今天小編分享的科學經驗：美國滿世界找的稀土資源，到底是個啥？，歡迎閲讀。
近日，國際相關熱點中頻頻提到了 " 稀土 " 這種資源。
圖源：網絡截圖
這确實是一種重要的資源。在生活中它離咱們并不遙遠。當你打開手機，螢幕背光中的铕元素正發出柔和紅光；當你乘坐新能源車出行時，電機裏的钕鐵硼磁體正将電能轉化為動能；午休網購時，為數據精準傳輸保駕護航的光纖，其核心摻雜着铒元素——這些都是稀土。
那麼稀土究竟是什麼？到底有多重要呢？今天咱們就來聊聊。
稀土是什麼？有什麼用？
在元素周期表裏，有這樣 17 位特殊的成員，镧系的 15 個元素從镧到镥，再加上钪和钇這兩個 " 編外成員 "，它們被統稱為稀土。
小挑戰來了！
下面這些稀土家族的成員，你都能念對它們的名字嗎？（答案在文末）
镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇
從化學角度探究，為何這 17 個元素能歸為一族，且化學性質如此相似呢？
奧秘在于它們的外層電子構型。元素的化學性質主要由外層電子構型決定，在周期表中從镧到镥的稀土元素，随着原子序數遞增，新增的電子會填充進 4f 和 5d 内層軌道，然而外層的 6s 軌道始終保持着 2 個電子。
這種高度相似的電子排布，使得它們擁有相近的離子半徑以及相似的化學鍵特性。不那麼了解化學專業的朋友，則可以把它們想象成性格極為相似、總愛抱團出現的多胞胎兄弟。
在自然界裏，稀土常常以氧化物的形态示人，外觀灰蒙蒙的，這才被誤解為 " 土 "。可實際上，它們有着 " 工業維生素 " 的美譽，應用範圍極其廣泛。
從高端的軍事裝備到常見的民用電子產品，稀土元素的身影無處不在，在其中發揮着提升顯示效果、增強性能等關鍵作用，為現代工業的發展注入了強大動力。
稀土氧化物 圖片來自 wiki
稀土到底 " 稀 " 在哪兒？
稀土裏帶一個 " 稀 " 字，望文生義的話可能會覺得稀土是罕見之物，其實并非如此。我國在稀土資源儲量上堪稱 " 土豪 "，全球稀土儲量分布中，我國獨占 36.7% 的份額。内蒙古的白雲鄂博礦就是輕稀土領網域的 " 大哥 "，镧、铈等輕稀土儲量極為豐富。而在南方，江西、廣東等地的離子型礦則以铽、镝等中重稀土為主。中重稀土在一些高端尖端科技領網域有着不可替代的作用，這些地區的離子型礦為我國乃至全球的高端產業發展提供了關鍵的資源支撐。
輕稀土和重稀土有何區别呢？輕稀土元素具有較低的原子序數和相對較小的質量，：包括镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）和铕（Eu）共 7 仲元素。
重稀土元素的原子序數則較高，原子量較大，包括钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）、钪（Sc）和钇（Y）共 10 個元素。盡管钇的原子量僅為 89，但由于其離子半徑在其它重稀土元素的離子半徑鏈環之中，其化學性質更接近重稀土元素。在自然界也與其它重稀土元素共生，故它被歸為重稀土組。
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既然稀土儲量并不算少，那為何會如此 " 稀罕 " 呢？原因在于稀土元素的特性。
前面提到，稀土元素就像多胞胎，化學性質相似到親媽都難以分清，這就導致它的提煉提純難度極大。傳統分離方法效率低得讓人懷疑人生，往往需要重復幾百次的操作，才能達到分離的效果。這種高難度的提煉過程，使得稀土在實際應用中顯得尤為珍貴，有了 " 稀罕 " 的标籤。
徐光憲院士提出的萃取技術
幫助中國稀土成為王牌
眾所周知，目前中國的稀土產量位居世界首位，而這個位置來之不易。20 世紀 80 年代，我國雖然有豐富的稀土資源，卻因為缺乏高效的提純技術，只能低價出口混合稀土，再高價進口國外提純的高純度稀土產品。而徐光憲院士提出的串級萃取技術，徹底改變了這種格局。
以镨钕分離為例，使用串級萃取技術的話，純度可達到 99.99%，而且成本還降低了 75%。在串級萃取技術引領下，中國稀土行業實現了質的飛躍，在國際舞台上擁有了更強的話語權，為後續我國稀土產業的蓬勃發展奠定了堅實基礎。如此巨大的貢獻，也讓徐光憲院士獲得了 2008 年度 " 國家最高科學技術獎 "。
也正因為有了這樣的底氣，在中美貿易戰的風雲變幻中，稀土成為了我國手中一張關鍵的 " 資源王牌 "。因為導彈制導、隐形戰機、激光鐳射等眾多高科技軍事裝備的制造，都離不開稀土元素。美國自家的稀土礦早已面臨開采困境，急得滿世界尋找替補。
當然，其他國家雖然也有一定的稀土儲備，但在配套的開采提煉技術上卻遠遠跟不上，這就導致美國即便四處尋求替代，依然很難滿足其龐大的稀土需求。
這讓美國在高科技產業和軍事裝備發展上感受到了前所未有的壓力，也讓世界看到了中國稀土資源的重要戰略地位。
新規來襲！稀土行業開啓高質量發展
2024 年底，國家重磅出台新規，為稀土行業的發展指明了新的方向。新規要求對稀土減少開采，這并非是限制稀土產業的發展，而是為了更加合理地利用這一寶貴資源。同時，鼓勵回收，通過建立完善的回收體系，将廢棄電子產品、工業廢料等其中藴含的稀土元素重新提取出來，實現資源的循環利用。此外，還加強綠色技術研發，推動稀土行業向更加環保、可持續的方向發展。
這也帶動了新的投資機會，我們日常使用的電子設備，如手機、電腦，還有新能源車，這些設備中都包含稀土元素。芯片制造過程中，稀土磁材能夠精準控制電流，钕、镝更是高性能半導體的重要元素。中國稀土供應鏈自主可控，這就相當于給芯片研發加了一層 " 物理外挂 "，為我國的科技產業提供了堅實的後盾，讓我們在全球科技競争中擁有了更強的底氣。
最後，看一下 17 個稀土元素，你讀對了幾個呢？
镧（L á n）、铈（Sh ì）、镨（P ǔ）、钕（N ǚ）、钷（P ǒ）、钐（Sh ā n）、铕（Y ǒ u）、钆（G á）、铽（T è）、镝（D ī）、钬（Hu ǒ）、铒（Ě r）、铥（Di ū）、镱（Y ì）、镥（L ǔ）、钪（K à ng）、钇（Y ǐ）
這 17 個元素，每一個都有着獨特的性質和重要的用途，它們共同構成了稀土這個神秘而又強大的家族，在現代工業和科技領網域中發揮着不可替代的作用，見證着中國從稀土資源大國向稀土科技強國邁進的堅實步伐。
策劃制作
作者丨 Denovo
審核丨孫明軒 上海工程技術大學 教授
策劃丨丁崝
責編丨丁崝
審校丨徐來 林林
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