Leichte Seltenerdelemente (LREE)

Die leichten Seltenerdelemente, Seltenerdmetalle der leichten Gruppe oder LREE sind eine Untergruppe der Lanthanoiden-Reihe der Seltenerdelemente, die selbst eine spezielle Gruppe von Übergangsmetallen darstellen. Wie andere Metalle haben die leichten Seltenen Erden ein glänzendes metallisches Aussehen. Sie neigen dazu, farbige Komplexe in Lösung zu bilden, Wärme und Elektrizität zu leiten und zahlreiche Verbindungen zu bilden. Keines dieser Elemente kommt in reiner Form natürlich vor. Obwohl die Elemente in Bezug auf die Elementhäufigkeit nicht so "selten" sind, ist es äußerst schwierig, sie voneinander zu isolieren. Außerdem sind die Mineralien, die Seltenerdelemente enthalten, nicht gleichmäßig auf der ganzen Welt verteilt, sodass diese Elemente in den meisten Ländern selten sind und importiert werden müssen.

Elemente, die leichte Seltenerdelemente sind

Auf verschiedenen Quellen werden leicht unterschiedliche Listen von Elementen angezeigt, die als LREEs klassifiziert sind. Das US-Energieministerium, das US-Innenministerium, das US-Geological Survey und die nationalen Labors verwenden jedoch einen ganz bestimmten Kriteriensatz, um dieser Gruppe Elemente zuzuweisen.

Die Seltenerdelemente der Lichtgruppe basieren auf der Konfiguration von 4f Elektronen. LREEs haben keine gepaarten Elektronen. Dies macht die LREE-Gruppe aus 8 Elementen mit der Ordnungszahl 57 (Lanthan, ohne ungepaarte 4f-Elektronen) bis zur Ordnungszahl 64 (Gadolinium, mit 7 ungepaarten 4f-Elektronen):

• Lanthan (La) - Verwendung in optischen High-End-Linsen und in wiederaufladbaren Lanthan-Nickel-Metallhydrid-Batterien (NiMH)
• Cer (Ce) - Das 25. häufigste Element in der Erdkruste (also nicht selten), das in Katalysatoren und dem Oxid als Polierpulver verwendet wird 
• Praseodym (Pr) - Oxid wird als Katalysator bei der Kunststoffherstellung verwendet und mit Zirkoniumoxid kombiniert, um ein lebhaftes gelbes Pigment zu erzeugen, das in Keramiken verwendet wird
• Neodym (Nd) - verwendet, um superstarke Magnete herzustellen; Neodym-Eisen-Bor (NeFeB) -Magnete bringen Handys zum Schwingen
• Promethium (Pm) - verwendet, um ein phosphoreszierendes Pigment herzustellen und den Starterschalter für Leuchtstofflampen herzustellen
• Samarium (Sm) - Verwendung in hochfesten Magneten und zur Herstellung von Servomotoren
• Europium (EU) - verwendet, um Leuchtstoffe herzustellen, insbesondere die rötlich-orange Farbe von Bildschirmen und Monitoren
• Gadolinium (Gd) - in einem Reaktor zur Kontrolle von Stäben zur Kontrolle der Spaltreaktion und als Kontrastmittel zur Verbesserung der Magnetresonanztomographie (MRT)

Gebrauch des LREE

Alle Seltenerdmetalle haben eine große wirtschaftliche Bedeutung. Es gibt viele praktische Anwendungen der leichten Seltenerdelemente, einschließlich:

• Laser-
• Magnete
• Leuchtstoffe
• leuchtende Farben
• Katalysatoren
• Metallurgie
• Supraleiter
• Sensoren
• Flachbildschirme
• medizinische Tracer
• Mikrofone und Lautsprecher
• wiederaufladbare Batterien
• Glasfaseroptik
• zahlreiche Verteidigungsanwendungen

Der Sonderfall Scandium

Das Element Scandium gilt als eines der Seltenerdelemente. Obwohl es mit der Ordnungszahl 21 das leichteste der Seltenen Erden ist, wird es nicht als leichtes Seltenerdmetall eingestuft. Warum ist das? Grundsätzlich liegt es daran, dass ein Atom von Scandium keine Elektronenkonfiguration aufweist, die mit der der leichten Seltenen Erden vergleichbar ist. Wie andere seltene Erden liegt Scandium typischerweise in einem dreiwertigen Zustand vor, aber seine chemischen und physikalischen Eigenschaften rechtfertigen keine Gruppierung mit den leichten seltenen Erden oder den schweren seltenen Erden. Es gibt keine mittleren Seltenen Erden oder andere Klassifikationen, daher ist Scandium eine Klasse für sich.