Svetlé prvky vzácnych zemín (LREE)

Alfred Pasieka, Getty Images

Svetlé prvky vzácnych zemín, svetelná skupina vzácnych zemín alebo LREE sú podmnožinou séria lantanoidov z prvky vzácnych zemín , ktoré sú samy o sebe špeciálnym súborom prechodné kovy . Rovnako ako ostatné kovy, ľahké vzácne zeminy majú lesklý kovový vzhľad. Majú tendenciu produkovať farebné komplexy v roztoku, vedú teplo a elektrinu a tvoria početné zlúčeniny. Žiadny z týchto prvkov sa prirodzene nevyskytuje v čistej forme. Hoci prvky nie sú také „vzácne“, pokiaľ ide o ich množstvo, je mimoriadne ťažké ich od seba izolovať. Tiež minerály, ktoré obsahujú prvky vzácnych zemín, nie sú rovnomerne rozložené po celom svete, takže prvky sú vo väčšine krajín nezvyčajné a musia sa dovážať.

Prvky, ktoré sú ľahkými prvkami vzácnych zemín

Uvidíte stránky rôznych zdrojov mierne odlišné zoznamy prvkov klasifikovaných ako LREE, ale ministerstvo energetiky USA, ministerstvo vnútra USA, geologický prieskum USA a národné laboratóriá používajú na priradenie prvkov do tejto skupiny veľmi špecifický súbor kritérií.

Svetelné prvky vzácnych zemín sú založené na konfigurácii 4f elektróny . LREE nemajú žiadne spárované elektróny. Vďaka tomu sa skupina LREE skladá z 8 prvkov s atómovým číslom 57 (lantán, bez nepárových 4f elektrónov) až po atómové číslo 64 (gadolínium, so 7 nepárovými 4f elektrónmi):

lantánu (The)- používa sa v špičkových optických šošovkách a v lantánových nikel-metal hydridových (NiMH) dobíjacích batériách vosk (toto)- 25. najrozšírenejší prvok v zemskej kôre (takže vôbec nie zriedkavý), používaný v katalyzátoroch a oxid ako leštiaci prášok prazeodým (Pr)- oxid sa používa ako katalyzátor pri výrobe plastov a kombinuje sa s oxidom zirkónia, čím sa vytvára živý žltý pigment používaný v keramike neodým (Nd)- používa sa na výrobu super silných magnetov; Neodymovo-železo-bórové (NeFeB) magnety sa používajú na to, aby mobilné telefóny vibrovali sľúbiť (Popoludnie)- používa sa na výrobu fosforeskujúceho pigmentu a na výrobu štartovacieho spínača pre žiarivky samárium (Sm)- používa sa vo vysoko pevných magnetoch a na výrobu servomotorov európium (EÚ)- používa sa na výrobu fosforu, najmä červeno-oranžovej farby obrazoviek a monitorov gadolínium (Gd)- používa sa v reaktore na riadenie tyčí na riadenie štiepnej reakcie a ako kontrastná látka na zlepšenie zobrazovania magnetickou rezonanciou (MRI)

Použitie LREE

Všetky kovy vzácnych zemín majú veľký ekonomický význam. Existuje mnoho praktických aplikácií ľahkých prvkov vzácnych zemín, vrátane:

• laser
• magnety
• fosfory
• svietiace farby
• katalyzátory
• hutníctvo
• supravodiče
• senzory
• ploché panely
• lekárske stopovky
• mikrofóny a reproduktory
• nabíjateľné batérie
• vláknová optika
• početné obranné aplikácie

Špeciálny prípad Scandium

The element scandium sa považuje za jeden z prvkov vzácnych zemín. Hoci ide o najľahšiu zo vzácnych zemín, s atómovým číslom 21, nie je klasifikovaný ako ľahký kov vzácnych zemín. Prečo je toto? V podstate je to preto, že atóm skandia nemá elektrónovú konfiguráciu porovnateľnú s konfiguráciou ľahkých vzácnych zemín. Rovnako ako iné vzácne zeminy, aj skandium zvyčajne existuje v trojmocnom stave, ale jeho chemické a fyzikálne vlastnosti nezaručujú, že sa môže zaradiť medzi ľahké vzácne zeminy alebo ťažké vzácne zeminy. Neexistujú žiadne stredné vzácne zeminy ani iná klasifikácia, takže scandium je v triede samo o sebe.