1. יסודות נדירים Rare Earth Elements
קלריטה ואפרים
מצגות
יסודות נדירים
Rare Earth Elements

2. יסודות נדירים
IUPAC מגדירה כ"יסודות נדירים" או "מתכות נדירות" (באנגלית Rare Earth Elements או (Rare Earth Metals
את 15 היסודות מקבוצת הלנתנידים (מס' אטומי 57-71) ובנוסף להם גם את הסקנדיום והאיטריום, הקרובים לקבוצה זו בטבלה המחזורית ודומים לה בתכונותיהם, ואשר נוטים להופיע בעפרות הכרייה ביחד עם הלנתנידים.
למרות שמם, ניתן למצוא את היסודות הנדירים בשפע יחסי בקרום כדור הארץ, אולם בגלל תכונותיהם
הגאוכימיות, הם מפוזרים ואינם מרוכזים במקום אחד שהוא נוח להפקה ולמיצוי, ועל כן הם יקרים יחסית.
גם בארץ ניתן למצוא יסודות אלה, אבל בכמויות קטנות מאד.
לנתידים
קבוצת הלנתנידים היא קבוצה של 15 מתכות מעבר, עם מספרים אטומיים של 57-71, מלנתן ועד לוטציום.
אצל כל הלנתנידים חוץ מלוטציום, ענן האלקטרונים שמתמלא הוא ענן האלקטרונים .f
הקבוצה קרויה על שמו של היסוד הראשון בקבוצה, לנתן. כל הלנתנידים דומים מאוד ללנתן. הם מבריקים וצבעם כסוף-לבן, והם מתכהים בחשיפה לאוויר. רבים מהם משמשים להכנת פלדה, ויש להם נקודות היתוך ורתיחה גבוהות. הם רכים באופן יחסי, אבל ככל שהמספר האטומי גדל כך גם הם פחות רכים.
הלנתנידים ממוקמים מתחת לגוף המרכזי של הטבלה המחזורית. הם משמשים ברובם בהיקף נרחב בלייזרים.

3. היסטוריה וגילוי הטבלה המחזורית
היסודות הנדירים התגלו לראשונה בשנת 1787 עם גילוי המינרל איטרביט (ytterbite) אשר שמו שונה מאוחר יותר לגדוליניט, על ידי קרל אקסל ארניוס בתוך עפרה שנחצבה במכרה ליד הכפר איטרבי בשבדיה.
הטבלה המחזורית

4. עד שנת 1803 בודדו וזוהו שני יסודות חדשים מתוך העפרה: איטריום וצריום, אולם לחוקרים נדרשו 30 שנים נוספות כדי לזהות יסודות נוספים.
שכיחות יחסית של יסודות: אדום-מתכות תעשייתיות עיקריות, סגול-מתכות יקרות, כחול-יסודות נדירים. רקע צהוב-מתכות נדירות.

5. בשנת 1839 הופקו לראשונה תחמוצות של יסודות חדשים, אולם רק בשנת 1842 הוכרז באופן רשמי על הגילוי והמיצוי הטהור של שישה יסודות חדשים: איטריום, צריום, לנתן, דידימיום, ארביום וטרביום, אשר שמות כולם גזורים משמה של העיירה אשר בקרבתה נמצאו.
במשך 30 השנים הבאות לא התגלו יסודות נוספים. בשנת 1879 התגלה באמצעות ספקטרוסקופיה כי היסוד דידימיום מכיל מספר קוים ספקטרלים חדשים כלומר מורכב מיסודות נוספים אשר לא התגלו. באותה השנה התגלה היסוד החדש סמריום כמרכיב של המינרל סמרסקיט. בשנת 1886 התגלה יסוד נוסף מתוך המינרל ונקרא גדוליניום על שמו של חוקר עפרות האיטרביט הראשון.
סדרת מחקרים ספקטרוסקופים נוספים שנערכו בין השנים 1886 עד 1901 העלו את האפשרות לקיומו של יסוד נוסף, ובשנת 1901 הוכרז על גילויו של היסוד אירופיום. בשלב זה טרם הוסכם בין החוקרים על מספרם המדויק של היסודות הנדירים הקיימים, אך ההערכות הגיעו למספר מקסימלי של 25 יסודות כאלו. הכנסת השימוש בספקטרוסקופיה בעזרת קרני רנטגן איפשר לקבוע באופן מוחלט את כמות הלנתנידים על 15 באמצעות קביעת מספרם האטומי.
במהלך שנות ה-40 של המאה העשרים פותח בארצות הברית במסגרת פרויקט מנהטן, תהליך טכנולוגי של החלפת יונים אשר איפשר להפריד ולזקק יסודות נדירים. בראשונה נעשה שימוש בטכניקה זו בקבוצת האקטינידים לצורך הפרדת פלוטוניום 239 ונפטוניום מתוך אורניום, תוריום ואקטיניום. הטכנולוגיה החדשה והיעילה להפרדת החומרים איפשרה את הכנסת היסודות הנדירים לשימוש תעשייתי ובמהלך עשרות השנים הבאות פותחו טכנולוגיות הפרדה ומיצוי נוספות אשר איפשרו את הרחבת השימוש בחומרים הללו לצרכים תעשייתיים ומסחריים.

6. הפקה
עד שנת 1948 רוב ההפקה של יסודות נדירים התבצעה בהודו וברזיל מתוך מאגרי חול. בשנות ה-50 תפסה דרום אפריקה את מקומה כמקור העיקרי לחומרים אלה לאחר שמרבץ גדול של המינרל מונזיט התגלה בה. בשנות ה-60 ועד שנות ה-80 שימשה ארצות הברית כמפיקה העיקרית של יסודות נדירים מתוך "מכרה מעבר ההרים" בקליפורניה.
כיום, לאחר הידלדלות המקורות הללו משמשת סין כמפיקה העיקרית של יסודות נדירים, כאשר 97% מן התפוקה העולמית מקורם במכרות באזור מונגוליה הפנימית שבשטחה, וזאת למרות שמדובר רק ב-37% מן העתודות המוכחות של החומרים.
Satellite image of the Mountain Pass mine and vicinity, The mine and plant are located just north of Interstate 15. The bright green areas at left center are settling ponds for the mine's wastewater.

7. הגידול בדרישה התעשייתית ליסודות הנדירים שבאה כתוצאה מעליה בשימוש בהם, מציבה אתגר ייחודי להפקתם במטרה להימנע מיצירת תלות באספקת החומרים מסין. מדינות רבות בעולם החלו להשקיע בשנים האחרונות משאבים רבים במחקרים לגילוי ופיתוח של אתרי הפקה חדשים על מנת להימנע מן התלות הזו, אשר עלולה לשתק ואו להפחית את התפוקה במגזרי יצור רבים ובעיקר בתחומי הטכנולוגיה העילית.
מחזור
מקור נוסף להפקת יסודות נדירים שהתפתח מתוך הצורך והאילוצים כאמור לעיל הוא חילוץ והפקת החומרים מתוך פסולת של מכשירים אלקטרונים שיצאו משימוש. טכנולוגיות חדשות של מחזור אשר נכנסו לשימוש ביפן מאפשרות על פי הערכה הפקה של כ-300,000 טון של יסודות נדירים לשימוש חוזר.
Molycorp rare-earth mine and processing facilities - Mountain Pass, California, USA

8. הפקת יסודות נדירים בין השנים ועליית חלקה היחסי של סין עד כדי שליטה עולמית מוחלטת על הכמות המופקת בעשור הראשון של המאה ה-21

9. יסודות נדירים: אינפוגרפיקה, מפת היצע וביקוש, ועוד מידע
מאת מאיר
17 היסודות הנדירים נחוצים כמעט לכל מכשיר אלקטרוני שאתם מכירים. החל מטלפונים סלולרים, מסכי מחשב וטלוויזיה ובטריות נטענות. למה אומרים שהם נדירים? ובכן, זה לא בגלל שיש מעט מהם. להיפך, יש אותם בשפע. הבעיה היא שהם מפוזרים על פני שטח [במקום שיהיו מרוכזים ונוחים לכרייה והפקה], והבעיה השנייה היא שרובם נמצאים בסין. האינפוגרפיקה הבאה מסבירה את התמונה הגדולה.

10. "There is Oil in the Middle East; there is Rare Earths in China" ~ Former Chinese Premier and statesman Deng Xioaping ( ) who initiated the modernization of China after the disastrous Cultural Revolution of Mao Zedong declared in 1992.

11. A satellite image of the rare-earth mineral tailings lake in Baotou, China.

12. 35F--לייטנינג II, המטוס החמקן האמריקאי
יצורו תלוי ברצונה הטוב של סין למכור לארה"ב את העופרות הנדירות הדרושות...

14. פירוט העופרות הנדירות

15. סקנדיום Scandium) ) הוא יסוד כימי שסמלו הכימי Sc ומספרו האטומי 21.
תכונות
סקנדיום הוא מתכת מעבר, רכה, לבנה-כסופה ומאוד קלה. כשנחשף לאוויר, סקנדיום מתעטף במעטפת צהבהבה או ורודה. סקנדיום יותר דומה לאיטריום ומתכות נדירות אחרות מאשר לאלומיניום או טיטניום (שיותר קרובים אליו בטבלה המחזורית). דרגת החימצון הנפוצה ביותר של סקנדיום היא 3+. סקנדיום עמיד בפני חומצות כמו חומצה חנקתית HNO3 וחומצה פלואורית HF. אבקה מתכתית של סקנדיום מתלקחת במהירות הבזק.
שימושים
בארצות הברית משתמשים מדי שנה ב-20 קילוגרם בקירוב של תחמוצת סקנדיום (Sc2O3) בייצור מנורות חזקות במיוחד. סקנדיום יודי מוסף למנורות כספית ומפיק אור חזק מלאכותי שמזכיר את אור השמש. בכל העולם משתמשים מדי שנה ב-80 קילוגרם בקירוב בייצור נורות. האיזוטופ הרדיואקטיבי Sc 46 משמש בבתי זיקוק של שמן כסמן רדיואקטיבי. שימוש אחר של סקנדיום הוא בסגסוגת יחד עם אלומיניום, שאיתה בונים מטוסים, שלדות לאופניים, מחבט בייסבול וכדומה. כשסקנדיום מוסף לאלומיניום, הוא מחזק אותו (גם בטמפרטורות גבוהות) ומגביר את גמישותו. כמו כן, סקנדיום מונע סדקים שנוצרים בריתוך בסגסוגות אלומיניום.

16. היסטוריה
סקנדיום (בלטינית Scandia מילה שפירושה סקנדינביה) זוהה על ידי לרס פרדריק נילסון ב-1879 בזמן שהוא וקבוצתו חיפשו אחר מתכות אדמה נדירות. נילסון השתמש בניתוח ספקטרום כדי למצוא את היסודות הנמצאים במינרלים אוקסניט (euxenite) וגדוליניט (adolinite) כדי לבודד את היסוד, הכין 10 ק"ג של אוקסניט עם משקעי אדמה נדירה כדי ליצור כ-2 גרם תחמוצת סקנדיום (Sc2O3) מאוד טהורה.
דמיטרי מנדלייב חזה כמה ממאפייניו של יסוד זה, שהוא קרא לו אקבורון תוך שימוש בחוק המחזוריות. הכימאי השבדי פאר תאודור קלב (Per Teodor Cleve) גילה את הסקנדיום בערך באותו הזמן בו גילה אותו נילסון אך בניגוד לנילסון, קלב היה נחוש בדעתו כי סקנדיום זהה לאקבורון.
צורה בטבע
מינרלים נדירים מסקנדינביה כמו תורטוויטית אוקסניט וגדוליניט הם המקורות היחידים לסקנדיום מרוכז (שמעולם לא נמצא בצורתו החופשית). סקנדיום הוא היסוד ה-23 הכי נפוץ בשמש ובכוכבים אחרים, אבל בכדור הארץ הוא היסוד ה-50 הכי נפוץ. סקנדיום מפוזר בעולם ומופיע בכמויות מזעריות ביותר מ-800 מינרלים.
רוב הסקנדיום בעולם מרוכז במאגר הצבאי מברית המועצות לשעבר, שבודדו אותו מפסולת אורניום. אין מקום ייצור עיקרי של סקנדיום באמריקה ובאירופה.

17. איטריום (Yttrium) הוא יסוד כימי שסמלו הכימי Y ומספרו האטומי 39
תכונות
לאיטריום מראה לבן כסוף, והוא יציב באוויר עד C400° .דרגת חמצונו הנפוצה ביותר היא 3+.

18. שימושים היסטוריה צורה בטבע השפעה ביולוגית
איטריום חמצני הוא תרכובת האיטריום החשובה ביותר המהווה חומר גלם בייצור YVO4 ו־Y2O3 המשמשים כמקור לצבע אדום בטלוויזיות .CRT שימושים נוספים:
איטריום חמצני משמש ליצירת גרניט איטריום-ברזל החוסם גלי מיקרו.
לגרניט של איטריום ברזל (Y3Fe5O12), אלומיניום (Y3Al5O12) וגדוליניום יש תכונות מגנטיות מעניינות.
לגרניט איטריום-אלומיניום דרגת קשיחות 8.5 בסולם מוס (לצורך השוואה, ליהלום יש 10) ומשמש ליצירת אבני חן.
כזרז בפולימריזציה של אתילן.
משמש לחמצון ונדיום.
גבישי גרניט של איטריום, אלומיניום וצריום משמשים ליצירת נורות LED כחולות.
הכנת מוליך-העלת,YBCO - YBa2Cu3O7 הראשון בין מוליכי-העל העובד מעל טמפרטורת הרתיחה של חנקן.
היסטוריה
היסוד נמצא על ידי יוהאן גדולין (Johan Gadolin) ב־1794 בצורת תחמוצת Y2O3 במינרל גדוליניט. איטריום מוצה
על ידי פרידריך ולר (Friedrich Wohler) ב־1828 מתרכיז של איטריה (Y2O3) איטריום כלורי (YCl3) וזרחן.
איטריום התגלה במחצבה ליד הכפר איטרבי בשבדיה, שם מצאו גם הרבה מינרלים יוצאי דופן המכילים מתכות נדירות. היסודות ארביום, טרביום ואיטרביום נקראו על שם הכפר.
צורה בטבע
איטריום נמצא כמעט בכל המינרלים של המתכות הנדירות ובמכרות אורניום, אך לעולם לא נמצא בטבע בצורתו החופשית. מקורו המסחרי הוא חול מונזיט (3% מהמסה).
איטריום מופק בצורה הבאה:
אין זו השיטה היחידה להפקת איטריום ויש מספר טכניקות נוספות.
קשה להפריד איטריום ממתכות אחרות במיצוי. סלעים שהובאו במשימות אפולו בירח ונבדקו הכילו אחוז איטריום גבוה.
השפעה ביולוגית
מלחי איטריום הם חומרים מסרטנים. במצב נורמלי לא נמצא איטריום ברקמות אדם ואין לו כל תפקיד ביולוגי.

19. לַנְתַֿן (Lanthanum) הוא יסוד כימי מסדרת הלנתנידים שסמלו הכימי La ומספרו האטומי 57.
תכונות
לנתן הוא יסוד מתכתי רקיע, רך שצבעו לבן-כסוף והוא נמצא במינרלים שמכילים מתכות נדירות, בעיקר צריום. לנתן מגיב במהירות עם היסודות פחמן, חנקן, בורון, חמצן, סלניום, צורן, זרחן, גופרית ועם הלוגנים וכשנחשף לאוויר הוא מתחמצן במהירות. תחמוצת הלנתן מגיבה עם הלחות שבאוויר ליצירת הידרוקסיד תוך כדי שהיא מתפוררת לאבקה לבנה עדינה. על מנת להגן על הלנתן מהסביבה שומרים אותו בשמן מינרלי או במיכל אטום הכולל אווירה מגנה (כגון חנקן או ארגון).

20. שימושים היסטוריה תפקיד ביולוגי צורה בטבע אמצעי זהירות
ל- La2O3 שימושים בייצור זכוכית: זכוכית המסננת אור תת אדום.
עדשות למצלמות וטלסקופים.
ללנתן יישומים בתאורת פחמן.
כמויות קטנות של לנתן שמוספות לפלדה משפרות את חשילותה ורקיעותה.
כמויות קטנות של לנתן שמוספות למוליבדן מפחיתות את חוזקו.
ללנתן יישומים בעיבוד וזירוז תהליכים בנפט.
משמש במצברים היברידיים עם ניקל
כמויות קטנות של לנתן יכולות לשמש לשיפור ביצועים של התקני מיקרואלקטרוניקה מתקדמים, באמצעות כיוונון המבנה האלקטרוני של תחמוצות.
היסטוריה
הלנתן (מקור השם במלה היוונית "לנתניין" שמשמעותה "הישארות במחבוא") זוהה בשנת 1839 על ידי קרל מוסנדר (Carl Mosander) כשהוא פירק דגימה לא טהורה של צריום חנקתי והשרה אותה בחומצה חנקתית. מהתמיסה שקיבל הוא בודד מתכת חדשה
(בצורת La2O3 ) וקרא לה "לנתנה".
לנתן טהור הופק רק בשנת 1923.
תפקיד ביולוגי
ללנתן אין תפקיד ביולוגי.
כשנבלע הוא אינו נספג בגוף וכשמוזרק הוא מסולק מהגוף בצורה איטית.
לנתן כלורי (LaCl3) מנוצל ברפואה כחומר מונע קרישה.
צורה בטבע
לנתן נמצא בקרום כדור הארץ בריכוז 18–35 חלקיקים למיליון. מחצביו העיקריים הם מונזיט ובסטנסיט והוא מהווה 25%-38% מהם.
ניתן להפיק לנתן ממחצביו בעזרת טכניקה הנקראת "חילוף יונים".
אמצעי זהירות
ללנתן רעילות נמוכה ויש לטפל בו בהתאם. הזרקת תמיסות לנתן לבעלי חיים משפיעה על הכבד, גורמת ללחץ דם נמוך ולהתנוונות הטחול.

21. Lanthanide oxides: clockwise from top center: praseodymium, cerium, lanthanum, neodymium, samarium and gadolinium.

22. צריום (Cerium) הוא יסוד כימי מסדרת תכונות
צריום הוא יסוד מתכתי, רך, חשיל ורקיע שמזכיר בצבעו הכסוף ובברקו את היסוד ברזל. מתלקח בקלות, ניתן להצית אותו בשריטה עם סכין. מתחמצן במהירות במים חמים ובאיטיות במים קרים, באוויר ניתן להבחין בהיווצרות שכבת תחמוצת בתוך מספר דקות.
לצריום תכונות כימיות מעניינות, ניתן לשנות את דרגת חמצונו מ-3 ל-4 בעזרת קירור או דחיסה והוא היחיד ממשפחת הלנתנידים היכול להימצא בדרגת חמצון 4 באופן יציב.
צבעם של מלחי צריום תלת ערכי הוא לבן, בעוד צבעם של מלחי צריום ארבע ערכי הוא כתום-אדום.
Cerium(IV) sulfate

23. היסטוריה * צורה בטבע אמצעי זהירות
הצריום זוהה ב-1803 בשבדיה על ידי הכימאים יונס יעקב ברצליוס (Jöns Jakob Berzelius) ווילהלם פון היסינגר (Wilhelm von Hisinger) ובאופן בלתי תלוי בגרמניה על ידי מרטין היינריך קלפרות (Martin .(Heinrich Klaproth ברצליוס קרא לצריום על שם האסטרואיד "קרס" (Ceres) שנתגלה שנתיים קודם כן ב-1801.
צורה בטבע
ממשפחת הלנתנידים, צריום הוא הנפוץ ביותר והוא מהווה % מקרום כדור הארץ. הוא נמצא במספר מינרלים,
והמקורות החשובים ביותר שלו הם מונזיט ובסטנסיט.
מרבצים גדולים של מונזיט ובסטנסיט מהווים מקור חשוב לצריום, תוריום ולנתנידים אחרים. ישנן מספר טכניקות להפקת צריום, אחת מהן היא חילוף יונים.
אמצעי זהירות
כלנתנידים אחרים, לצריום רעילות נמוכה, וחסר מידע מספק לגבי הרעילות והשפעת הצריום על גוף האדם. באוויר, צריום ניצת ספונטנית כשמחומם לטמפרטורה בין מעלות צלזיוס. בתגובה עם אבץ, ביסמוט או אנטימון נפלטת אנרגיה רבה.
יש לשמור אותו הרחק ממים, מכיוון שהוא מגיב איתם ופולט מימן שעלול להתלקח. עובדי ייצור שנחשפו לצריום ברמה גבוהה, דיווחו על גירוי וחבורות בעור ורגישות לחום. חיות שהוזרק להן צריום במינון גבוה מתו בעקבות קריסה של הלב וכלי הדם. *
*amu דלטון Dalton, (Da) או יחידת מסה אטומית unified Atomic Mass Unit)או בקיצור (AMU
היא יחידת משקל זעירה, למדידת משקלה של מולקולה בודדת או אטום בודד, וקרויה על שמו של ג'ון דלטון. סימנה של היחידה הוא Da, והיא שווה ל-1/12 ממשקלו של האיזוטופ פחמן-12 (פחמן המכיל 6 פרוטונים, 6 נייטרונים ו-6 אלקטרונים).
הדלטון משמש לציון משקלם של חומרים אורגניים, בייחוד חלבונים, חומרים שרוב משקלם נובע מאטומי פחמן, בדרך כלל מצוין משקלם של חלבונים ביחידות kDa (קילו דלטון - אלף דלטון) לדוגמה משקלו של נוגדן מסוג IgG הוא 150 kDa

24. שימושים יישומים בסגסוגות אלומיניום. יישומים בסגסוגות מגנטיות.
הוספתו לברזל מקלה על חישולו.
3% -4% צריום המוספים לסגסוגות מגנזיום יחד עם 0.2%-0.6% זירקוניום מעניקים עמידות גבוהה יותר בפני חום.
יישומים בסגסוגות מגנטיות.
בתעשיית הסרטים, לצריום יישומים בתאורת פחמן.
תחמוצת צריום) CeO3 משמשות בתעשיית הרכב בממיר הקטליטי לצורך חמצון פחמן חד-חמצני ותחמוצות חנקן.‏)
תחמוצות צריום משמשות כתוספי דלק לדלקי דיזל, על מנת לשפר את יעילות המנוע ולצמצם את פליטת החלקיקים.‏ עם זאת ההשלכות הבריאותיות של שימוש בתוספי הדלק נתונות תחת מחקר ומחלוקת.
תחמוצת צריום CeO2 לצריום דו-חמצני יישומים בייצור זכוכית (צביעה בצבע אדום).
לצריום דו-חמצני יישומים בזיקוק נפט.
צריום דו-חמצני המוסף לזכוכית בולע קרינה על-סגולה.
לתרכובות צריום יישומים בצביעת אמאיל.
לתרכובות צריום כמו למשל CeCl3 תפקיד בזירוז ריאקציות כימיות.

25. The rare earths lurking inside your hybrid car

26. פרסאודימיום (Praseodymium) הוא יסוד כימי מסדרת הלנתנידים שסמלו הכימי Pr ומספרו האטומי 59.
תכונות
הפרסאודימיום הוא מתכת רכה, כסופה ממשפחת הלנתנידים. כשנחשף לאוויר, הפרסאודימיום מתכסה בתחמוצת Pr6O11) ) ירוקה אך הוא עמיד יותר בפני קורוזיה מאירופיום, לנתן, צריום ונאודימיום.

27. Praseodymium-colored glass
שימושי הפרסאודימיום:
לסגסוגות פרסאודימיום עם מגנזיום חוזק רב והן משמשות לבניית מנועי מטוסים.
בתעשיית הסרטים, לפרסאודימיום יישומים בתאורת פחמן.
הוספת מלחי פרסאודימיום לזכוכית מעניקה צבע צהוב.
משקפי מגן של נפחים ורתכים מכילות לעתים פרסאודימיום.
היסטוריה
הכימאי האוסטרי קרל וולסבך (Carl Auer von Welsbach) הצליח להפריד את המתכת דידמיום מהמינרל סמרסקיט ב לאחר מכן הוא העביר דגימות דידמיום דרך הספקטרוסקופ שלו וגילה שני קווים נפרדים, אחד כחול והשני צהוב. כך, קרל השיג עדות משכנעת שדידמיום היא תערובת של שני יסודות חדשים.
מאוחר יותר דידמיום הופרד לשני יסודות חדשים - פרסאודימיום ונאודימיום.
ב-1931 בודד לראשונה פרסאודימיום טהור.
צורה בטבע
הפרסאודימיום נמצא במינרלים שמכילים לנתנידים כמו מונזיט ובסטנסיט. בקרום כדור הארץ הוא נמצא בריכוז של 5–9 חלקיקים למיליון.
ניתן לבודד פרסאודימיום מ PrF3 במהלך תגובה עם סידן, כך:
כמו כן, ניתן לבודד פרסאודימיום בטכניקות נוספות, כמו למשל חילוף יונים.
אמצעי זהירות
כמו לנתנידים אחרים, לפרסאודימיום אין תפקיד ביולוגי ורעילותו נמוכה.
Praseodymium-colored glass

28. The rare earths lurking inside your smartphone.

29. נֵאוֹדִּימְיוּם (Neodymium) הוא יסוד כימי
מסדרת הלנתנידים שסמלו הכימי Nd ומספרו
האטומי 60.
תכונות
נאודימיום הוא מתכת לבנה כסופה בעלת ברק מתכתי. נאודימיום הוא בין המתכות היותר פעילות ממשפחת הלנתנידים, הוא מגיב במהירות עם אוויר ויוצר Nd2O3 שלאחר מכן מתפורר וחושף את שאר המתכת לאוויר.
שימושי הנאודימיום:
משקפי מגן של נפחים ורתכים מכילות לעתים נאודימיום.
לנאודימיום שימוש בהסרת הצבע הירוק בזכוכית שנגרם בעקבות זיהומי ברזל.
ליוני נאודימיום יישומים בייצור לייזרים.
למלחי נאודימיום יישומים בציפוי אמאיל.
לנאודימיום שימושים בתור מגנט חזק, לתרכובת Nd2Fe14B שזולה ויעילה יותר ממגנטים אחרים כמו מגנטי סמריום-קובלט) תפקיד בייצור אוזניות וחומרת מחשב.
בשל הדמיון בין היון Nd3+ לבין Ca2+, משמשים לעתים יוני נאודימיום בתור דשן (בעיקר בסין).
מגנטי נאודימיום נפוצים במיוחד בפרויקטים מדעים של תלמידים, מאחר שהם חזקים יותר ממגנט רגיל וניתן להשיגם בקלות על ידי פירוק כוננים קשיחים שאינם בשימוש.

30. היסטוריה צורה בטבע אמצעי זהירות 2NdF3 + 3Ca → 2Nd + 3CaF2
הנאודימיום (מקור השם במילה היוונית "נאוס" - "חדש" ו"דידימוס" - "תאום") זוהה על ידי כימאי אוסטרי בשם קרל וולסבך (Carl Auer von Welsbach) בווינה בשנת קרל הפריד את נאודימיום בזמן אנליזה ספקטרוסקופית של דידמיום (תערובת נאודימיום ופרסאודימיום). נאודימיום בודד לראשונה בשנת 1925.
צורה בטבע
נאודימיום לא נמצא בטבע בצורתו החופשית לעולם, הוא מופיע כמחצב כמו מונזיט ובסטנסיט.
ניתן לבודד נאודימיום מNdF3 כך:
2NdF3 + 3Ca → 2Nd + 3CaF2
טכניקה נוספת לבידוד נאודימיום היא בעזרת חילוף יונים.
אמצעי זהירות
אבק נאודמיום מתכתי הוא חומר דליק ועלול להתלקח.
לתרכובות נאודימיום רעילות נמוכה, אך מלחיו מגרים את העיניים, העור והאף. כשמוזרק לוריד, נאודימיום יכול לשמש כחומר מונע קרישה.

31. Promethium spectrum; 400 nm - 700 nm
פרומתיום (Promethium) הוא יסוד כימי מסדרת הלנתנידים שסמלו הכימי Pm ומספרו האטומי 61.
מקור השם
נקרא על שם פרומתאוס, הענק שעל-פי המיתולוגיה היוונית הביא את האש לבני האדם.
תכונות
פרומתיום קיים בשתי צורות אלטרופיות ומלחיו פולטים אור בחשכה בעקבות דעיכה רדיואקטיבית. נוסף על כך, אין לפרומתיום איזוטופים יציבים.
שימושים
שימושי הפרומתיום:
מקור לקרינת בטא.
מקור אור (כאשר זרחן סופג את קרינת הבטא ומפיק אור).
ל-147Pm יישומים בתאים פוטואלקטריים.
בעתיד יוכל לשמש כמקור נייד לקרני רנטגן, וכמקור אנרגיה וחום בחלל.
Promethium is a radioactive material that glows green-blue when in the dark.
Promethium spectrum; 400 nm nm

32. היסטוריה צורה בטבע אמצעי זהירות
ב-1902 נחזה קיומו של פרומתיום על ידי בוהסלב בראונר Bohuslav) (Brauner וב-1914 אושר על ידי הנרי מוזלי ((Henry Moseley . במשך השנים טענו מספר קבוצות שהצליחו להפיק פרומתיום, אך טענות אלו לא אושרו בעקבות הקושי בהפרדתו מיסודות אחרים.
קיומו של פרומתיום הוכח סופית ב-1945 כאשר מרינסקי
Jacov A. Marinsky)), גלנדנין Lawrence E. Glendenin) ) וצ'ארלס קורייל (Charles D. Coryell) הפיקו אותו בזמן אנליזת תוצרי לוואי של דעיכת אורניום. צוות המחקר היה עסוק מדי במחקר צבאי בזמן מלחמת העולם השנייה ולכן לא דיווח על הממצא עד 1947.
צורה בטבע
פרומתיום לא מופיע באופן טבעי על כדור הארץ, אך הספקטרום שלו נצפה במספר כוכבים.
אמצעי זהירות
פרומתיום מצריך טיפול זהיר, מכיוון שהוא חומר רדיואקטיבי ובזמן התפרקות בטא עלול לפלוט קרני רנטגן.

33. סמריום (Samarium)הוא יסוד כימי מסדרת הלנתנידים שסמלו הכימי Sm ומספרו האטומי 62.
תכונות
סמריום הוא מתכת לבנה כסופה בעלת ברק מתכתי, עמידה בצורה סבירה בפני קורוזיה ומתלקחת ב-150 מעלות צלזיוס.
שימושים
בדומה ללנתנידים אחרים, לסמריום יישומים בתאורת פחמן בתעשיית הסרטים.
סמריום משמש כמגן נייטרונים בכורים גרעיניים.
לסמריום יישומים בסגסוגות.
לSmCo5 יישומים בייצור מגנטים חזקים במיוחד העמידים בפני דמגנטיזציה (דעיכת מגנטיות).
Sm2O3 שמוסף לזכוכית סופג אור תת אדום. בנוסף לכך חומר זה משמש כזרז במספר ריאקציות כימיות.

34. היסטוריה צורה בטבע אמצעי זהירות
הסמריום זוהה ב-1853 באנליזה ספקטרוסקופית של דידמיום (תערובת מתכות) על ידי כימאי שווצרי בשם ג'ין צ'ארלס (Jean Charles Galissard de Marignac). סמריום בודד לראשונה מהמינרל סמרסקיט ב-1879 על ידי כימאי צרפתי בשם פול אמיל לקוק (Paul Émile).
צורה בטבע
סמריום לא מופיע בטבע בצורתו החופשית, אך הוא נמצא במספר מינרלים כמו מונזיט, בסטנסיט וסמרסקיט. המקורות המסחריים של סמריום הם מונזיט (שמכיל 2.8% סמריום) ובסטנסיט.
סמריום מבודד באמצעות אלקטרוליזה של תערובת של SmCl3 מותך עם NaCl (או (CaCl2 בתהליך זה מתקבל כלור כתוצר לוואי. שיטה נוספת לבידוד סמריום היא דרך חילוף יונים.
אמצעי זהירות
כמו לנתנידים אחרים, לסמריום רעילות נמוכה. מנגנוני רעילותו לא נחקרו וידוע מעט על אופן פעולתם.
לסמריום אין תפקיד ביולוגי, אך הוא עלול להאיץ מטאבוליזם.

35. אירופיום (Europium) הוא יסוד כימי מתכתי מסדרת הלנתנידים שסמלו הכימי Eu ומספרו האטומי 63.
תכונות
אירופיום הוא היסוד הפעיל ביותר מסדרת הלנתנידים והוא מתחמצן במהירות באוויר. כמו לנתנידים אחרים, אירופיום מתלקח באוויר בטמפרטורה של °C.
שימושים
לאירופיום אין שימוש מסחרי בצורתו המתכתית. בעבר הוא שימש ליצירת לייזרים ובזכות יכולתו לספוג נייטרונים הוא נמצא בכורים גרעיניים. אירופיום חמצני Eu2O3 שימש ליצירת צבע אדום בטלוויזיות. מלחי אירופיום מתחרים עם חומרים פלואורסצנטים (תרכובות זרחן) מכיוון שחלקם זוהרים ימים לאחר שנחשפו לכמה דקות באור.
היסטוריה
אירופיום הופק לראשונה על ידי פול אמיל לקוק (Paul Émile (Lecoq de Boisbaudran ב-1890 משברי סמריום - גדוליניום. אירופיום מתכתי טהור בודד רק בשנים האחרונות

36. Europium sulfate fluorescing red under ultraviolet light

37. גדוליניום (Gadolinium) הוא יסוד כימי מסדרת הלנתנידים שסמלו הכימי Gd ומספרו האטומי 64.
תכונות
גדוליניום 99.9% טהור
גדוליניום הוא מתכת לבנה כסופה, רקיעה, ניתנת לחישול ובעלת ברק מתכתי. בשיווי משקל בטמפרטורת החדר המבנה הגבישי של גדוליניום הוא הקסגונלי, ובטמפרטורות גבוהות (מעל 1235 מעלות צלזיוס), המבנה הגבישי היציב שלו הוא קובי ממורכז גוף (BCC) בפאזה המסומנת β.
גדוליניום יציב יותר מלנתנידים אחרים באוויר יבש, אך הוא מתחמצן במהירות באוויר לח ויוצר את התחמוצת Gd2O3.
גדוליניום הופך למוליך על מתחת לטמפרטורה של מעלות קלווין ( מעלות צלזיוס). לגדוליניום תכונות מגנטיות בטמפרטורת החדר: מתחת לטמפ' של 20 מעלות צלזיוס גדוליניום הוא פרומגנטי*, ומעל טמפ' זו הוא פארמגנטי**. בגדוליניום מתרחש האפקט המגנטו-קלורי - צימוד בין שינויים במצב המגנטי לשינוי בטמפ'. כלומר, כאשר השדה המגנטי הפועל על החומר משתנה גם הטמפ' שלו משתנה.
במחקרים בננוטכנולוגיה, הצליחו חוקרים להכניס אטומים בודדים של גדוליניום לתוך מולקולות פולרן (C60).בנוסף, הדגימו חוקרים את האפשרות להכניס אטומים בודדים וצברים קטנים של אטומים לתוך ננו-צינוריות פחמן.
לאיזוטופ גדוליניום-157 יש את שטח החתך לפעולה הגדול ביותר לפיזור נייטרונים, מבין כל האיזוטופים היציבים.
הוא שני רק לאיזוטופ קסנון-135, אולם איזוטופ זה איננו יציב.
* חומר פֶרוֹמגנטי הוא חומר ההופך מגנטי כשהוא נמצא בשדה מגנטי חיצוני ונשאר מגנטי כשהוא יוצא מהשדה. פרומגנטיות היא צורה של מגנטיות המוכרת מאוד מחיי היומיום, כגון פעולת המגנטים על המקרר. מקור השם במילה Ferrum - ברזל בלטינית. תופעת הפרומגנטיות הוכרה עוד בעולם העתיק‏
** פאראמגנטיות היא צורה של מגנטיות המתרחשת רק בנוכחות של שדה מגנטי חיצוני. חומרים פאראמגנטיים נמשכים לשדות מגנטיים, ולפיכך יש להם פרמיאביליות מגנטית גדולה מאחד (או, באופן שווה ערך, סוספטיביליות מגנטית חיובית). אולם, בניגוד לפרומגנטים שנמשכים גם כן לשדות מגנטיים, פאראמגנטים אינם שומרים על המגנטיזציה בהיעדר שדה מגנטי חיצוני שמופעל עליהם.

38. שימושים
לגדוליניום אין יישום עיקרי בקנה מידה גדול, אלא שורה של יישומים ספציפיים ומיוחדים.
לגדוליניום שימוש בייצור סגסוגות, ריכוז של 1% גדוליניום משפר את העמידות של ברזל, כרום ומתכות אחרות לטמפרטורות גבוהות וקורוזיה.
לאיזוטופ גדוליניום-157 יש שימושים שונים ברפואה גרעינית, ושימושים מגוונים בכורים גרעיניים, וזאת בשל שטח החתך לפעולה הגבוה שלו לפיזור נייטרונים.
לקומפלקסים אורגניים של גדוליניום יישומים ב-MRI.
לתרכובות גדוליניום יישומים בשפורפרות צבע בטלוויזיות.
בשל תכונותיה האופטיות המצוינות, התרכובת Gd3Ga5O12 משמשת כתחליף למגוון חומרים אופטיים אחרים, וגם בתוך חיקוי ליהלום.
האיזוטופ גדוליניום-153 מיוצר בכורים גרעיניים מהיסוד אירופיום או מגדוליניום מועשר, והוא בעל זמן מחצית חיים של 240±10 ימים. האיזוטופ משמש כמקור לקרינת גאמא לשימושים כגון כיול מערכות דימות רפואיות. כמו כן הוא משמש כמקור גאמא למדידות בליעת קרני ,X במדידות צפיפות עצם לאבחון אוסטיופורוזיס ובמכשירי רנטגן ניידים.

39. מינרל הגדוליניט (Gadolinite)
היסטוריה
גדוליניום התגלה בשנת 1880 בזמן אנליזה ספקטרוסקופית בדידמיום (תערובת מתכות) שערך הכימאי השווייצרי ז'אן שארל גאליסר(Jean Charles Galissard) בשנת 1886 תחמוצת גדוליניום (Gd2O5) בודדה על ידי הכימאי הצרפתי פול לקוק (Paul Émile Lecoq).
רק בשנים האחרונות גדוליניום טהור בודד.
גדוליניום נקרא על שמו של הכימאי והגאולוג הפיני יוהאן גדולין (Johan Gadolin).
צורה בטבע
גדוליניום לעולם לא מופיע בטבע בצורתו החופשית, אך הוא נמצא בכמה מינרלים כמו גדוליניט, מונזיט ובסטנסיט.
כיום גדוליניום מופק בתגובה בין GdF3 לסידן כך:
קיימות טכניקות בידוד נוספות לגדוליניום, כדוגמת חילוף יונים.
אמצעי זהירות
כמו לנתנידים אחרים, לתרכובות גדוליניום רעילות נמוכה. מנגנוני רעילותו לא מובנים במלואם.
לגדוליניום אין תפקיד ביולוגי, אך הוא יכול להאיץ מטאבוליזם.
מינרל הגדוליניט (Gadolinite)

40. טרביום (Terbium) הוא יסוד כימי מסדרת
הלנתנידים שסמלו הכימי Tb ומספרו האטומי 65.
תכונות
טרביום הוא מתכת כסופה אפורה, רקיע, ניתנת לחישול
ורכה מספיק בשביל שניתן יהיה לחתוך אותה עם סכין.
טרביום יציב יחסית כשנחשף לאוויר. לטרביום שתי צורות אלטרופיות.
שימושי הטרביום:
לטרביום יישומים בייצור סגסוגות.
לטרביום תפקיד בייצור מכשירים אלקטרוניים.
לTb2O3 שימוש בתור צבע בטלוויזיות צבעוניות.
יחד עם תחמוצת זירקוניום ,(ZrO2) לטרביום שימוש בתור חומר מייצב בתאי דלק בטמפרטורות גבוהות.
היסטוריה
הטרביום זוהה ב-1843 על ידי הכימאי השבדי קרל מוסנדר (Carl Gustaf Mosander ), בתור זיהום בתחמוצת איטריום(Y2O3) ונקרא על שם הכפר איטרבי בשבדיה.
צורה בטבע
טרביום לא מופיע לעולם בטבע בצורתו החופשית, אך הוא נמצא בכמה מינרלים כגון צריט, גדוליניט, מונזיט (שמכיל מעל 0.03% טרביום), קסנוטים ואוקסניט (שמכיל למעלה מ1% טרביום).
אמצעי זהירות
לטרביום ותרכובותיו רעילות נמוכה ומנגנוני רעילותו לא הובנו במלואם.
לטרביום אין תפקיד ביולוגי.

41. Terbium sulfate, Tb2(SO4)3 (top), fluoresces green under ultraviolet light (bottom)

42. דיספרוסיום (Dysprosium) הוא יסוד כימי
תכונות
דיספרוסיום הוא מתכת כסופה, בעלת ברק מתכתי היציבה באוויר בטמפרטורת החדר. ניתן להמיס דיספרוסיום בחומצות.
דיספרוסיום רך מאוד, ניתן לחתוך אותו עם סכין מטבח. תכונותיו מושפעות במידה ניכרת מזיהומים (לדוגמה מתכות אחרות), אפילו בריכוזים נמוכים.
שימושים
שימושי הדיספרוסיום:
יחד עם מתכות אחרות (כמו ונדיום למשל), לדיספרוסיום יישומים בייצור לייזרים.
בזכות יכולתו לבלוע נייטרונים, לדיספרוסיום (תחמוצת דיספרוסיום עם ניקל) יישומים בכורים גרעיניים. בנוסף לכך, לדיספרוסיום יישומים בקירור כורים גרעיניים.
תרכובות של דיספרוסיום וקדמיום עם יסודות מהטור ה-16 בטבלה המחזורית תפקיד בתור מקור לאור תת אדום.
לדיספרוסיום חשיבות בייצור תקליטורים.

43. היסטוריה צורה בטבע אמצעי זהירות
הדיספרוסיום (מקור השם במילה היוונית "dysprositos" שמשמעותה "קשה להשגה") זוהה לראשונה בשנת 1886 בפריז על ידי הכימאי הצרפתי פול לקוק .(Paul Émile Lecoq) דיספרוסיום מתכתי בודד לראשונה רק בשנות ה-50.
צורה בטבע
דיספרוסיום לא מופיע בטבע לעולם בצורתו החופשית, אך הוא נמצא בכמה מינרלים כמו קסנוטים, פרגוסוניט, אוקסניט, פוליכרס, גדוליניט, בלומסטרנדין, מונזיט ובסטנסיט. בטבע דיספרוסיום מופיע לעתים קרובות יחד עם ארביום והולמיום.
ניתן לבודד דיספרוסיום מDyF3 באמצעות תגובה עם סידן, כך:
אמצעי זהירות
כמו לנתנידים אחרים, לדיספרוסיום רעילות נמוכה. מנגנוני רעילותו לא הובנו במלואם.
לדיספרוסיום אין תפקיד ביולוגי.

44. Dysprosium chips

45. הולמיום Holmium) ) הוא יסוד כימי מסדרת הלנתנידים שסמלו הכימי Ho ומספרו האטומי 67.
תכונות
הולמיום הוא בעל המומנט המגנטי הגבוה ביותר ((10.6µB במצבו הטבעי. כאשר משולב עם איטריום הוא יוצר תרכובות מגנטיות חזקות. זהו יסוד רך ועמיד נגד קורוזיה, יציב באוויר יבש בטמפרטורת החדר, אך באוויר לח וטמפרטורות גבוהות יותר הוא מתחמצן במהירות ויוצר תחמוצת הולמיום צהבהבה. בצורתו הטהורה, בעל ברק מתכתי כסוף.
שימושים
עקב תכונותיו המגנטיות, הולמיום שימושי ביצירת שדות מגנטיים. מכיוון שהוא מסוגל לספוג נייטרונים, הוא משמש בתור בולע נייטרונים בכורים גרעיניים. שימוש נוסף בתחמוצת הולמיום הוא צביעת זכוכית בצבע צהוב.
היסטוריה
ההולמיום זוהה על ידי מארק דלפונטיין (Marc Delafontaine) וז'אק לואי סורה Jacques Louis Soret) ) ב-1878 בזמן הבחינו בשיבוש בליעה ספקטרוגרפית של יסוד בלתי-ידוע (אותו כינו יסוד X). מאוחר יותר באותה שנה, פר תיאודור Per Teodor Cleve) ) זיהה את היסוד באופן בלתי תלוי כשחקר תחמוצת ארביום.
לפי הטכניקה של קארל גואסטף מוסאנדר, תיאודור הסיר כל חומר "מזהם" שהיה בדגימת תחמוצת הארביום. מאמציו הניבו שני חומרים חדשים, האחד חום והשני ירוק. הוא קרא לחומר החום "הולמיה" (על שם עיר מולדתו, סטוקהולם) ולחומר הירוק קרא תוליה Thulia) ). מאוחר יותר הסתבר שהולמיה היא תחמוצת הולמיום ותוליה היא תחמוצת תוליום.
צורה בטבע
כלנתנידים אחרים, הולמיום לא נמצא בטבע בצורתו החופשית, אך נמצא במספר מינרלים כשהוא משולב עם יסודות אחרים (גדוליניום למשל). ניתן לבודד אותו במספר טכניקות, כמו למשל חילוף יונים.
אמצעי זהירות
כלנתנידים אחרים, להולמיום רעילות נמוכה, מנגנוני רעילותו לא הובנו במלואם. חסר תפקיד ביולוגי, אך מסוגל להאיץ מטבוליזם

46. Ho2O3, left: natural light, right: under some sort of a cold cathode fluorescent lamp

47. אֵרְבִּיּוּם Erbium) ) הוא יסוד כימי מסדרת הלנתנידים שסמלו הכימי Er ומספרו האטומי 68.
תכונות
ארביום הוא מתכת רכה, חשילה, היציבה באוויר ואינה מתחמצנת במהירות כלנתנידים אחרים. למלחיו צבע אדום וטווח הספקטרום שלו נמצא באור הנראה, בעל-סגול וליד תת-אדום. תכונותיו משתנות בהתאם לריכוז זיהומים שנמצאים בו (לנתנידים אחרים למשל).
שימושים
משמש כמגן נייטרונים בכורים גרעיניים.
כשמוסף לונדיום, ארביום מוריד את חוזקה של הסגסוגת ומשפר את יכולת חישולה.
לתחמוצת ארביום (Er2O3) יישומים בייצור תכשיטים זולים, משקפי שמש וזיגוג אמאיל.
יישומים בצילום.
יצור מגבר אופטי EDFA
לייזרים מהדור החדש (לייזר ארביום)
Erbium(III)chloride in sunlight, showing some pink fluorescence of Er+3 from natural ultraviolet.

48. היסטוריה צורה בטבע אמצעי זהירות
הארביום (נקרא על שם הכפר איטרבי בשבדיה) זוהה על ידי קרל מוסנדר Carl Gustaf Mosander) ) ב קרל הפריד מהמינרל גדוליניט שלושה חומרים חדשים וקרא להם "איטריה", "ארביה" ו"טרביה". עד שנת 1860 היה בלבול מסוים בין "ארביה" ל"טרביה" וב-1877 השמות שונו בהתאם. בשנת 1905 הצליחו ג'ורג' אורביין (Georges Urbain) וצ'ארלס ג'יימס (Charles James) לבודד באופן בלתי תלוי תחמוצת ארביום (Er2O3) טהורה. ארביום מתכתי טהור בודד רק בשנת 1934.
צורה בטבע
כלנתנידים אחרים, ארביום לא מופיע בטבע לעולם בצורתו החופשית, אך הוא נמצא במינרלים כמו מונזיט. מבחינה היסטורית היה קשה ויקר לבודדו ממחצביו ורק לאחר שהומצאה טכניקת "חילוף יונים" ניתן היה להפיקו בקלות יחסית. המקורות המסחריים לארביום הם המינרלים קסנוטים ואוקסניט.
אמצעי זהירות
לארביום ותרכובותיו רעילות נמוכה, מנגנוני רעילותו לא הובנו במלואם. חסר תפקיד ביולוגי, אך מסוגל להאיץ מטבוליזם.

49. תוליום (Thulium) הוא יסוד כימי מסדרת הלנתנידים שסמלו הכימיTm ומספרו האטומי 69.
תכונות:
תוליום הוא מתכת רכה (ניתן לחותכה עם סכין), אפורה-כסופה, גמישה ועמידה בצורה סבירה
בפני קורוזיה באוויר יבש. המתכת הנדירה ביותר מסדרת הלנתנידים.
שימושים
בעבר שימש תוליום בייצור לייזרים, אך בעקבות מחירו הגבוה נזנח לטובת חומרים זולים יותר. שימושים נוספים:
Tm 169 שמופגז בניטרונים בכור גרעיני משמש בתור מקור לקרני רנטגן במכשירים ניידים.
האיזוטופ הבלתי יציב Tm 171 יכול להוות מקור אנרגיה.
ל-Tm 169פוטנציאל לשימוש במכשירים הפולטים גלי מיקרו.
לתוליום יישומים בסגסוגות.
היסטוריה
התוליום זוהה בשבדיה ב־1879 על ידי הכימאי השבדי פר תיאודור (Per Teodor Cleve) כשחקר זיהומים בתחמוצות של מתכות נדירות. תיאודור הסיר את כל הזיהומים שהצליח מתחמוצת ארביום Er2O3) ) ובכך הפיק שני חומרים חדשים: האחד חום והשני ירוק. מאוחר יותר התגלה שהחומר החום הוא תחמוצת הולמיום והחומר הירוק הוא תחמוצת תוליום.
צורה בטבע
תוליום לא מופיע בטבע לעולם בצורתו החופשית, אך נמצא בכמויות קטנות במינרלים יחד עם לנתנידים אחרים. תוליום מופק בעיקר ממונזיט (0.007% בקירוב) בחילוף יונים. ניתן לבודד תוליום מתכתי באמצעות תגובה בין תחמוצתו ללנתן מתכתי או באמצעות תגובה עם סידן. אף תרכובת תוליום אינה חשובה מבחינה מסחרית.
אמצעי זהירות
כלנתנידים אחרים, לתוליום רעילות נמוכה. אבק תוליום מתכתי עלול להתלקח ומצריך טיפול בהתאם.

51. איטרביום (Ytterbium) הוא יסוד כימי מסרתת הלנתנידים שסמלו הכימי Yb ומספרו האטומי 70.
תכונות
איטרביום הוא מתכת אפרפרה, רכה למדי, רקיעה ובעלת ברק מתכתי. מגיב באיטיות עם מים ומתחמצן כשנחשף לאוויר. בעל שלוש צורות אלטרופיות הנקראות "אלפא", "בטא" ו"גמא", כאשר ההבדל ביניהן הוא המבנה הגבישי שלהן. הצורה "בטא" קיימת בטמפרטורת החדר והיא הופכת למוליך למחצה בלחץ של 16,000 אטמוספירות.
שימושים
בעבר שימש איזוטופ איטרביום כמקור נייד לקרינה ולקרני רנטגן.
בעבר היו לסגסוגות איטרביום יישומים ברפואת שיניים.
לאיטרביום יישומים בייצור סגסוגות, הוספתו לפלדת אל-חלד מעלה את קשיחותה.
היסטוריה
האיטרביום זוהה ב-1878 על ידי הכימאי השווייצרי ז'אן שארל גאליסאר דה מריניאק (Jean Charles Galissard de Marignac) כשמצא רכיב חדש ב"ארביה" (סוג עפרה) וקרא לו "איטרביה" על שם הכפר "איטרבי" בשבדיה. מריניאק חשד שמדובר ביסוד חדש וקרא לו "איטרביום".
רק בשנת 1953 נקבעו תכונותיו של האיטרביום, מכיוון שאז בודדו אותו בצורתו המתכתית.

52. Crystal structure of ytterbium(III) oxide
צורה בטבע
איטרביום נמצא בטבע בכמה מינרלים עם לנתנידים אחרים. מופק לרוב בצורה מסחרית ממונזיט (0.03% בקירוב). בעבר היה קשה להפרידו ממתכות אחרות, אך בזכות התפתחות טכניקות חדשות כמו "חילוף יונים" ההפרדה הפכה פשוטה יותר.
אמצעי זהירות
איטרביום הוא חומר רעיל ויש לטפל בו בהתאם. תרכובות איטרביום עלולות לגרות את העור ואת העיניים.
Crystal structure of ytterbium(III) oxide

53. לוטציום (Lutetium) הוא יסוד כימי מסדרת הלנתנידים שסמלו הכימי Lu ומספרו האטומי 71.
תכונות
לוטציום הוא מתכת בצבע לבן כסוף, עמיד בפני קורוזיה ויציב באוויר.
שימושים
הפקת כמויות שימושיות של היסוד כרוכה במאמץ ומחיר גבוה, בשל כך שימושיו מוגבלים מאוד. ביניהם:
שימוש כזרז בתעשיית הנפט.
שימושים באלקילציה ופילמור.
היסטוריה
לוטציום (על-פי שמה הלטיני הקדום של "פריז" – לוטטיה) זוהה ב-1907 באופן בלתי עצמאי על ידי המדען הצרפתי ז'ורז' אירבן (Georges Urbain) ועל ידי המינרלוג (מומחה למינרלים) האוסטרי קרל וולסבך (Carol Auer von Welsbach) . שני החוקרים מצאו לוטציום כזיהום במינרל איטרביה.
תהליך הפרדה של לוטציום מאיטרביה תואר לראשונה על ידי אירבן. הוא בחר שני שמות ליסוד החדש: "ניואיטרביום" ("איטרביום חדש") ו"לוטסיום". ב-1949 השם "ניואיטרביום" נזנח לטובת "לוטציום".

54. צורה בטבע
לוטציום לא מופיע בטבע בצורתו החופשית, אלא יחד עם מתכות אחרות. תהליך הפרדתו ממתכות אחרות הוא קשה במיוחד, מה שהופך אותו (יחד עם נדירותו) לאחד היסודות היקרים ביותר בעולם (מחירו גבוה פי שישה מזהב).
לוטציום מופק מסחרית בעיקר מהמינרל מונזיט (0.003% בקירוב). לוטציום מתכתי טהור בודד רק לאחרונה בעקבות התפתחות טכניקות טיהור כמו חילוף יונים.
אמצעי זהירות
ללוטציום רעילות נמוכה. חסר תפקיד ביולוגי, אך מסוגל להאיץ מטבוליזם.
Carl Auer von Welsbach and Georges Urbain discovered Lutetium in

55. הנכם מוזמנים להיכנס לאתר שלנו:
מקורות:
יסודות נדירים
8/2015
קלריטה ואפרים
הנכם מוזמנים להיכנס לאתר שלנו: