國立嘉義大學 應用化學系 和 高雄醫學大學 醫藥暨應用化學系
蘇 明 德 教 授
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「稀土元素」(Rare Earth Elements)因其在高科技和軍事領域扮演著關鍵性的地位,已成為國際政治博弈和現代戰爭的戰略重要資源,在全世界各地引發了搶奪及控制「稀土元素」資源的大大小小競爭。隨著近期俄國和烏克蘭戰爭的持續,「稀土元素」的戰略地位更加凸顯,特別是關於美國與烏克蘭及中國大陸和歐美日之間的「稀土元素」各種爭奪與談判,都強烈顯示著「稀土元素」在地緣政治及現代高端科技領域的非凡價值。這篇文章就是要來介紹「稀土元素」的點點滴滴。
其實〝稀土〞(Rare Earth)這兩個字是18世紀末期的化學家們取的。當時的人們習慣於把那些不溶於水的固態氧化物稱為〝土〞(Earth),而「稀土元素」在最初被發現的時候,限於各種因素之故,找到的都是未經精鍊的不純氧化物,而且也不是只含一種純淨元素的氧化物,或者只不過是含某一「稀土元素」氧化物的成分較多而已。這些「稀土元素」氧化物恰巧也都不溶於水,而且也都沒有金屬光澤,外形模樣又與地上的泥土十分相似,於是早期的化學家就將這些化學元素籠統地叫做〝土〞(Earth)。
除此之外,「稀土元素」在自然界的分布十分分散,幾乎沒有獨立的礦藏,也就是在礦藏中「稀土元素」總是交纏混雜共存在一起。並且,這些「稀土元素」彼此的化學和物理性質又十分相似,因此發現它們和分離它們、甚至研究它們都非常困難。就這樣,這種元素給人一種稀少、罕見的感覺,於是人們就把它們稱為「稀土元素」。
「稀土元素」的重要特點是:它們的化學性質很活潑、熔點又低,且具有〝可塑性〞(malleable)。並且絕大多數的「稀土元素」可呈現〝鐵磁性〞,能夠在石油化工、電子、冶金、機械、能源、電腦、人工智慧等方面發揮相當大的功效。