Ljus sällsynta jordelement (LREE)

De lätta sällsynta jordelementen, ljusgruppen sällsynta jordar eller LREE är en delmängd av lantanidserien av de sällsynta jordelementen, som själva är en speciell uppsättning övergångsmetaller. Liksom andra metaller har de ljusa sällsynta jordarna ett glänsande metalliskt utseende. De tenderar att producera färgade komplex i lösning, leda värme och elektricitet och bilda många föreningar. Inget av dessa element förekommer naturligt i ren form. Även om elementen inte är så "sällsynta" när det gäller elementöverskott är de extremt svåra att isolera från varandra. Dessutom är mineralerna som innehåller sällsynta jordelement inte jämnt fördelade över hela världen, så elementen är ovanliga i de flesta länder och måste importeras.

Element som är ljusa sällsynta jordelement

Du kommer att se olika källsajter lite olika listor över element klassificerade som LREE, men US Department of Energy, US Department of Interior, US Geological Survey och nationella laboratorier använder en mycket specifik uppsättning kriterier för att tilldela element till denna grupp.

Ljusgruppen sällsynta jordelement är baserade på konfigurationen av 4f elektroner. LREE har inga parade elektroner. Detta gör att LREE-gruppen består av 8 element med atomnummer 57 (lantan, utan oparade 4f-elektroner) till atomnummer 64 (gadolinium, med 7 oparade 4f-elektroner):

• lantan (La) - används i avancerade optiska linser och i lantan nickel-metallhydrid (NiMH) uppladdningsbara batterier
• cerium (Ce) - det 25 vanligaste elementet i jordskorpan (så alls inte sällsynt), som används i katalytiska omvandlare och oxiden som ett poleringspulver 
• praseodym (Pr) - oxid används som katalysator i plasttillverkning och kombineras med zirkoniumoxid för att producera ett livligt gult pigment som används i keramik
• neodym (Nd) - används för att göra superstarka magneter; neodymium-järn-bor (NeFeB) magneter används för att få mobiltelefoner att vibrera
• prometium (Pm) - används för att skapa ett fosforescerande pigment och för att göra startomkopplaren för lysrör
• samarium (Sm) - används i magneter med hög hållfasthet och för att tillverka servomotorer
• europium (Eu) - används för att göra fosforer, särskilt den rödorange färgen på skärmar och bildskärmar
• gadolinium (Gd) - används i en reaktor för att styra stavar för att kontrollera fissionreaktion och som ett kontrastmedel för att förbättra magnetisk resonansavbildning (MRI)

Användningar av LREE

Alla sällsynta jordartsmetaller har stor ekonomisk betydelse. Det finns många praktiska tillämpningar av de lätta sällsynta jordelementen, inklusive:

• laser
• magneter
• fosforer
• lysande färger
• katalysatorer
• metallurgi
• supraledare
• sensorer
• plattskärmar
• medicinska spårare
• mikrofoner och högtalare
• uppladdningsbara batterier
• fiberoptik
• flera försvarsapplikationer

Det speciella fallet med Scandium

Elementet skandium anses vara ett av de sällsynta jordelementen. Även om det är den lättaste av de sällsynta jordarna, med atomnummer 21, klassificeras det inte som en lätt sällsynt jordartsmetall. Varför är detta? I grund och botten beror det på att en skandiumatom inte har en elektronkonfiguration som är jämförbar med den för de sällsynta jordartserna. Liksom andra sällsynta jordar finns skandium vanligtvis i ett trivalent tillstånd, men dess kemiska och fysiska egenskaper garanterar inte att det grupperas varken med de lilla sällsynta jordar eller de tunga sällsynta jordar. Det finns inga mitten av sällsynta jordar eller annan klassificering, så skandium är i en klass av sig själv.