按照現(xiàn)代科學(xué)體系的化學(xué)理論,鑭系元素與錒系元素在元素周期表中的地位極為特殊,它們都屬于金屬元素,化學(xué)性質(zhì)比較活潑,但各自獨(dú)成一族,性質(zhì)與其他元素也迥然不同。一般來講,原子量越高的元素,其宇宙存量比例就越低, 故元素周期律也基本上是按照在宇宙存量比例由高到低排列的,鑭系元素與錒系元素基本都位于元素周期表的最后,因此而在宇宙中的存量比例極低。正因如此,他們的作為一種礦物資源具有極為重要的戰(zhàn)略價(jià)值,我們有必要對(duì)此簡(jiǎn)單了解一下。
一、鑭系元素都是稀土元素
說到鑭系元素可能許多人感到陌生,但是說到稀土元素就有很多人多少了解一點(diǎn)了。沒錯(cuò)!他們基本上是同一種東西,不過稀土元素還是不完全等同于鑭系元素的。
鑭系元素是指元素周期表中第57號(hào)元素鑭到71號(hào)元素镥15種元素的統(tǒng)稱。稀土元素除了這15種外,還要加上鈧(Sc)、釔(Y)。其中,La(鑭)、Ce(鈰)、Pr(鐠)、Nd(釹) 、Pm(钷) 、Sm(釤) 、Eu(銪)等7種稱為輕稀土;Gd (釓) 、Tb (鋱) 、Dy (鏑) 、Ho (鈥) 、Er (鉺) 、Tm (銩) 、Yb (鐿) 、Lu(镥)、鈧(Sc)、釔(Y)稱為重稀土。它們的化學(xué)性質(zhì)相似,單獨(dú)組成一個(gè)系列,在元素周期表中占有特殊位置。
“稀土”這一名稱的恰當(dāng)性還在于此類金屬通常存在于稀有礦物中,此類金屬的分布極其分散,并很難將其單獨(dú)剝離出來加以認(rèn)定,雖然現(xiàn)有發(fā)現(xiàn)有些稀土元素如鈰比例高于銅,但這種發(fā)現(xiàn)不過是基于地殼表面所考察的數(shù)據(jù),就整個(gè)地球而言,稀土元素的比例理論上應(yīng)該更低。稀土元素之所以珍稀,不僅因?yàn)閮?chǔ)量稀少、不可再生、分離提純和加工難度較大,更因?yàn)槠鋸V泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、軍事等行業(yè),是新材料制造的重要依托和關(guān)系尖端國(guó)防技術(shù)開發(fā)的關(guān)鍵性資源,被稱為“萬能之土”。
2011年,美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局宣布全球稀土總儲(chǔ)量為1.13億噸,資源量為20億噸。在該總儲(chǔ)量中,約有49%即5500萬噸位于中國(guó),中國(guó)承擔(dān)著世界上主要稀土供應(yīng)國(guó)的角色。數(shù)據(jù)顯示,2017年中國(guó)稀土礦石產(chǎn)量為10.5萬噸,占全球稀土供應(yīng)量的81%。
二、錒系元素均為放射性元素
錒系元素(actinicles) 是周期系ⅢB族中原子序數(shù)為89~103的 15種化學(xué)元素的統(tǒng)稱。不過,如同鑭系元素類同,放射性元素也不完全等同于錒系元素。
鑭系元素包括錒、釷、鏷、鈾、镎、钚、镅、鋦、锫、锎、锿、鐨、鍆、锘、鐒等15種。放射性元素除了這15種外,還要加上元素周期表的104~109元素,鈾以后的原子序數(shù)為93~109的17 種元素我們稱為超鈾元素。其中,錒、釷、鏷、鈾、钚等前6種元素存在于自然界中,其余11種全部用人工合成。不過,事實(shí)上還不僅如此,近年來陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的110~118元素的半衰期也很短,應(yīng)該都屬于放射性元素,即89號(hào)元素以后的所有元素應(yīng)該都是放射性元素。
按照高能物理學(xué),放射性元素是能夠自發(fā)地從不穩(wěn)定的原子核內(nèi)部放出粒子或射線(如α射線、β射線、γ射線等),同時(shí)釋放出能量,最終衰變形成穩(wěn)定的元素而停止放射的元素。這種性質(zhì)稱為放射性,這一過程叫做放射性衰變。α 衰變和自發(fā)裂變是錒系元素的重要核特性。隨著原子序數(shù)的增大,半衰期依次縮短。以半衰期最長(zhǎng)的同位素為例,鈾238的半衰期為4.468×109年,锎251的半衰期為898年,鐒260的半衰期僅3分鐘。
放射性元素位于元素周期表的最后,理論上的存量應(yīng)該比稀土元素更為稀少,其重要意義不言而喻。放射性元素已深入到人類物質(zhì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。?核能的廣泛應(yīng)用,工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)中使用的放射性標(biāo)記化合物,考古、工業(yè)探傷、測(cè)井(石油)、食品加工和腫瘤治療所使用的某些放射源,等等。
需要說明,作者不認(rèn)同現(xiàn)代科學(xué)理論體系,認(rèn)為所有這些基本元素不過是通過正反極限粒子結(jié)合在一起而形成的微小極限粒子固體罷了,但考慮到現(xiàn)代社會(huì)已經(jīng)形成了對(duì)此篤信不疑的信念,故暫時(shí)對(duì)此進(jìn)行現(xiàn)代科學(xué)方式上的詮釋。
作為新文明理論的統(tǒng)一信息論,也認(rèn)為這些鑭系元素與錒系元素可能具有很特殊的意義,它們是介于所謂的“黑洞”與現(xiàn)代科學(xué)所指稱的基本粒子之間的特殊或過渡型極限粒子固體,蘊(yùn)藏著極為巨大的能量。此外,作為質(zhì)量相對(duì)較大的極限粒子固體,這些鑭系元素與錒系元素在宇宙中的比例相對(duì)比較稀少,極有可能只有在類似于地球這種由宇宙精華物質(zhì)所構(gòu)成的行星中才有可能擁有,需要引起我們格外重視。
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