Éléments de terres rares légères (LREE)

Les éléments des terres rares légères, les terres rares du groupe léger ou LREE sont un sous-ensemble de la série des lanthanides des éléments des terres rares, qui sont eux-mêmes un ensemble spécial de métaux de transition. Comme les autres métaux, les terres rares légères ont un aspect métallique brillant. Ils ont tendance à produire des complexes colorés en solution, à conduire de la chaleur et de l'électricité et à former de nombreux composés. Aucun de ces éléments ne se produit naturellement sous forme pure. Bien que les éléments ne soient pas si «rares» en termes d'abondance d'éléments, ils sont extrêmement difficiles à isoler les uns des autres. De plus, les minéraux qui contiennent des éléments de terres rares ne sont pas uniformément distribués à travers le monde, donc les éléments sont rares dans la plupart des pays et doivent être importés.

Éléments qui sont des éléments légers de terres rares

Vous verrez différentes sources site des listes d'éléments légèrement différents classés comme LREE, mais le US Department of Energy, US Department of the Interior, US Geological Survey et les laboratoires nationaux utilisent un ensemble très spécifique de critères pour attribuer des éléments à ce groupe.

Les éléments des terres rares du groupe léger sont basés sur la configuration de 4f électrons. Les LREE n'ont pas d'électrons appariés. Cela fait que le groupe LREE se compose de 8 éléments avec le numéro atomique 57 (lanthane, sans électrons 4f non appariés) à numéro atomique 64 (gadolinium, avec 7 électrons 4f non appariés):

• lanthane (La) - utilisé dans les lentilles optiques haut de gamme et dans les batteries rechargeables au nickel-hydrure métallique de lanthane (NiMH)
• cérium (Ce) - le 25e élément le plus abondant dans la croûte terrestre (donc pas rare du tout), utilisé dans les convertisseurs catalytiques et l'oxyde comme poudre de polissage 
• praséodyme (Pr) - l'oxyde est utilisé comme catalyseur dans la fabrication de plastique et est combiné avec de l'oxyde de zirconium pour produire un pigment jaune vif utilisé dans la céramique
• néodyme (Nd) - utilisé pour fabriquer des aimants super puissants; des aimants en néodyme-fer-bore (NeFeB) sont utilisés pour faire vibrer les téléphones portables
• prométhium (Pm) - utilisé pour fabriquer un pigment phosphorescent et pour faire le commutateur de démarrage pour les lampes fluorescentes
• samarium (Sm) - utilisé dans les aimants à haute résistance et pour fabriquer des servomoteurs
• europium (Eu) - utilisé pour fabriquer des luminophores, notamment la couleur orange rougeâtre des écrans et des moniteurs
• gadolinium (Gd) - utilisé dans un réacteur pour contrôler les crayons pour contrôler la réaction de fission et comme agent de contraste pour améliorer l'imagerie par résonance magnétique (IRM)

Utilisations du LREE

Tous les métaux des terres rares ont une grande importance économique. Il existe de nombreuses applications pratiques des éléments de terres rares légères, notamment:

• laser
• aimants
• phosphores
• peintures lumineuses
• catalyseurs
• métallurgie
• supraconducteurs
• capteurs
• écrans plats
• traceurs médicaux
• microphones et haut-parleurs
• batteries rechargeables
• la fibre optique
• de nombreuses applications de défense

Le cas particulier du scandium

L'élément scandium est considéré comme l'un des éléments des terres rares. Bien qu'il soit le plus léger des terres rares, avec le numéro atomique 21, il n'est pas classé comme un métal des terres rares légères. Pourquoi est-ce? Fondamentalement, c'est parce qu'un atome de scandium n'a pas une configuration électronique comparable à celle des terres rares légères. Comme les autres terres rares, le scandium existe généralement dans un état trivalent, mais ses propriétés chimiques et physiques ne justifient pas de le regrouper avec les terres rares légères ou les terres rares lourdes. Il n'y a pas de terres rares moyennes ou autre classification, donc le scandium est dans une classe à part.