Könnyű ritkaföldfémek (LREE)

A könnyű ritkaföldfémek, a könnyűcsoportos ritkaföldfémek vagy a LREE a lantanid sorozat a ritkaföldfémek, amelyek maguk is egy speciális készlet átmeneti fémek. Más fémekhez hasonlóan a ritka könnyűfémeknek is fényes fémes megjelenése van. Ezek általában színes komplexeket képeznek oldatban, hőt és elektromos áramot vezetnek, és számos vegyületet képeznek. Ezen elemek egyike sem fordul elő természetes formában. Bár az elemek nem nagyon ritkák az elemek bősége szempontjából, rendkívül nehéz elválasztani egymástól. A ritkaföldfémeket hordozó ásványok nem oszlanak el egyenletesen az egész világon, tehát az elemek a legtöbb országban nem ritkák, ezért be kell őket importálni.

Látni fogja a különböző források webhelyét, kissé eltérő listákat az elemekről, amelyeket LREE-nek osztályoznak, de az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma A Belügyminisztérium, az Egyesült Államok Geológiai Szolgálata és a nemzeti laboratóriumok nagyon konkrét kritériumkészletet alkalmaznak az elemek hozzárendelésére csoport.

A ritkaföldfémek könnyűcsoportjai a következők konfigurációján alapulnak: 4f elektronok. A LREE-nek nincs párosított elektronja. Ez azt jelenti, hogy a LREE csoport nyolc 57-es atomszámú elemből áll (lantán, páratlan 4f-elektronok nélkül) a 64-es atomszámon (gadolinium, 7 páratlan 4f-elektronmal):

• lantán (La) - csúcsminőségű optikai lencsékben és lantán-nikkel-fém-hidrid (NiMH) újratölthető elemekben használják
• cérium (Ce) - a földkéreg 25. legelterjedtebb elem (tehát egyáltalán nem ritka), amelyet katalitikus átalakítókban és polírozóporként használnak az oxidban
• prazeodímium (Pr) - az oxidot katalizátorként használják a műanyag gyártásban, és cirkónium-oxiddal kombinálva élénk sárga pigmentet képeznek a kerámiában
• neodímium (Nd) - szuper-erős mágnesek előállításához; A neodímium-vas-bór (NeFeB) mágneseket a mobiltelefonok rezegtetésére használják
• prométium (Délután) - foszforeszkáló pigment előállításához és a fénycsövek indítókapcsolójának előállításához használták
• szamárium (Sm) - nagy szilárdságú mágnesekben és szervomotorok gyártásához használják
• európium (Eu) - foszforok készítésére használják, nevezetesen a képernyők és monitorok vöröses-narancs színére
• gadolínium (Gd) - reaktorban használják rudak vezérlésére a hasadási reakció szabályozására és kontrasztanyagként a mágneses rezonancia képalkotás (MRI) javítására

A ritkaföldfémek mindegyike nagy gazdasági jelentőséggel bír. A ritkaföldfémből származó könnyűfém elemeknek számos gyakorlati alkalmazása van:

• lézer
• mágnesek
• foszforeszkáló
• világító festékek
• katalizátorok
• kohászat
• szupravezetők
• érzékelők
• síkképernyős kijelzők
• orvosi nyomkövetők
• mikrofonok és hangszórók
• ujratölthető elemek
• száloptika
• számos védelmi alkalmazás

Az elem skandium a ritkaföldfémek egyikének tekintik. Habár ez a ritkaföldfémek közül a legkönnyebb, 21. atomszámmal rendelkezik, nem tartozik könnyű ritkaföldfémek közé. Miért ez? Alapvetően azért van így, mert a szkandium atomjának elektronkonfigurációja nem hasonlítható össze a ritka könnyűföldekkel. Más ritkaföldfémekhez hasonlóan a skandium általában háromértékű állapotban létezik, de kémiai és fizikai tulajdonságai nem indokolják a könnyű ritkafölddel vagy a nehéz ritkafölddel való csoportosítást. Nincsenek közép ritkaföldfémek vagy más osztályozás, tehát a skandium önmagában egy osztályba tartozik.