Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 41. 10 november 1953 - De sällsynta jordartsmetallerna
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
10 november 1953
849
De sällsynta jordartsmetallerna
Det finns en grupp av 15 element med
atomnumren 57—71, som har mycket snarlika
kemiska egenskaper och som det därför är svårt att
skilja från varandra. Gruppen har kallats
sällsynta jordartsmetaller eller på senare tid
lan-tanider, inte därför att de förekommer särskilt
sparsamt i jordskorpan (den vanligaste av dem,
cerium, finns i större mängd än tenn, kadmium,
kvicksilver m.fl.) utan därför att de på grund
av framställningssvårigheter tidigare inte haft
större teknisk användning. En naturlig
blandning av dem utnyttjas sedan ganska lång tid
tillbaka som tändmetall i elddon, och praktiskt
taget ren ceriumoxid användes i glödstrumpor
för gaslyktor.
Under de senaste åren har situationen
emellertid förändrats. Dels har man funnit
separeringsmetoder för sällsynta jordartsmetaller, soin är
enklare och snabbare än de tidigare använda,
mycket mödosamma omkristalliseringarna av
salter, dels har lantaniderna visat sig värdefulla
bl.a. som komponenter i lättmetallegeringar och
i stål. Möjligheterna att skilja lantaniderna från
varandra i teknisk skala och öppnandet av nya
användningsområden för dem har givetvis ökat
deras industriella betydelse.
Egenskaper och förekomst
Att lantaniderna alla har mycket snarlika
kemiska egenskaper beror på att deras atomers
yttersta elektronskal, som består av
valenselektroner, har samma byggnad. De innehåller
nämligen två 6s- och en 5d-elektron (Tekn. T. 1949
s. 181). Skillnaden mellan elementens atomer
består i kärnans massa och laddning samt i
antalet ^/-elektroner. Lantanidernas egenskaper är
alltjämt ofullständigt kända; några av dem har
sammanfattats i tabell l4.
Avvikelser från de i tabellen angivna antalen
4/-elektroner har erhållits vid bestämning av
elektronskalens struktur ur emissionsspektra, men
de kan bero på att atomerna under de använda
försöksbetingelserna inte återtagit grundtillstånd
vid ljusemissionen (Tekn. T. 1949 s. 189).
Då 6s- och 5d-elektronerna fungerar som
valenselektroner är alla lantaniderna trevärda i
sina föreningar. Några av dem förekommer
dessutom som två- eller fyrvärda. Orsaken härtill
anses vara att atomstrukturer med ingen, sju
eller fjorton ^/-elektroner är stabilare än de
546.6S/.66
övriga. Sålunda kan cerium med en ^/-elektron,
bli fyrvärt genom att denna övergår till en
5cf-elektron. På samma sätt kan terbium med
åtta ^/-elektroner bli fyrvärt varvid den något
stabilare strukturen med sju ^/-elektroner
uppstår. Praseodym med två ^/-elektroner kan
uppträda fyr- och femvärt.
Samarium och europium med fem resp. sex
^/-elektroner kan närma sig en stabilare
atomstruktur genom att 5c/-elektronen övergår till en
^/-elektron. De kan därför också vara tvåvärda.
Ytterbium med 13 ^/-elektroner kan bli tvåvärt
av samma orsak. Föreningar, i vilka
lantaniderna är annat än trevärda, är emellertid i regel
mycket obeständiga och alltid mindre stabila än
de i vilka elementen är trevärda. Före 1939 var
bara föreningar av fyrvärt cerium och oxider
ined två-, fyr- eller femvärd lantanid kända.
Bara en del av lantaniderna har hittills
erhållits i ren form; därför förekommer i litteraturen
olika uppgifter på metallernas specifika vikt
och smältpunkt. Den senare torde vara
relativt låg för alla elementen. Metallerna oxideras
lätt i luft; deras reaktivitet tycks avta med
stigande atomnummer. Lantan är sålunda den enda
som angrips av kallt vatten.
Den viktigaste råvarukällan för lantaniderna är
monazit, som förekommer i form av sandlager
(Tekn. T. 1953 s. 694). Flera andra mineral, som
finns i USA, Brasilien, Skandinavien, Australien,
på Grönland och i Ural, är emellertid också
användbara råvaror. Skandium och yttrium finns
ofta tillsammans med lantaniderna i mineral. Då
de kemiskt är mycket lika lantaniderna brukar
de räknas till de sällsynta jordartsmetallerna
fastän de är övergångselement (Tekn. T. 1949
s. 184). Detsamma gäller strängt taget för
lutetium.
Vanligast av lantaniderna är cerium och mest
sällsynt prometheum (tab. 1), som hittills inte
hittats i naturen. Det senare har påvisats bland
urans klyvningsprodukter och har framställts
genom neutronbestrålning av neodym.
På grund av separeringssvårigheter har man tills
helt nyligen i industriell skala framställt endast
en blandning av lantanidmetaller sådan den fås
ur malmen. Tyskarna har kallat denna legering
"Mischmetall", en term som fått internationell
användning. Legeringen innehåller 45—50 %
cerium, 22—25 % lantan, 15—17 % neodym,
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
