବେ ନାହିଁ।
ଚୀନ୍ ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଖଣିଜ ପଦାର୍ଥରେ ଭରପୂର, ତିନୋଟି ବିଶ୍ୱ ରାଙ୍କିଂରେ ପ୍ରଥମ ସ୍ଥାନରେ ରହିଛି: ସଂରକ୍ଷଣ, ଉତ୍ପାଦନ ସ୍କେଲ ଏବଂ ରପ୍ତାନି ପରିମାଣ। ସେହି ସମୟରେ, ଚୀନ୍ ଏକମାତ୍ର ଦେଶ ଯାହା ସମସ୍ତ 17 ଟି ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଧାତୁ, ବିଶେଷକରି ମଧ୍ୟମ ଏବଂ ଭାରୀ ବିରଳ ପୃଥିବୀକୁ ଅତ୍ୟନ୍ତ ପ୍ରମୁଖ ସାମରିକ ପ୍ରୟୋଗ ସହିତ ଯୋଗାଇପାରେ।
ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଉପାଦାନ ଗଠନ
ରାସାୟନିକ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ପର୍ଯ୍ୟାୟ ସାରଣୀରେ ଥିବା ଲାନ୍ଥାନାଇଡ୍ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ଦ୍ୱାରା ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ଗଠିତ:ଲାନ୍ଥାନମ୍(ଲା),ସେରିୟମ୍(ସି),ପ୍ରାସୋଡିମିୟମ୍(ପ୍ର),ନିଓଡିମିୟମ୍(Nd), ପ୍ରୋମେଥିୟମ (Pm),ସାମାରିୟମ(ସ୍ମି),ୟୁରୋପିୟମ୍(ୟୁ),ଗାଡୋଲିନିୟମ୍(ଗୁରୁ),ଟର୍ବିୟମ୍(ଟିବି),ଡିସପ୍ରୋସିଅମ୍(ଡାଏ),ହୋଲମିୟମ୍(ହୋ),ଏର୍ବିୟମ୍(ଏର),ଥୁଲିୟମ୍(ଟିଏମ୍),ୟଟରବିୟମ୍(Yb),ଲ୍ୟୁଟେସିୟମ୍(ଲୁ), ଏବଂ ଲାଣ୍ଟାନାଇଡ୍ ସହିତ ଘନିଷ୍ଠ ଭାବରେ ଜଡିତ ଦୁଇଟି ଉପାଦାନ:ସ୍କାନଡିୟମ୍(Sc) ଏବଂୟିଟ୍ରିଅମ୍(Y)।
ଏହାକୁ କୁହାଯାଏରେଅର ଆର୍ଥ, ଯାହାକୁ ସଂକ୍ଷେପରେ ବିରଳ ପୃଥିବୀ କୁହାଯାଏ।
ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଉପାଦାନର ବର୍ଗୀକରଣ
ମୌଳିକଗୁଡ଼ିକର ଭୌତିକ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗୁଣ ଦ୍ୱାରା ବର୍ଗୀକରଣ:
ହାଲୁକା ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଉପାଦାନ:ସ୍କାଣ୍ଡିୟମ୍, ୟ୍ଟ୍ରିଅମ୍, ଲାନଥାନମ୍, ସିରିୟମ୍, ପ୍ରେସୋଡିୟମ୍, ନେଓଡିୟମ୍, ପ୍ରୋମେଟିୟମ୍, ସମାରିୟମ୍, ୟୁରୋପିୟମ୍ |
ଭାରୀ ଦୁର୍ଲଭ ପୃଥିବୀ ଉପାଦାନ:ଗାଡୋଲିନିୟମ୍, ଟେର୍ବିୟମ୍, ଡିସପ୍ରୋସିୟମ୍, ହୋଲମିୟମ୍, ଏରବିୟମ୍, ଥୁଲିୟମ୍, ୟ୍ଟର୍ବିୟମ୍, ଲୁଟେଟିୟମ୍
ଖଣିଜ ଗୁଣାବଳୀ ଅନୁସାରେ ବର୍ଗୀକୃତ:
ସେରିୟମ୍ ଗୋଷ୍ଠୀ:ଲାନ୍ଥାନମ୍, ସେରିୟମ୍, ପ୍ରସୋଡିମିୟମ୍, ନିଓଡିମିୟମ୍, ପ୍ରୋମିଥିୟମ୍, ସାମାରିୟମ, ୟୁରୋପିୟମ୍
ୟିଟ୍ରିୟମ୍ ଗୋଷ୍ଠୀ:ଗ୍ୟାଡୋଲିନିୟମ୍, ଟେର୍ବିୟମ୍, ଡିସପ୍ରୋସିୟମ୍, ହୋଲମିୟମ୍, ଏର୍ବିୟମ୍, ଥୁଲିୟମ୍, ୟ୍ଟର୍ବିୟମ୍, ଲୁଟେଟିୟମ୍, ସ୍କାଣ୍ଡିୟମ୍, ୟ୍ଟ୍ରିଅମ୍
ନିଷ୍କାସନ ପୃଥକୀକରଣ ଦ୍ୱାରା ବର୍ଗୀକରଣ:
ହାଲୁକା ବିରଳ ପୃଥିବୀ (P204 ଦୁର୍ବଳ ଅମ୍ଳତା ନିଷ୍କାସନ): ଲାନ୍ଥାନମ୍, ସେରିୟମ୍, ପ୍ରାସୋଡିମିୟମ୍, ନିଓଡିମିୟମ୍
ମଧ୍ୟମ ବିରଳ ପୃଥିବୀ (P204 କମ୍ ଏସିଡିଟି ନିଷ୍କାସନ):ସାମାରିୟମ, ୟୁରୋପିୟମ, ଗାଡୋଲିନିୟମ, ଟେରବିୟମ, ଡିସପ୍ରୋସିୟମ
ଭାରୀ ବିରଳ ପୃଥିବୀ (P204 ରେ ଅମ୍ଳତା ନିଷ୍କାସନ):ହୋଲମିୟମ୍, ଏର୍ବିୟମ୍, ଥୁଲିୟମ୍, ୟ୍ଟର୍ବିୟମ୍, ଲୁଟେଟିୟମ୍, ୟ୍ଟ୍ରିଅମ୍ |
ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଉପାଦାନର ଗୁଣ
ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର 50 ରୁ ଅଧିକ କାର୍ଯ୍ୟ ସେମାନଙ୍କର ଅନନ୍ୟ 4f ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଗଠନ ସହିତ ଜଡିତ, ଯାହା ସେମାନଙ୍କୁ ପାରମ୍ପରିକ ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ପ୍ରଯୁକ୍ତି ନୂତନ ସାମଗ୍ରୀ କ୍ଷେତ୍ରରେ ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ କରିଥାଏ।
4f ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ କକ୍ଷପଥ
୧. ଭୌତିକ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗୁଣ
★ ସ୍ପଷ୍ଟ ଧାତୁ ଗୁଣ ଅଛି; ଏହା ରୂପା ଧୂସର ରଙ୍ଗର, praseodymium ଏବଂ neodymium ବ୍ୟତୀତ, ଏହା ହାଲୁକା ହଳଦିଆ ଦେଖାଯାଏ।
★ ରିଚ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ରଙ୍ଗ
★ ଅଧାତୁ ସହିତ ସ୍ଥିର ଯୌଗିକ ଗଠନ କରନ୍ତୁ
★ ମେଟାଲ୍ ଲାଇଭଲି
★ ବାୟୁରେ ଅକ୍ସିଡାଇଜ୍ ହେବା ସହଜ
୨ ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଗୁଣଧର୍ମ
★ ଅପୂର୍ଣ୍ଣ 4f ଉପସ୍ତର, ଯେଉଁଠାରେ 4f ଇଲେକ୍ଟ୍ରନଗୁଡ଼ିକ ବାହ୍ୟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ ଦ୍ୱାରା ପରିଚାଳିତ ହୋଇଥାଏ, ଯାହା ଫଳରେ ବିଭିନ୍ନ ବର୍ଣ୍ଣାଳୀ ପଦ ଏବଂ ଶକ୍ତି ସ୍ତର ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ।
ଯେତେବେଳେ 4f ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୁଏ, ସେମାନେ ଇନଫ୍ରାରେଡ୍ ଅଞ୍ଚଳକୁ ଦୃଶ୍ୟମାନ ଅଲ୍ଟ୍ରାଭାୟୋଲେଟ୍ ରୁ ବିଭିନ୍ନ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟର ବିକିରଣ ଶୋଷଣ କିମ୍ବା ନିର୍ଗତ କରିପାରନ୍ତି, ଯାହା ସେମାନଙ୍କୁ ଉଜ୍ଜ୍ୱଳ ପଦାର୍ଥ ଭାବରେ ଉପଯୁକ୍ତ କରିଥାଏ।
★ ଭଲ ପରିବାହୀତା, ବୈଦ୍ୟୁତିକ ବିଶ୍ଳେଷଣ ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଧାତୁ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବାରେ ସକ୍ଷମ।
ନୂତନ ସାମଗ୍ରୀରେ ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଉପାଦାନର 4f ଇଲେକ୍ଟ୍ରନର ଭୂମିକା
୧.୪f ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ବ୍ୟବହାର କରୁଥିବା ସାମଗ୍ରୀ
★ 4f ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ପିନ୍ ବ୍ୟବସ୍ଥା:ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଚୁମ୍ବକତ୍ୱ ଭାବରେ ପ୍ରକାଶିତ - ସ୍ଥାୟୀ ଚୁମ୍ବକ ସାମଗ୍ରୀ, MRI ଇମେଜିଂ ସାମଗ୍ରୀ, ଚୁମ୍ବକୀୟ ସେନ୍ସର, ସୁପରକଣ୍ଡକ୍ଟର, ଇତ୍ୟାଦି ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ
★ 4f କକ୍ଷପଥ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ପରିବର୍ତ୍ତନ: ଉଜ୍ଜ୍ୱଳତା ଗୁଣ ଭାବରେ ପ୍ରକାଶିତ - ଫସଫର, ଇନଫ୍ରାରେଡ ଲେଜର, ଫାଇବର ଆମ୍ପ୍ଲିଫାୟର, ଇତ୍ୟାଦି ଭଳି ଉଜ୍ଜ୍ୱଳତା ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ।
4f ଶକ୍ତି ସ୍ତର ମାର୍ଗଦର୍ଶିକା ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ପରିବର୍ତ୍ତନ: ରଙ୍ଗ ଗୁଣ ଭାବରେ ପ୍ରକାଶିତ - ହଟ୍ ସ୍ପଟ୍ ଉପାଦାନ, ରଙ୍ଗଦ୍ରବ୍ୟ, ସିରାମିକ୍ ତେଲ, କାଚ, ଇତ୍ୟାଦିର ରଙ୍ଗ ଏବଂ ରଙ୍ଗ ପରିବର୍ତ୍ତନ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ।
2, ଆୟନିକ ବ୍ୟାସାର୍ଦ୍ଧ, ଚାର୍ଜ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗୁଣ ବ୍ୟବହାର କରି ପରୋକ୍ଷ ଭାବରେ 4f ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ ସହିତ ଜଡିତ।
★ ପରମାଣୁ ଗୁଣ:
କ୍ଷୁଦ୍ର ତାପଜ ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍ ଅବଶୋଷଣ କ୍ରସ୍ ସେକ୍ସନ୍ - ପରମାଣୁ ରିଆକ୍ଟର ଇତ୍ୟାଦିର ଗଠନମୂଳକ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ।
ବଡ଼ ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍ ଅବଶୋଷଣ କ୍ରସ୍ ସେକ୍ସନ୍ - ପରମାଣୁ ରିଆକ୍ଟର ଇତ୍ୟାଦିର ସାମଗ୍ରୀକୁ ସୁରକ୍ଷା ଦେବା ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ।
★ ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଆୟନିକ୍ ବ୍ୟାସାର୍ଦ୍ଧ, ଚାର୍ଜ, ଭୌତିକ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗୁଣ:
ଜାଲି ତ୍ରୁଟି, ସମାନ ଆୟନିକ୍ ବ୍ୟାସାର୍ଦ୍ଧ, ରାସାୟନିକ ଗୁଣ, ଭିନ୍ନ ଚାର୍ଜ - ଗରମ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ, ଉତ୍ତପ୍ତକ, ସେନ୍ସିଂ ଉପାଦାନ, ଇତ୍ୟାଦି।
ଗଠନାତ୍ମକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟତା - ହାଇଡ୍ରୋଜେନ ସଂରକ୍ଷଣ ମିଶ୍ରଧାତୁ କ୍ୟାଥୋଡ ସାମଗ୍ରୀ, ମାଇକ୍ରୋୱେଭ ଅବଶୋଷଣ ସାମଗ୍ରୀ, ଇତ୍ୟାଦି ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ।
ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଏବଂ ଡାଇଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଗୁଣ - ହାଲୁକା ମଡ୍ୟୁଲେସନ୍ ସାମଗ୍ରୀ, ସ୍ୱଚ୍ଛ ମାଟି ମାଟି ଇତ୍ୟାଦି ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଜୁଲାଇ-୦୬-୨୦୨୩