Top 10 kim loại quý hiếm và đắt đỏ nhất hành tinh

Ít ai biết rằng còn có những kim loại khác còn hiếm và giá trị tồn tại không ngờ trên hành tinh này.

10. Indi ( Indium) 

Indi là một kim loại thật sự, tương đối hiếm, rất mềm, màu trắng hay xám bạc với ánh sáng màu. Khi ở dạng kim loại nguyên chất và bị uốn cong thì nó phát ra các tiếng kêu răng rắc, tựa như thiếc. Cả gali và indi đều có thể làm ướt thủy tinh. 

,

Ứng dụng quy mô lớn đầu tiên của indi là làm lớp bôi trơn cho các vòng bi của một số tàu bay trong thời kỳ Đại chiến thế giới lần thứ hai. Sau đó, sản xuất indi dần dần tăng lên các ứng dụng mới được tìm thấy trong các hợp kim dễ nóng chảy, thiếc hàn và trong ngành điện tử. Trong thập niên 1950, các hạt indi nhỏ được dùng làm cực phát và cực thu của các tranzito biên hợp kim kiểu PNP. Vào giữa và cuối thập niên 1980, sự phát triển các chất bán dẫn từ phốt phua indi và các màng mỏng từ ôxít thiếc indi cho LCD đã gây ra nhiều sự chú ý. Vào năm 1992, ứng dụng màng mỏng đã trở thành ứng dụng lớn nhất của indi. 

9. Bạc ( Silver)

Bạc là kim loại mềm, dẻo, dễ uốn ( cứng hơn vàng một chút), có hóa trị một, để đúc tiền, có màu trắng bóng ánh kim nếu bề mặt có độ đánh bóng cao. Bạc có độ dẫn điện tốt nhất trong các kim loại, cao hơn cả đồng, nhưng do giá thành cao nên nó không được sử dụng rộng rãi để làm dây dẫn điện như đồng. Một ngoại lệ là trong kỹ thuật tần số radio, đặc biệt ở dải VHF và cao hơn, bạc mạ được sử dụng để tăng tính dẫn điện của một số bộ phận như dây dẫn.

Bạc là kim loại quý có giá trị lâu dài, được sử dụng làm đồng tiền xu, đồ trang sức, chén đũa và các đồ dùng trong gia đình và như một khoản đầu tư ở dạng tiền xu và nén. Kim loại bạc được dùng trong công nghiệp làm chất dẫn va tiếp xúc, trong gương và trong điện phân của các phản ứng hóa học. Các hợp chất của nó được dùng trong phim ảnh và bạc nitrat pha loãng được dùng làm chất tẩy khuẩn. Trong khi nhiều ứng dụng kháng sinh y hoc của bạc đã được thay thế bởi kháng sinh sinh học, nghiên cứu lâm sàng sâu hơn vẫn đang tiếp tục thực hiện.

,

Trong y học, bạc được đưa vào băng vết thương và được sử dụng như một lớp phủ kháng sinh trong các thiết bị y tế. Vết thương băng chứa bạc sulfadiazine hoặc bạc vật liệu nano được sử dụng để điều trị nhiễm trùng bên ngoài. Bạc cũng được sử dụng trong một số ứng dụng y tế, chẳng hạn như ống thông niệu ( nếu có bằng chứng dự kiến cho thấy nó làm giảm ống thông liên quan đến nhiễm trùng đường tiết niệu ) và trong ống thở nội khí quản ( nếu có bằng chứng cho thấy nó giảm liên quan máy thở viêm phổi ). Các bạc ion ( Ag +) Là hoạt tính sinh học và đủ nồng độ sẵn sàng giết chết vi khuẩn trong ống nghiệm . Bạc và bạc hạt nano được sử dụng như một kháng sinh trong một loạt các công nghiệp, y tế, và các ứng dụng.

8. Rheni ( Rhenium) 

Rheni là một trong những nguyên tố hiếm nhất trong lớp vỏ Trái Đất. 

,

Các lượng nhỏ rheni được thêm vào các hợp kim wolfram, và một số hợp chất của rheni cũng được dùng làm chất xúc tác trong công nghiệp hóa chất. Các siêu hợp kim gốc niken được sử dụng trong các động cơ phản lực chứa tới 6% rheni, làm cho ngành này là nơi sử dụng rheni lớn nhất. Do khan hiếm và nhu cầu cao trong chế tạo động cơ phản lực nên rheni thuộc số các kim loại đắt nhất trên thế giới, với giá của nó có những lúc vượt quá 12.000 USD mỗi kilôgam. Rheni, được phát hiện năm 1925, là nguyên tố có đồng vị ổn định trong tự nhiên cuối cùng được phát hiện. Franxi là nguyên tố nguồn gốc tự nhiên cuối cùng được phát hiện, nhưng nó không có đồng vị nào ổn định. Rheni được đặt tên theo sông Rhine.

7. Paladi ( Palladium)

Paladi là một kim loại hiếm màu trắng bạc và bóng, được William Hyde Wollaston phát hiện năm 1803, ông cũng là người đặt tên cho nó là palladium theo tên gọi của Pallas, một tiểu hành tinh được đặt tên theo tên gọi tượng trưng của nữ thần Athena, có được sau khi vị nữ thần này giết chết thần khổng lồ Pallas.

Paladi là kim loại màu trắng bạc và mềm, trông tương tự như platin. Nó có tỷ trọng riêng nhỏ nhất và điểm nóng chảy thấp nhất trong số các kim loại nhóm platin. Nó mềm và dễ uốn khi tôi và tăng sức bền cũng như độ cứng lên rất nhiều khi gia công nguội. 

,

Paladi đôi khi được sử dụng trong ngành kim hoàn như là một kim loại quý, để thay thế cho platin hay vàng trắng. Điều này là do tính chất có màu trắng tự nhiên của nó nên không cần thiết phải mạ rhodi. Nó hơi trắng hơn, nhẹ hơn nhiều và cứng hơn khoảng 12%. Tương tự như vàng, paladi có thể rèn thành các lá mỏng với độ dày cỡ 100 nm ( 1/250.000 inch). Tương tự như platin, nó sẽ phát triển một lớp gỉ mờ theo thời gian. Tuy nhiên, không giống như platin, paladi bị đổi màu ở các nhiệt độ cao trong quá trình hàn, nó trở nên cứng hơn khi bị nung nóng và làm nguội lặp đi lặp lại và sẽ phản ứng với các axít mạnh.

Với công nghệ in ấn in platin, các nhà nhiếp ảnh có thể tạo ra các bản in đen trắng mang tính nghệ thuật cao bằng cách sử dụng các muối platin hay paladi. Thông thường được dùng cùng với platin, paladi là một thay thế cho bạc.

Các lá paladi là một trong vài sự thay thế cho các lá bạc được dùng trong các bản thảo viết tay trang kim ( sơn son thiếp vàng). Việc sử dụng các lá bạc gây ra một số vấn đề do khuynh hướng bị xỉn màu của nó. Các lá nhôm là sự thay thế không đắt tiền, tuy nhiên nhôm khó gia công hơn nhiều so với vàng hay bạc và tạo ra các kết quả ít tối ưu hơn khi sử dụng các kỹ thuật tạo lá kim loại truyền thống và vì thế các lá paladi được coi là sự thay thế tốt nhất mặc dù giá thành khá cao của nó. Các lá platin cũng có thể dùng để tạo ra các hiệu ứng tương tự như các lá paladi, nhưng nó khó kiếm hơn.

6. Osimi ( Osmium)

Osmium là một kim loại chuyển tiếp cứng, giòn, có màu trắng hơi xanh trong nhóm bạch kim được tìm thấy như một nguyên tố vi lượng trong hợp kim, chủ yếu ở quặng bạch kim. Osmium có tông màu xanh xám và là nguyên tố ổn định dày đặc nhất ; nó dày gấp đôi chì và đậm đặc hơn iridium một chút . 

,

Osmium thường được bán dưới dạng bột tinh khiết tối thiểu 99,9%. Giống như các kim loại quý khác, nó được đo bằng trọng lượng của troy và bằng gam . Giá thị trường của osmium không thay đổi trong nhiều thập kỷ, chủ yếu là do ít thay đổi xảy ra trong cung và cầu. Ngoài rất ít có sẵn, osmium rất khó để làm việc, có ít công dụng và là một thách thức để lưu trữ an toàn vì hợp chất độc hại mà nó tạo ra khi oxy hóa.

Trong khi giá 400 đô la mỗi troy ounce vẫn ổn định kể từ những năm 1990, lạm phát kể từ thời điểm đó đã khiến kim loại mất khoảng một phần ba giá trị của nó trong hai thập kỷ trước năm 2019.

5. Iridi ( Iridium)

Iridi là một kim loại chuyển tiếp, cứng, màu trắng bạc thuộc nhóm platin, iridi là nguyên tố đặc thứ 2 ( sau osmi) và là kim loại có khả năng chống ăn mòn nhất, thậm chí ở nhiệt độ cao khoảng 2000 °C. Mặc dù chỉ các muối nóng chảy và halogen nhất định mới ăn mòn iridi rắn, bụi iridi mịn thì phản ứng mạnh hơn và thậm chí có thể cháy. 

,

Iridi được Smithson Tennant phát hiện năm 1803 ở Luân Đôn, Anh, trong số các tạp chất không hòa tan trong platin tự nhiên ởNam Mỹ. Mặc dù nó là một trong những nguyên tố hiếm nhất trong vỏ Trái Đất, với sản lượng và tiêu thụ hàng năm chỉ 3 tấn, nó có nhiều ứng dụng trong công nghiệp đặc thù và trong khoa học. Iridi được dùng với chức năng chống ăn mòn cao ở nhiệt độ cao như nồi nung làm tái kết tinh của các chất bán dẫn ở nhiệt độ cao, các điện cực trong sản xuất clo, và máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ được dùng trong phi thuyền không người lái. Các hợp chất iridi cũng được dùng làm các chất xúc tác trong sản xuất axit axetic. Trong công nghiệp ôtô, iridi được dùng làm bugi ( high-end after-market sparkplugs) với vai trò điện cực trung tâm, thay thế việc sử dụng các kim loại thông thường.

Các dị thường iridi cao trong lớp sét thuộc ranh giới địa chất K-T ( kỷ Creta-kỷ Trias) đã đưa đến giả thuyết Alvarez, mà theo đó sự ảnh hưởng của một vật thể lớn ngoài không gian đã gây ra sự tiệt chủng của khủng long và các loài khác cách đây 65 triệu năm. Iridi được tìm thấy trong các thiên thạch với hàm lượng cao hơn hàm lượng trung bình trong vỏ Trái Đất. Người ta cho rằng lượng iridi trong Trái Đất cao hơn hàm lượng được tìm thấy trong lớp vỏ đá của nó, nhưng có mật độ cao và khuynh hướng của iridi liên kết với sắt, hầu hết iridi giảm theo chiều từ bên dưới lớp vỏ đi vào tâm Trái Đất khi Trái Đất còn trẻ và vẫn nóng chảy.

Iridi có thể được làm thành dải hoặc dây mảnh bằng cách cán hoặc chuốt kéo. 

Iridi được ứng dụng trong sản xuất, công nghiệp và y học, khoa học rất phổ biến, nhu cầu sử dụng ngày càng trở nên tăng mạnh.

4. Ruteni ( Ruthenium)

Ruthenium là một kim loại chuyển tiếp hiếm hoi thuộc nhóm bạch kim của bảng tuần hoàn . Giống như các kim loại khác thuộc nhóm bạch kim, ruthenium trơ với hầu hết các hóa chất khác. Nhà khoa học gốc Nga gốc Baltic, Karl Ernst Claus, đã phát hiện ra nguyên tố này vào năm 1844 tại Đại học Quốc gia Kazan và đặt tên theo tên Latin của quê hương, Ruthenia . Ruthenium thường được tìm thấy như một thành phần nhỏ của quặng bạch kim.

,

Vì nó làm cứng hợp kim bạch kim và palađi, ruthenium được sử dụng trong các tiếp xúc điện , trong đó một màng mỏng là đủ để đạt được độ bền mong muốn. Với đặc tính tương tự và chi phí thấp hơn rhodium, tiếp xúc điện là một công dụng chính của ruthenium. Tấm được đặt vào đế bằng cách mạ điện hoặc phún xạ. 

Ruthenium dioxide với chì và bismuth ruthenate được sử dụng trong điện trở chip màng dày. Hai ứng dụng điện tử này chiếm 50% lượng tiêu thụ ruthenium. 

Nhiều hợp chất chứa ruthenium thể hiện tính chất xúc tác hữu ích. Các chất xúc tác được phân chia thuận tiện thành các chất hòa tan trong môi trường phản ứng, các chất xúc tác đồng nhất và các chất xúc tác không được gọi là các chất xúc tác không đồng nhất.

Hạt nano Ruthenium có thể được hình thành bên trong halloysite . Khoáng chất phong phú này tự nhiên có cấu trúc của các ống nano cuộn ( ống nano), có thể hỗ trợ cả quá trình tổng hợp nanocluster và các sản phẩm của nó để sử dụng tiếp theo trong xúc tác công nghiệp. 

Một số phức hợp ruthenium hấp thụ ánh sáng trong toàn phổ nhìn thấy và đang được nghiên cứu tích cực cho các công nghệ năng lượng mặt trời . Ví dụ, các hợp chất dựa trên Ruthenium đã được sử dụng để hấp thụ ánh sáng trong các pin mặt trời nhạy cảm với thuốc nhuộm , một hệ thống pin mặt trời giá rẻ mới đầy hứa hẹn .

Nhiều oxit dựa trên ruthenium cho thấy các tính chất rất khác thường, chẳng hạn như hành vi điểm quan trọng lượng tử , siêu dẫn kỳ lạ ( ở dạng strontium ruthenate ), và ferromagnetism nhiệt độ cao.

3. Vàng ( Gold)  

Vàng đã được biết tới và sử dụng bởi các nghệ nhân từ thời đồng đá. Các đồ tạo tác bằng vàng ở Balkan xuất hiện từ thiên niên kỷ 4 trước Công Nguyên, như những đồ vật được tìm thấy tại Varna Necropolis. Các đồ tạo tác bằng vàng như những chiếc mũ vàng và đĩa Nebra xuất hiện ở Trung Âu từ thiên niên kỷ 2 trước Công Nguyên tại Thời đồ đồng.

Vàng là kim loại chuyển tiếp ( hoá trị 3 và 1) mềm, dễ uốn, dễ dát mỏng, màu vàng và chiếu sáng, vàng không phản ứng với hầu hết các hoá chất nhưng lại chịu tác dụng của nước cường toan ( aqua regia) để tạo thành axit cloroauric cũng như chịu tác động của dung dịch xyanua của các kim loại kiềm. Kim loại này có ở dạng quặng hoặc hạt trong đá và trong các mỏ bồi tích và là một trong số kim loại đúc tiền.

,

Vàng nguyên chất quá mềm không thể dùng cho việc thông thường nên chúng thường được làm cứng bằng cách tạo hợp kim với bạc, đồng và các kim loại khác. Vàng và hợp kim của nó thường được dùng nhiều nhất trong ngành trang sức, tiền kim loại và là một chuẩn cho trao đổi tiền tệ ở nhiều nước. Vì tính dẫn điện tuyệt vời, tính kháng ăn mòn và các kết hợp lý tính và hóa tính mong muốn khác, vàng nổi bật vào cuối thế kỷ XX như là một kim loại công nghiệp thiết yếu.

2. Bạch kim ( Platinum)

,

Platin là một kim loại chuyển tiếp quý hiếm, màu xám trắng, đặc dẻo, dễ uốn. Mặc dù nó có sáu đồng vị tự nhiên, những Platin vẫn là một trong những nguyên tố hiếm nhất trong lớp vỏ Trái Đất với mật độ phân bố trung bình khoảng 0,005 mg/kg.  

Platin được sử dụng trong làm chất xúc tác, trang thiết bị phòng thí nghiệm, thiết bị điện báo, các điện cực, nhiệt kế điện trởbạch kim, thiết bị nha khoa, và đồ trang sức. Platin là một vật liệu khan hiếm, quý và rất có giá trị bởi vì sản lượng khai thác hằng năm chỉ tầm vài trăm tấn. Vì là một kim loại nặng, nó có ảnh hưởng không tốt đối với sức khỏe khi tiếp xúc với các muốicủa nó, nhưng do khả năng chống ăn mòn cho nên nó ít độc hại hơn so với các kim loại khác. Một số hợp chất của Platin, đặc biệt là cisplatin, được sử dụng để dùng trong hóa trị liệu chống lại một số loại ung thư.

1. Rodi ( Rhodium)

Rhodi là một kim loại màu trắng bạc, cứng và bền, có hệ số phản xạ cao. Rhodi kim loại thông thường không tạo ra ôxít, ngay cả khi bị nung nóng. Ôxy bị hấp thụ từ khí quyển ở điểm nóng chảy của rhodi, nhưng khi hóa rắn thì ôxy lại được giải phóng. Rhodi có điểm nóng chảy cao hơn nhưng tỷ trọng riêng thấp hơn của platin. Nó không bị phần lớn các axít ăn mòn: nó hoàn toàn không hòa tan trong axít nitric và chỉ hòa tan một chút trong nước cường toan. Hiện tượng tan hoàn toàn của rhodi ở dạng bột chỉ thu được trong axít sulfuric.

,

Nó thuộc về nhóm những kim loại quý đắt tiền nhất, nhưng giá cả dao động mạnh, phụ thuộc vào nhu cầu thị trường. 

Rhodi đã từng được sử dụng như là biểu tượng cho danh dự hay sự giàu có, khi các kim loại quý khác được sử dụng phổ biến hơn như bạc, vàng hay platin được coi là chưa đủ. Năm 1979, Guinness Book of World Records tặng Paul McCartney một đĩa mạ rhodi vì họ coi ông là nhạc sĩ sáng tác bài hát cũng như là nghệ sĩ có lượng bài hát được bán nhiều nhất mọi thời đại. Guinness cũng ghi nhận các đồ như " bút đắt tiền nhất" hay " bàn cờ đắt tiền nhất" thế giới đều là những vật chứa rhodi.

Tổng hợp khoa học