Le top 10 des éléments les plus rares au monde | Aimants permanents de Kunming Co., Ltd

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Cet article examine les éléments rares et comment nous les utilisons. Les éléments sont des substances fabriquées à partir de leur propre type spécifique d'atomes et ils ne peuvent pas se décomposer en d'autres substances. Tout sur Terre contient au moins un élément. Certains éléments sont communs, mais d'autres sont rares. Allons-y et jetons un coup d'œil aux 10 éléments les plus rares au monde.

Il y a environ 4,5 milliards d'années, une explosion de supernova a créé le système solaire et tous les éléments (jusqu'à l'uranium sur le tableau périodique). Le tableau périodique organise les éléments par leur numéro atomique et les regroupe avec d'autres ayant des caractéristiques similaires.

Dmitri Mendeleev a créé le tableau périodique en 1869. Il connaissait 63 éléments mais a émis l'hypothèse qu'il y en avait plus, il a donc laissé des lacunes pour de futures découvertes. Aujourd'hui, les éléments connus sont au nombre de 118. Qui sait ? À l'avenir, il pourrait encore augmenter.

Les éléments de terres rares ne sont pas vraiment rares. Par exemple, l'élément terrestre le plus rare, le thulium (numéro atomique 69), est plus courant que l'or.

Leur rareté renvoie à leur nature dispersée. Les éléments de terres rares existent sur la planète en faibles concentrations, principalement dans les roches ignées appelées carbonatites ou dans les minerais. La Chine produit plus de 80% des éléments de terres rares du monde. L'Australie en exploite relativement peu et, en 2015, la dernière mine d'éléments de terres rares, la carrière américaine California Mountain Pass, a fermé ses portes.

Les éléments rares sont difficiles à séparer, ce qui signifie que l'obtention d'éléments purs est difficile et coûteuse. Il est également difficile de recycler des éléments rares déjà utilisés. Cela ajoute à leur rareté.

L'astatine (At) est l'élément le plus rare au monde, mais c'est un gaz et il n'est pas beaucoup utilisé dans la technologie de tous les jours. Les principaux éléments rares utilisés dans les technologies modernes sont les métaux, c'est donc ce que nous allons examiner aujourd'hui.

©iStock.com/RHJ

Élément de terre rare le plus rare, le thulium est un métal gris argenté. Il est si doux qu'un couteau le tranchera de part en part. Le chimiste suédois Per Teodor Cleve a découvert en 1879 lors de la séparation d'autres éléments. On ne le trouve pas sous forme pure, mais avec d'autres minéraux et toujours en petites quantités.

Les principales utilisations comprennent les appareils à rayons X, les lasers, les céramiques magnétiques, les micro-ondes et les alliages métalliques.

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Découvert en 1803 par l'Anglais Smithson Tennant, l'osmium est l'élément le plus dense. Les scientifiques affirment qu'une quantité d'osmium de la taille d'une brique pèse 56 livres. L'osmium métallique bleu-gris signifie «odeur» en grec, il n'est pas affecté par l'eau, l'air ou l'acide et est un sous-produit du raffinage du nickel.

Il est utilisé pour fabriquer des alliages super durs et des joints à forte contrainte tels que des aiguilles et des pointes de stylo à bille. C'est également un composant de la technologie des empreintes digitales et des stimulateurs cardiaques.

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Le rhodium est un élément métallique rare et très précieux, encore plus que l'or. C'est un métal blanc argenté avec une surface réfléchissante qui ne se corrode pas. L'Anglais William Wollaston a découvert le rhodium en 1803 dans du minerai de platine d'Amérique du Sud. Le rhodium est le plus rare de tous les métaux non radioactifs.

Aujourd'hui, le rhodium est principalement utilisé dans les convertisseurs catalytiques des véhicules pour réduire l'oxyde d'azote des gaz d'échappement. L'accent mis sur les véhicules propres signifie que la valeur du rhodium devrait s'accélérer à l'avenir.

Le rhodium durcit les bijoux et les alliages et améliore la résistance à la rouille des technologies à haute température telles que les enroulements de four, la production de fibre de verre et les bougies d'allumage d'avion.

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L'élément le plus dense et le plus résistant à la corrosion est l'iridium. C'est un élément de terre rare blanc-jaune découvert par un groupe de scientifiques, dont Smithson Tennant, en 1803.

Parce qu'il ne se corrode pas, l'iridium forme un poids et des mesures standard. C'est aussi un agent durcissant pour le platine et on le trouve dans les contacts électriques et les lentilles optiques. En revanche, il est cassant et difficile à travailler à moins qu'il ne soit d'abord chauffé.

L'iridium est si rare sous sa forme pure que les scientifiques estiment qu'il y en a deux parties par milliard dans la croûte terrestre.

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Parce que le praséodyme (c'est-à-dire pra-see-oh-dim-ee-em) devient vert lorsqu'il est mélangé avec de l'oxygène, son nom signifie "jumeau vert" en grec. Cet élément de terre rare est un métal mou, jaune-argenté qui réagit lentement avec l'air, mais réagit rapidement avec l'eau.

Découvert en 1885, le praséodyme donne aujourd'hui des teintes jaunes au verre et à la céramique, c'est un composant des alliages d'aimants permanents et des électrodes à arc de carbone d'éclairage de studio. Le praséodyme est également une partie importante des microphones et des haut-parleurs des téléphones portables.

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Arrivé tardivement dans le tableau périodique, le Français Eugène Demarcay a découvert l'europium en 1903.

Il est argenté, doux et le plus réactif des lanthanides. Il réagit rapidement avec les acides, l'air et l'eau de la même manière que le calcium.

Aujourd'hui l'europium entre dans la composition des écrans de télévision, des écrans d'ordinateurs, des écrans de smartphones (il fait les teintes rouges) et des barres nucléaires car il absorbe les neutrons.

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Découvert en 1885 dans les roches monazite et bastnasite est le néodyme. Il est jaune argenté et très réactif avec l'air, l'eau ou les acides.

Les principales utilisations du néodyme sont les aimants, les lunettes de soudeur et les lasers qui colorent le verre. C'est un filtre spectral incroyable pour les outils astronomiques et est souvent utilisé dans les solariums de bronzage pour filtrer les rayons infrarouges. Le néodyme aide également à alimenter les voitures électriques, les écrans de téléphones portables, les téléviseurs et les batteries rechargeables.

©http://images-of-elements.com/, CC BY 1.0, via Wikimedia Commons – Licence

Le terbium est gris-argenté et se coupe facilement au couteau. Cet élément rare réagit rapidement avec l'eau et les acides, mais lentement avec l'air. Carl Mosander de Suède l'a découvert en 1843.

Les applications actuelles du terbium comprennent les écrans de téléphone portable et de télévision (où il produit la teinte verte), les semi-conducteurs, les ampoules basse consommation et les lasers. L'inclusion du terbium dans la technologie des rayons X médicaux améliore sa sécurité en produisant des images de haute qualité avec des temps d'exposition courts.

Dysprosium signifie "difficile à obtenir" en grec. Le Français Paul Lecoq de Boisbaudran a découvert son existence en 1886. Le dysprosium est un argent brillant et suffisamment mou pour être coupé au couteau.

Aujourd'hui, il est utilisé dans les éoliennes et les aimants des moteurs de voitures électriques et c'est un composant qui fait vibrer les téléphones portables.

Le lanthane est le premier élément de la série des terres rares. C'est un métal doux blanc argenté qui se ternit rapidement dans l'air. Le chimiste suédois Carl Mosander a découvert le lanthane en 1839 en l'extrayant de la découverte de 1803 - l'élément cérium.

D'abord utilisé dans les manteaux de lanternes à gaz, il est maintenant un composant important de l'éclairage au carbone tel que la projection de cinéma et les silex dans les briquets. Le verre créé avec du lanthane améliore la qualité de l'objectif de l'appareil photo. L'alliage de lanthane stocke l'hydrogène gazeux dans les voitures électriques en toute sécurité et c'est un composant essentiel des batteries nickel-métal pour les voitures hybrides.

La croûte terrestre abrite des éléments rares et on les trouve principalement en Chine dans les roches ignées.

La Chine produit plus de 80% de la production mondiale d'éléments de terres rares, ce qui inquiète les économistes et les dirigeants.

La demande est en hausse depuis les années 1950, lorsque les humains ont développé des technologies de pointe et aujourd'hui, elles sont une composante essentielle de notre société moderne basée sur la technologie.

Des éléments rares ont permis aux scientifiques de créer des machines et des technologies qui aident l'industrie, la médecine et l'exploration. Des éléments rares contribuent aux rayons X, aux alliages super résistants pour les avions et à nos smartphones à écran tactile très appréciés. Sans eux, la vie moderne semblerait très différente.

Les éléments les plus rares au monde sont les gaz, mais les métaux rares sont plus répandus dans la technologie moderne.

L'élément de terre le plus rare est considéré comme le thulium, mais les éléments rares ne sont pas ce que vous pourriez considérer comme « rares ». La rareté fait référence à la rareté de trouver des quantités exploitables économiquement viables, aux difficultés d'extraction et au coût de production de leur élément pur.

Les économistes pensent qu'à mesure que notre appétit pour la technologie moderne augmente, la demande d'extraction d'éléments rares ne fera qu'augmenter. À son tour, cela peut créer des conflits avec des pays producteurs d'éléments rares tels que la Chine.

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