Nadir toprak elementi

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Gezinti kısmına atla Arama kısmına atla
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[değiştir | kaynağı değiştir]

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[değiştir | kaynağı değiştir]

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[değiştir | kaynağı değiştir]

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 numarası Sembolü Element adı
57 La Lantan
58 Ce Seryum
59 Pr Praseodim
60 Nd Neodimyum
61 Pm Prometyum
62 Sm Samaryum
63 Eu Evropiyum
64 Gd Gadolinyum
65 Tb Terbiyum
66 Dy Disprozyum
67 Ho Holmiyum
68 Er Erbiyum
69 Tm Tulyum
70 Yb İterbiyum
71 Lu Lutesyum
39 Y İtriyum
21 Sc Skandiyum

Mineralleri[değiştir | kaynağı değiştir]

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'dan 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[değiştir | kaynağı değiştir]

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[değiştir | kaynağı değiştir]

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 numarası Sembolü Element adı Başılca kullanım alanı
21 Sc Skandiyum Havacılık endüstrisinde hafif alüminyum-skandiyum alaşımı üretiminde, metal halide lambası ve civa buharlı lamba üretiminde
39 Y İtriyum Lazerlerde , yüksek sıcaklık süperiletkenlerinde, LCD ve LED ekranlarda, bujilerde, enerji tasarruflu lamba üretiminde
57 La Lantan Çelik endüstrisinde, yüksek kırılma indeksine ve alkaliye karşı dayanıklı cam üretiminde, çakmaktaşı üretiminde, hidrojen depolamada, pil elektrotlarında, kamera lenslerinde
58 Ce Seryum Kimyasal oksidan olarak, cam ve seramiğe sarı rengi vermede, kendi kendini temizleyen fırınlarda katalizör olarak, petrol rafinerilerinde sıvı katalitik parçalma katalizörü olarak, çakmaktaşı üretiminde
59 Pr Praseodim Nadir toprak mıknatıslarında, lazerlerde, karbon ark lambalarında, cam ve emayelerde renklendirici olarak, kaynak gözlüğü üretiminde
60 Nd Neodimyum Nadir toprak mıknatıslarında, lazerlerde, cam ve seramiğe mor rengi vermede, kaynak gözlüğü üretiminde, seramik kondansatörlerde
61 Pm Prometyum Nükleer bataryalarda
62 Sm Samaryum Nadir toprak mıknatıslarında, lazerlerde, nötron yakalamada, maserlerde
63 Eu Evropiyum Kırmızı ve mavi fosfor üretiminde, lazerlerde, civa buharlı lambalarda, florasan lambalarda
64 Gd Gadolinyum Nadir toprak mıknatıslarında, yüksek kırılma indeksine sahip cam ve garnet üretiminde, lazerlerde, x-ray tüplerinde, bilgisayar belleklerinde, nötron yakalamada, manyetik rezonans görüntüleme kontrast maddelerinde
65 Tb Terbiyum Yeşil fosfor üretiminde, lazerlerde, florasan lambalarda, Terfenol-D
66 Dy Disprozyum Nadir toprak mıknatıslarında, lazerlerde, Terfenol-D
67 Ho Holmiyum Lazerlerde, mıknatıslarda
68 Er Erbiyum Kızılötesi lazerlerde, vanadyum çeliği üretiminde, fiber optik teknolojisinde
69 Tm Tulyum Taşınabilir x-ray cihazlarında, metal halide lambalarında, lazerlerde
70 Yb İterbiyum Kızılötesi lazerlerde, alev topu üretiminde, paslanmaz çelik üretiminde, nükleer tıpta
71 Lu Lutesyum Pozitron emisyon tomogrofisinde, yüksek kırılma indeksine sahip cam üretiminde

Ayrıca bakınız[değiştir | kaynağı değiştir]

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

  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[değiştir | kaynağı değiştir]