“王牌”稀土的世界格局

原创来自于：公众号有研识泰山

名字中虽有个“土”字，但稀土并不是土，而是元素周期表中的镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇，共17种金属元素的总称。其中有15个都属于镧系元素（下表浅绿色）。

1794年，芬兰化学家加多林最早发现“钇”。当时认为这种矿物在地壳中的存量很少，只能用化学法制得少量不溶于水的氧化物，因而称之为稀土（rare earth）。
从钇的横空出世，到1947年最终分离出钷，经过长达150多年的时间，全部17种稀土元素才大白于天下。

研究者们逐渐发现，稀土并不“稀”。2019年全球稀土储备量为1.2亿吨，与目前全球稀土市场产量对比来看，稀土资源虽然很珍贵但并不算稀缺。就地壳中的丰度来说，最高的铈与铜接近，最低的镥比金也还要高出200倍。
只不过，稀土元素高度富集成具有经济开采价值的矿藏，还是需要种种条件和自然的造化巧合的。

第六八五天，1869年，俄国化学家门捷列夫发现各种元素的性质有周期性的变化。根据这种变化，他将已知的元素排了一个元素周期表，在这张表上出现的元素共有63个。

可是这位科学家清楚地知道，还有好多元素等待着我们去发现。因为在周期表上有许多“座位”还空着。门捷列夫还特意预言了3个元素，将它们的物理性质和化学性质详细地列了出来。果然，不出20年，这3个元素都被找到了，它们的性质和门捷列夫预言的一模一样。
　　光谱分析技术的出现，掀起了一个寻找新元素的热潮，世界各地的海水、河水、各种各样的矿石、各处的土壤都被放在光谱分析仪前面分析，新元素像雨后春笋一样接二连三地出现了。到20世纪40年代以前，元素周期表上已出现了92号元素，除第43、61、85、87这4个“座位”还空着以外，周期表已排得满满的了。于是有人想，也许92号元素铀已经是最后一个元素了。
　　正当化学家到处搜索仍然一无所获，感到山穷水尽的时候，物理学家却从实验室中接二连三地制造出了许多新元素。1937年制得了第43号元素锝，1939年制得了87号元素钫，1940年制得了85号元素砹。在发现砹以后，几年时间过去了，6l号元素仍然踪影全无。直到1945年人们才从铀核裂变产物中发现这一元素，并命名为钷，也是用人工方法制得的。这样一来，4个空着的座位全部填满了。1940年，人们制出了93号元素镎和94号元素钚，在这之后，每隔几年就会有元素从实验室中制出来：1954年，出现了100号元素镄；1970年，105号元素也出现了；106号元素是在1974年发现的，它还没有中文名，符号为UNH；1976年，苏联合成了107号元素。
　　那么，元素的这张名单，到底有没有个尽头？会不会再有新元素出现呢？人们认为，新元素还可能继续被发现，不过发现新元素的工作变得越来越困难了。
　　原来，从93号元素开始，之后发现的这些元素都是人造的放射性元素。放射性元素有一个奇怪的脾气，就是善变，它在放置过程中，一边不断地放射出各种射线，一边就变成别的元素了。这种把戏有的变得快，有的变得慢，化学家是用半衰期来衡量它们的。什么叫半衰期呢？就是放射性元素使自己原子数目的一半蜕变成别的元素所需要的时间，人们从人造的这些元素中发现一个规律：元素序号越大，它的半衰期就越短，比如98号元素锎，它的半衰期有470年，99号元素锿只有19.3日，100号元素镄是15小时，101号元素钔大约30分钟，103号元素镑只有约8秒钟，而107号元素的半衰期竟不到1毫秒（1秒=1 000毫秒），110号元素的半衰期预计仅一百亿分之一秒左右。要发现半衰期更短的新元素，以今天的科学技术水平来说，是相当困难的。
　　近年来出现了一种理论，根据这种理论，有人预言：在尚未发现的超重元素中，存在着一些孤立的稳定元素，比如第108、114、126、164号元素就是这样的稳定元素，当然，这种理论究竟是否正确，还有待实践来证明。

【午间丨#学长小百科# ：轻稀土/中度稀土】轻稀土：包括：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕七种稀土元素（也有一种分法是镧、铈、镨和钕，在地壳中的含量更多）的总称。也称铈族稀土。轻稀土含量高，在冶金、陶瓷、化工、电子、医疗、超导等领域发挥着巨大作用。

中稀土：钐、铕、钆、铽、镝；重稀土：钬、铕、铒、铥、镱、镥、钇。也称钇族稀土。中重稀土资源稀缺，可用于航天、军事、国防及新材料合成等高科技领域，价格昂贵，可替代性小。