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terre rare

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terre rare In chimica, gruppo di 15 elementi chimici di numero atomico da 57 a 71. Gli elementi delle t. erano ritenuti in passato presenti solo in minerali rari, da cui il loro nome; in realtà si calcola che il cerio sia presente sulla crosta terrestre con la stessa abbondanza del rame, mentre il tulio, che è il più raro, è comunque più abbondante del cadmio. Sono caratterizzati dal fatto che al variare del numero atomico le proprietà chimiche rimangono pressoché le stesse: ciò in quanto al crescere del numero atomico gli elettroni aggiunti vanno a completare strati interni, lasciando inalterato quello di valenza; perciò nel sistema periodico degli elementi essi vengono a occupare un solo posto, al 3° gruppo; anzi, per il fatto che il lantanio (numero atomico 57) costituisce il primo elemento del gruppo, le t. si dicono appartenere o costituire il gruppo dei lantanidi.

tab.

Gli elementi delle t., in base all’analogia di comportamento chimico, vengono suddivisi spesso in elementi del gruppo del cerio, del gruppo del terbio e del gruppo dell’ittrio (v. tab.); quest’ultimo non appartiene alle t., ma si trova spesso in natura insieme a esse. Però fra i tre gruppi si hanno diverse sovrapposizioni, per cui appare più conveniente una suddivisione in due soli gruppi, del cerio e dell’ittrio, con un punto di separazione fra i due in corrispondenza dell’elemento a numero atomico 64. Il primo gruppo comprende gli elementi più abbondanti in natura, che si comportano come basi forti, il secondo invece raggruppa elementi che possiedono un comportamento di basi più deboli.

Gli elementi delle t. non hanno minerali propri che li contengono in forma più o meno concentrata, ma sono diffusi in natura in un centinaio di minerali, sotto forma di ossidi, carbonati, silicati, fosfati, associati ad altri elementi (calcio, berillio, ferro, alluminio ecc.). I minerali in cui gli elementi delle t. sono presenti in quantità sufficiente per essere estratti sono essenzialmente la monazite, la bastnaesite, la xenotina e anche, ma in misura minore, l’apatite e l’uraninite. Questi minerali sono localizzati, per più del 95% del totale, in Cina, negli Stati Uniti (Minnesota) e in India; la Cina da sola ne dispone per l’80% circa.

Il recupero e la separazione degli elementi delle t. presentano notevoli difficoltà sia per le basse concentrazioni dei singoli elementi presen;ti nei minerali sia per le strette somiglianze chimiche e fisiche tra loro esistenti. L’estrazione degli elementi delle t. dai minerali che li contengono inizia con la preparazione di concentrati mediante l’eliminazione di gran parte dei componenti estranei. Il sistema seguito non può essere lo stesso per tutti i minerali: in quelli ricchi di carbonati (bastnaesite) si può procedere a trattamenti con acidi minerali (cloridrico ecc.), specie a caldo, o a calcinazione; mentre nel caso di minerali contenenti fosfati (monaziti) si può ricorrere a sistemi di flottazione. Il trattamento con acidi decompone i carbonati trasformandoli in cloruri solubili; alla decomposizione ottenuta per calcinazione segue un trattamento del residuo con acidi; in entrambi i casi le soluzioni ottenute si filtrano per allontanare i residui insolubili; dalle soluzioni, contenenti oltre agli elementi delle t. anche gli altri componenti solubilizzati, si procede all’ottenimento dei primi mediante precipitazione, per lo più sotto forma di idrati che, per calcinazione, forniscono miscele di ossidi che in alcuni casi possono essere utilizzate tal quali o possono essere poi frazionate, con sistemi diversi (cristallizzazione, scambio ionico, estrazione con solvente), per fornire i singoli componenti, a gradi piuttosto elevati di purezza.

La metallurgia assorbe un’elevata percentuale della produzione di elementi delle terre rare. L’aggiunta di t. ai metalli, infatti, esplica diverse funzioni: negli acciai controlla le inclusioni di solfuri, nelle leghe contenenti nichel provoca un innalzamento della temperatura di lavorazione, in altri casi riduce la dilatazione termica ecc. Il samario è il più efficace fra gli elementi delle t. impiegati per migliorare le caratteristiche dei materiali magnetici. Il neodimio è entrato come elemento laser attivo nei laser a granati per la sua capacità di favorire lo spostamento delle radiazioni verso il vicino infrarosso. Interessanti possibilità di sviluppo sembrano avere tre classi di superconduttori a ossido di rame contenenti t.: la prima contiene lantanio, la seconda neodimio e cerio, la terza ittrio.

Per l’uso di materiali a base di cerio come catalizzatori ➔ cerio.

Vedi anche
praseodimio Elemento chimico, simbolo Pr, numero atomico 59 e peso atomico 140,91, di cui non si conoscono isotopi stabili. Appartiene al gruppo delle terre rare; fu identificato nel 1885 da K. Auer von Welsbach, il quale lo isolò dal didimio che, fino ad allora, era stato considerato un elemento. Metallo di color ... itterbio Elemento chimico del gruppo delle terre rare, scoperto da J.-C. Marignac (1878): simbolo Yb, numero atomico 70, peso atomico 173,04; ne sono noti 7 isotopi. Il suo nome deriva dal nome della località di Ytterby, in Svezia, dove fu rinvenuto. In natura si trova in piccole quantità in quasi tutti i minerali ... gadolinio Elemento chimico del gruppo delle terre rare, simbolo Gd, numero atomico 64, peso atomico 156,9, densità 7,95 g/cm3. Isolato nel 1880 da J.-C. Marignac, è un metallo incolore che imbrunisce in presenza di umidità. In natura si trova principalmente nella gadolinite. Insieme all’europio viene isolato dalle ... scandio Elemento chimico di transizione, scoperto da L.F. Nilson nel 1879; simbolo Sc, numero atomico 21, peso atomico 44,96; è presente in natura solo come isotopo 4521Sc, mentre ne sono noti diversi isotopi artificiali. Il minerale più ricco di s. è la thortveitite (ca. 40% in Sc2O3), trovata in Scandinavia, ...
Categorie
  • MINERALOGIA in Geologia
  • CHIMICA INORGANICA in Chimica
Tag
  • SISTEMA PERIODICO
  • CROSTA TERRESTRE
  • ELEMENTI CHIMICI
  • SUPERCONDUTTORI
  • NUMERO ATOMICO
Altri risultati per terre rare
  • terre rare
    Dizionario delle Scienze Fisiche (1996)
    tèrre rare [CHF] Meglio, elementi delle t.: gruppo di 14 elementi chimici, rari, aventi numero atomico da 58 (cerio) a 71 (lutezio), caratterizzati dall'avere proprietà chimiche quasi uguali, in quanto gli elettroni che progressivamente s'aggiungono nella struttura atomica al crescere del numero atomico ...
  • TERRE RARE
    Enciclopedia Italiana - V Appendice (1995)
    Eugenio Mariani (XXXIII, p. 651; App. II, II, p. 991; App. III, II, p. 948) Pur se esse rappresentano, da cui il loro nome, una rarità, in questi ultimi decenni hanno assunto importanza sempre crescente, tanto che il loro impiego oggi si valuta intorno alle 100.000 t l'anno (come ossidi). Gli elementi ...
  • TERRE RARE
    Enciclopedia Italiana - III Appendice (1961)
    (XXXIII, p. 651; App. II, 11, p. 991) RARE La presenza di elementi delle t. r. tra i prodotti di fissione dei reattori nucleari, il problema della loro separazione, la necessità di studiare le loro proprietà dal punto di vista nucleare costituiscono i motivi principali che hanno determinato l'intensificarsi ...
  • TERRE RARE
    Enciclopedia Italiana - II Appendice (1949)
    (XXXIII, p. 651) Luigi Rolla RARE Le conoscenze sugli elementi delle terre rare si sono ampliate e approfondite considerevolmente nell'ultimo decennio. Notevolissima importanza ha avuto la pubblicazione del monumentale Atlas der Spektren der seltenen Erden (1945), curata da R. Gatterer, P. Junkes, ...
  • TERRE RARE
    Enciclopedia Italiana (1937)
    Luigi Rolla . D. I. Mendeleev, nel sistema periodico degli elementi (vedi, periodico, sistema) ordinato secondo il peso atomico crescente, aveva individuato quattro pause di periodicità: le tre terne dell'ottavo gruppo (ferro-cobalto-nichelio; rutenio-rodio-palladio; osmio-iridio-platino) e le terre ...
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Vocabolario
tèrra
terra tèrra s. f. [lat. tĕrra]. – 1. a. In astronomia e geofisica, il pianeta su cui noi viviamo, il terzo dei pianeti del sistema solare in ordine di distanza dal Sole (dal quale dista 150 milioni di chilometri in media) e il quarto in...
pied-à-terre
pied-a-terre pied-à-terre 〈pi̯èt a tèer〉 locuz. m., fr. (propr. «piede a terra»). – Appartamento, generalm. di piccole dimensioni, usato solo temporaneamente e per brevi soggiorni da chi abitualmente risiede altrove: mi ha prestato il suo...
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