مقدمه

عناصر گروه خاك هاي نادر (Rear Earth) كه لاتين آن (Terra Rarae) است و به طور اختصاري R.E يا Tr ناميده مي شوند، به دليل عنصر لانتانتيم

(La ) به عنوان سر گروه به لانتانيدها ( Lanthanides) نيز معروفند و در رديف ششم جدول تناوبي عناصر واقع شده اند . اعداد اتمي 57 تا 71 دارند و عبارتند از:

كه در آرايش الكتروني آن ها يك الكترون در اوربيتال 5d موجود است و اوربيتال 4f از عنصر سريم (Ce) به بعد به ترتيب كامل و اشغال مي شود.

عناصر اين گروه ، با وجود اهميت فراوان و استفاده بي شمار صنعتي ، به دليل گراني در بازار و فراواني ناچيز، كم تر مورد توجه قرار گرفته اند. از بين اين عناصر، تنها عناصر پروميتم (Prometium pm) به صورت مصنوعي ساخته شده است . عنصر ايتريوم Y ( Yttrium) با عدد اتمي 39 عنصر ديگري است كه معمولا با عناصر خاك هاي نادر ذكر مي شود ، هر چند كه در جدول تناوبي عناصر جاي مشخصي در بين اين سري از عناصر ندارد، ولي به دليل شباهت هاي زيادي در خواص شيميايي و ژنو شيميايي، همواره همراه با اين گروه نامبرده مي شود.

گروه خاك هاي نادر به دو گروه تقسيم مي شوند: زير گروه سريم ، شامل عناصر(sm،Eu ،Gd، La، Ce، Pr، Nd،) كه به صورت Trce نشان داده مي شوند:و زير گروه ايتريوم ، كه شامل عناصر (Tu، Er، Ho، Dy، Tb، Lu، Yb و به TRy مشخص مي گردند ، با اينكه معمولا خود عنصر ايترتيوم Y شامل اين زير گروه نمي شود. در تقسيمات ژئو شيميايي اين گروه را به سه زير گروه تقسيم كرده اند( 1974،1969،D.Mineyer)

زير گروه لانتانيوم ، شامل عناصر La، Ce، Nd كه اختصار آن ( La، Nd) 4 است.

زير گروه ايتريوم شامل عناصر Ho، Dy، Tb، Gd، Eu‌، Sm كه اختصاري آن ( sm Ho) 4 است.

زير گروه اسكانديوم شامل عناصر Er، Tm، Yb، La كه اختصاري آن ( Er Lu) 4 است.

يكي ديگر از عناصري كه به عنوان كاني همراه در اكثر كاني هاي اين گروه موجود است و به عنوان محصول فرعي از تصفيه سنگ معدن كمپلكس خاك هاي نادر به دست مي آيد، عنصر توريم Th( Thorium) با عدد اتمي 90 است. اين عنصر جزو عناصر آكتنيد است ، و از اين نظر اهميت دارد. همراهيش با اين گروه از عناصر دراني هاي مختلف از جمله مونازيت بفرمول كلي 4o( p، Si) (ce، La، Th) كه در صورت همراه داشتن اورانيوم

(u) براي تعيين سن مطلق سنگ ها از طريق تجزيه ايزوتوپي نيز به كار مي رود موجب شده كه همراه با اين گروه از عناصر و با يك متد آناليزه اندازه گيري شود. به طور كلي ، معروف ترين نهشته هاي اين گروه از عناصر تا كنون بدين صورت بدست آمده اند:

1 magmatic

2 Feldspathic Metasomatites

3 Skarn

4 Carbonatites

5 Hydrothermal Plutonogenic

6 Placers

7 Sedimentary deposits

در ايران گروه ، عناصر خاكي نادر براي نخستين بار با روش ( سپكتروگرافي مورد بررسي قرار گرفت و اكثر عناصر گروه نيز در اين بررسي اندازه گيري گزارش آن نيز تهيه شد( صالح آبادي – آذريان ، 1361) ولي به دليل فراواني بسيار كم اين سه عنصر اخير، خطوط طيفي آن ها غير قابل بررسي و بود. البته تداخل و مزاحمت هاي خطوط منتشره از ديگر عناصر اين گروه نيز مانع از مطالعه بررسي خطوط طيفي عناصر مورد بحث كنوني ما مي شد. از طرف ديگر تركيب اصلي ( Matrix يا Base) قبلي نيز، كه سيليكات بود، زمينه خوبي در مرحله تحريك در منبع اصلي انرژي جهت دست يابي به خطوط اين عناصر نداشت، و اين مسئله اخير باعث شد تا برسي و مطالعه كنوني با تغيير تركيب اصلي از سيليكات به فسفات و كربنات ، و تغييرات كلي ديگري در شرايط كار در مراحل مختلف انجام گيرد و با مطالعات زياد و مقايسه حالات و خطوط مختلف طبيعي به نتايج خوبي برسيم و سرانجام منحني استاندارد اين عناصر بسيار خوب و قابل قبولي رسم شود و مورد استفاده قرار گيرد. در ضمن عناصر نادر خاكي را با علامت اختصاري ( REE) نشان مي دهند .

تاثير عناصر كمياب خاكي

تاثير بر بدن انسان:

عناصر كمياب خاكي در وسايل خانه مانند تلويزيون رنگي ، لامپهاي رنگي ، لامپهاي فلورسنت ، لامپهاي ذخيره انرژي و شيشه به كار مي رود و كاربرد اين عناصر در حال افزايش است.

وجود اين عناصر در محيط كار خطرناك است زيرا گاز آن با مواد استنشاق مي شود و باعث انسداد ريه مي شود به ويژه اگر براي مدت طولاني مورد استنشاق قرار گيرد و همچنين اكثر آن ها باعث ايجاد سرطان در انسان مي‌شود و استنشاق آن احتمال بروز سرطان را افزايش مي دهد در نهايت وقتي در بدن انسان تجمع يابد براي كبد خطرناك است از طرفي اكثر اين فلزات سمي مي باشند كه از طريق پوست بدن جذب مي گردد كه باعث مسمويت و در نتيجه باعث مرگ مي شود.

تاثير در محيط زيست:

فلزات كمياب خاكي به طريق مختلف و عمدتا در اثر صنايع توليد كننده نفت در محيط پراكنده مي شوند به علاوه وقتي لوازم منزل دور ريخته مي شوند اين عناصر وارد محيط زيست مي شوند به تدريج در خاك تجمع مي يابند و در نهايت غلظت آن دربدن انسان و جانوران و ذرات خاك افزايش مي يابد.

در جانوران آبزي عناصر نادر خاكي باعث آسيب غشاي سلولي مي شود كه روي توليد مثل و عملكرد سيستم عصبي اثر منفي دارد.

رفتار زمين شيميايي عناصر خاكي كمياب موضوع مطالعات وسيعي در دهه هاي گذشته بوده است . علت اين امر بر جالب بودن اين عناصر سودمندي آن ها در پاسخگويي به مسايل گوناگون سنگ شناختي و كاني شناختي است . توزيع اين عنصرها در سيستمهاي آذرين ، به ويژه در مطالعات سنگ زادي مناسب است .

كمپلكس سازي اين عنصرها در محيطهاي مايع مي تواند براي درك بهتر نسبت اجزاي آنيوني سازنده به كار رفته رفتار اكسايش – كاهش آنها مي تواند در تشخيص حدود فعاليت اكسيژن در يك سيستم كمك كند. نا متحرك بودن نسبي اين عنصرها در طول انواع خاصي از دگرگونيهاي سنگ ها ، وسيله مناسبي براي تعيين طبيعت يا ماهيت سنگ اوليه است . افزون بر اين به دليل خصوصيات فيزيكي و شيميايي ويژه برخي از تركيبهاي عناصر خاكي كمياب ، بسياري از آنها از اهميت اقتصادي قابل توجهي برخوردارند.