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2015 | Buch

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Seltenerdmetalle: Lanthanoide und dritte Nebengruppe

Eine Reise durch das Periodensystem

verfasst von: Hermann Sicius

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Buchreihe : essentials

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Hermann Sicius bringt dem Leser in knapper Form alle wichtigen Informationen rund um eine wichtige Klasse metallischer Rohstoffe nahe. Die insgesamt achtzehn Metalle der Lanthanoide (Seltenerdmetalle) sowie der dritten Nebengruppe sind nur einem kleinen Teil der Oeffentlichkeit bekannt, aber von großer Bedeutung für viele zukünftige Technologien.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

Zusammenfassung

Willkommen in der faszinierenden Welt der Seltenerdmetalle! Möglicherweise haben Sie bisher noch nie von ihnen gehört, aber diese Elemente und ihre Verbindungen kommen in vielen aktuellen Anwendungen zum Einsatz und begegnen Ihnen täglich. Zugleich werden sie für Zukunftstechnologien immer wichtiger und laufen dabei wesentlich bekannteren Metallen wie Gold den Rang ab.

Hermann Sicius

2. Seltenerdmetalle und Metalle der dritten Nebengruppe – Geschichte, Vorkommen und Herstellung

Zusammenfassung

Arrhenius entdeckte 1787 ein dunkles Erz nahe Ytterby (Schweden) und nannte es Ytterit. Nur wenige Jahre später isolierte Gadolin in Turku (Finnland) ein neues, bis dahin unbekanntes Metalloxid („Erde“), das Ekeberg Gadolinit nannte. Anfang des 19. Jahrhunderts gewannen unabhängig voneinander der Deutsche Klaproth sowie die Schweden Berzelius und Hisinger eine ähnliche „Erde“ aus einem bei Bastnäs (Schweden) gefundenen Erz. Jenes wurde Cerit und das daraus gewonnene Metall Cer genannt.

Hermann Sicius

3. Seltenerdmetalle und Metalle der dritten Nebengruppe – Physikalische und chemische Eigenschaften

Zusammenfassung

Wie in der Einleitung bereits erwähnt, besitzen die Atome der vierzehn Lanthanoide die Elektronenkonfiguration [Xe] 6s² 5d¹ 4f^1–14. Einige ihrer physikalischen Eigenschaften ändern sich kontinuierlich von einem zum darauf folgenden Element. Charakteristisch ist die Abnahme der Ionenradien mit wachsender Kernladungszahl und Atommasse („Lanthanoidenkontraktion“). Diese wirkt sich sogar noch auf einige Elemente der dritten Reihe der Übergangsmetalle aus, deren Ordnungszahlen auf die der Lanthanoide folgen. Die außergewöhnliche Ähnlichkeit von Zirkonium und Hafnium, von Niob und Tantal und auch noch von Molybdän und Wolfram ist großenteils hierauf zurückzuführen.

Hermann Sicius

4. Analytik

Zusammenfassung

Alkalihydroxide und Ammoniumhydroxid fallen weiße, in der Kälte schleimige Niederschläge der Hydroxide der Lanthanoide aus, die in überschüssiger Alkalihydroxidlösung unlöslich sind. In schwach saurer Lösung sind die Ln³⁺ -Kationen als Jodate, Oxalate und Fluoride fällbar. Die wässrigen Lösungen der Ionen sind farbig und absorbieren Licht bestimmter Wellenlänge.

Hermann Sicius

5. Weltmarkt

Zusammenfassung

Die weltweite Marktsituation für Seltenerdmetalle ist für Ceriterden („leichte“ Lanthanoiden, z. B. Cer, Lanthan, Praseodym, Neodym) und Yttererden („schwere“ Lanthanoiden, beispielsweise. Dysprosium, Terbium, Europium) unterschiedlich. Eine umfassende Übersicht zur Situation bis 2009 liefern Elsner und Liedtke. Ebenfalls sehr ausführlich, jedoch nur die Situation bis Anfang der 2000er Jahre betrachtend, ist die Arbeit von Haxel et al., deren Themenschwerpunkte die damalige weltweite Situation der Förderländer und die Häufigkeit des Vorkommens aller Elemente, im Besonderen die der Seltenerdmetalle sind. Lohmann und Podbregar beschreiben die aktuelle Knappheit einiger Seltenerdmetalle und den beginnenden Verteilungskampf der Industrie um diese essentiellen Rohstoffe.

Hermann Sicius

6. Einzelne Metalle der dritten Nebengruppe (Scandium, Yttrium, Lanthan, Actinium) sowie der Gruppe der Seltenerdmetalle Cer bis Lutetium)

Zusammenfassung

In den nachfolgenden Einzelbeschreibungen finden Sie das Portrait eines jeden Metalls auf jeweils einer Doppelseite. Die dort beschriebenen Anwendungen gehen weit über den Einsatz des Mischmetalls für Feuersteine und Seltenerdoxide als hydrophobe Zusätze für Keramikerzeugnisse hinaus.

Zunächst sind die Portraits der Elemente der dritten Nebengruppe dargestellt, danach folgen die Lanthanoide (Seltenerdmetalle).

Hermann Sicius

Backmatter

Titel: Seltenerdmetalle: Lanthanoide und dritte Nebengruppe
verfasst von: Hermann Sicius
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-09840-7
Print ISBN: 978-3-658-09839-1
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-09840-7

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