Light Rare Earth Elements (LREE)

De lichte zeldzame aardelementen, de lichte groep zeldzame aardmetalen of LREE zijn een subset van de lanthanideserie van de zeldzame aardelementen, die zelf een speciale set overgangsmetalen zijn. Net als andere metalen hebben de lichte zeldzame aarden een glanzend metaalachtig uiterlijk. Ze produceren meestal gekleurde complexen in oplossing, geleiden warmte en elektriciteit en vormen talloze verbindingen. Geen van deze elementen komt van nature in zuivere vorm voor. Hoewel de elementen niet zo "zeldzaam" zijn in termen van overvloed aan elementen, zijn ze buitengewoon moeilijk van elkaar te isoleren. Ook zijn de mineralen die zeldzame aardelementen bevatten niet uniform over de hele wereld verdeeld, dus de elementen zijn ongewoon in de meeste landen en moeten worden geïmporteerd.

Elementen die licht zijn Zeldzame aardelementen

U ziet verschillende bronnen, site enigszins verschillende lijsten met elementen die zijn geclassificeerd als LREE's, maar het Amerikaanse ministerie van Energie, het Amerikaanse ministerie van Binnenlandse Zaken, de Amerikaanse geologische enquête en nationale laboratoria gebruiken een zeer specifieke set criteria om elementen aan deze groep toe te wijzen.

De zeldzame aarde-elementen van de lichtgroep zijn gebaseerd op de configuratie van 4f elektronen. LREE's hebben geen gepaarde elektronen. Hierdoor bestaat de LREE-groep uit 8 elementen met atoomnummer 57 (lanthaan, zonder ongepaarde 4f-elektronen) tot atoomnummer 64 (gadolinium, met 7 ongepaarde 4f-elektronen):

• lanthaan (La) - gebruikt in hoogwaardige optische lenzen en in oplaadbare lanthaan-nikkel-metaalhydride (NiMH) batterijen
• cerium (Ce) - het 25 meest voorkomende element in de aardkorst (dus niet zeldzaam), gebruikt in katalysatoren en het oxide als polijstpoeder 
• praseodymium (Pr) - oxide wordt gebruikt als een katalysator in de productie van kunststof en wordt gecombineerd met zirkoniumoxide om een ​​levendig geel pigment te produceren dat in keramiek wordt gebruikt
• neodymium (Nd) - gebruikt om supersterke magneten te maken; Neodymium-ijzer-boor (NeFeB) magneten worden gebruikt om mobiele telefoons te laten trillen
• promethium (Pm) - gebruikt om een ​​fosforescerend pigment te maken en om de startschakelaar voor fluorescentielampen te maken
• samarium (Sm) - gebruikt in zeer sterke magneten en om servomotoren te maken
• europium (Eu) - gebruikt om fosforen te maken, met name de rood-oranje kleur van schermen en monitors
• gadolinium (Gd) - gebruikt in een reactor om staven te regelen om splijtingsreactie te regelen en als contrastmiddel om beeldvorming door magnetische resonantie (MRI) te verbeteren

Gebruik van de LREE

Alle zeldzame aardmetalen zijn van groot economisch belang. Er zijn veel praktische toepassingen van de lichte zeldzame aarde-elementen, waaronder:

• laser
• magneten
• fosforen
• lichtgevende verf
• katalysatoren
• metallurgie
• supergeleiders
• sensors
• platte beeldschermen
• medische tracers
• microfoons en luidsprekers
• oplaadbare batterijen
• glasvezel
• talloze verdedigingstoepassingen

Het speciale geval van Scandium

Het element scandium wordt beschouwd als een van de zeldzame aardelementen. Hoewel het de lichtste van de zeldzame aarden is, met atoomnummer 21, is het niet geclassificeerd als een licht zeldzaam aardmetaal. Waarom is dit? Kortom, het is omdat een scandiumatoom geen elektronenconfiguratie heeft die vergelijkbaar is met die van de zeldzame zeldzame aardmetalen. Net als andere zeldzame aarden, bestaat scandium meestal in een driewaardige toestand, maar zijn chemische en fysische eigenschappen rechtvaardigen niet dat het wordt gegroepeerd met de lichte zeldzame aarden of de zware zeldzame aarden. Er zijn geen middelzware aarden of andere indelingen, dus scandium is op zichzelf een klasse.