Nadir toprak elementi

Nadir toprak elementleri ya da kısaca NTE, lantanitlerle birlikte itriyum ve skandiyum elementlerinin oluşturduğu bir grubu kapsamaktadır. Lantanitler atom numaraları 57'den 71'e kadar olan ve kimyasal olarak benzer elementlerin oluşturduğu bir gruptur. Atom numarası 39 olan itriyum ve atom numarası 21 olan skandiyum da lantanitlerle benzer kimyasal özellikleri nadir toprak elementlerinin içine dâhil edilmiştir. Yerkabuğunda diğer minerallere oranla daha fazla bulunmadıkları sanıldığından dolayı bu ismi almışlardır.

İlk keşfedilen nadir toprak elementi: İterbiyum

Tarihçe

İlk keşfedilen nadir toprak elementi, Carl Axel Arrhenius tarafından 1787 yılında İsveç'in Ytterby köyünde keşfedilmiştir. Bulunduğu yerden dolayı bu siyah mineral iterbiyum adını almıştır.

Mineralojisi

Ana yatakları alkali kayaç kompleksleri, karbonatitler ve plaserlere bağlıdır. Ayrıca ikinci derecede pegmatitler ile çeşitli metamorfik kayaçların yapısında da yer alırlar. Nadir toprak elementleri genellikle birlikte cevherleşmiştir.

Elementler

Genellikle nadir toprak elementleri hafif nadir toprak elementleri ve ağır nadir toprak elementleri olarak kategorize edilmiştir. Lantan, seryum, praseodim, neodimyum, prometyum ve samaryum hafif nadir toprak elementleri olarak kabul edilirken itriyum, evropiyum, gadolinyum, terbiyum, disprosyum, holmiyum, erbium, tulyum, iterbiyum ve lutesyumu ağır nadir toprak elementleri olarak kabul edilmiştir. Nadir toprak elementleri kararlı bileşiklerinde +3 değerliklidir. Seryum, terbiyum ve praseodim +4; samaryum, evropiyum, tulyum ve iterbiyum +2 değerlik de alabilir.

Atom numarası	Sembolü	Element adı
57	La	Lantan
58	Ce	Seryum
59	Pr	Praseodim
60	Nd	Neodimyum
61	Pm	Prometyum
62	Sm	Samaryum
63	Eu	Evropiyum
64	Gd	Gadolinyum
65	Tb	Terbiyum
66	Dy	Disprozyum
67	Ho	Holmiyum
68	Er	Erbiyum
69	Tm	Tulyum
70	Yb	İterbiyum
71	Lu	Lutesyum
39	Y	İtriyum
21	Sc	Skandiyum

Mineralleri

Nadir toprak elementleri nabit halde bulunmazlar. Prometyum hariç tamamı bileşik halde bulunmaktadır. Prometyuma da yerküre de az rastlanmakta ve ekonomik bir önemi bulunmamaktadır.

Nadir toprak elementleri yerkürde düşük konsantrasyonlarda geniş bir alana yayılmış durumdadırlar. 160'tan fazla mineralde bulunmaktadır. Ekonomik işlenebilir mineral sayısı ise oldukça azdır. Dünya genelinde üretiminin %95'i bastnazit, monazit ve ksenotim olmak üzere üç mineralden sağlanmaktadır.

Rezerv ve üretim

Nadir toprak elementleri 1948 yılına kadar Hindistan ve Brezilya’daki plaser yataklarından elde edilmekteydi. 1950’lerde Güney Afrika’da keşfedilen büyük monazit damarıyla dünyanın nadir toprak elementleri kaynağı burası haline geldi. 1965 ile 1985 yılları arasında ise Mountain Pass madeninden elde edildi. 1985 yılından sonra da Çin’deki bastnazit ve monazit yataklarından elde edilmiştir. Çin'deki en büyük nadir toprak elementleri madeni İç Moğolistan Özerk Bölgesi’nin Baotou şehrinin 120 km güneyinde bulunan Bayan Obo madenidir.

Kullanım alanları

Nadir toprak elementleri cam ve seramik sanayi, metalürji sanayi, lazer üretimi, mıknatıs üretimi, petrol katalizörü ve ileri teknoloji cihazların üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Nadir toprak elementleri günümüzde hibrid arabalarını, elektrikli taşıt araçlarını, rüzgâr türbinlerini, güneş enerjisi panellerini, MR makinelerini ve birçok temiz enerji teknolojisini hayata geçirmektedir. Nadir toprak elementleri birçok yeşil enerji teknolojilerinde gerekli olmalarından dolayı yeşil elementler olarak da bilinmektedir.

Atom numarası	Sembolü	Element adı	Başılca kullanım alanı
21	Sc	Skandiyum	Havacılık endüstrisinde hafif alüminyum-skandiyum alaşımı üretiminde, metal halide lambası ve cıva buharlı lamba üretiminde
39	Y	İtriyum	Lazerlerde, yüksek sıcaklık süperiletkenlerinde, LCD ve LED ekranlarda, bujilerde, enerji tasarruflu lamba üretiminde
57	La	Lantan	Çelik endüstrisinde, yüksek kırılma indeksine ve alkaliye karşı dayanıklı cam üretiminde, çakmak taşı üretiminde, hidrojen depolamada, pil elektrotlarında, kamera lenslerinde
58	Ce	Seryum	Kimyasal oksidan olarak, cam ve seramiğe sarı rengi vermede, kendi kendini temizleyen fırınlarda katalizör olarak, petrol rafinerilerinde sıvı katalitik parçalma katalizörü olarak, çakmak taşı üretiminde
59	Pr	Praseodim	Nadir toprak mıknatıslarında, lazerlerde, karbon ark lambalarında, cam ve emayelerde renklendirici olarak, kaynak gözlüğü üretiminde
60	Nd	Neodimyum	Nadir toprak mıknatıslarında, lazerlerde, cam ve seramiğe mor rengi vermede, kaynak gözlüğü üretiminde, seramik kondansatörlerde
61	Pm	Prometyum	Nükleer bataryalarda
62	Sm	Samaryum	Nadir toprak mıknatıslarında, lazerlerde, nötron yakalamada, maserlerde
63	Eu	Evropiyum	Kırmızı ve mavi fosfor üretiminde, lazerlerde, cıva buharlı lambalarda, floresan lambalarda
64	Gd	Gadolinyum	Nadir toprak mıknatıslarında, yüksek kırılma indeksine sahip cam ve garnet üretiminde, lazerlerde, x-ray tüplerinde, bilgisayar belleklerinde, nötron yakalamada, manyetik rezonans görüntüleme kontrast maddelerinde
65	Tb	Terbiyum	Yeşil fosfor üretiminde, lazerlerde, floresan lambalarda, Terfenol-D
66	Dy	Disprozyum	Nadir toprak mıknatıslarında, lazerlerde, Terfenol-D
67	Ho	Holmiyum	Lazerlerde, mıknatıslarda
68	Er	Erbiyum	Kızılötesi lazerlerde, vanadyum çeliği üretiminde, fiber optik teknolojisinde
69	Tm	Tulyum	Taşınabilir x-ray cihazlarında, metal halide lambalarında, lazerlerde
70	Yb	İterbiyum	Kızılötesi lazerlerde, alev topu üretiminde, paslanmaz çelik üretiminde, nükleer tıpta
71	Lu	Lutesyum	Pozitron emisyon tomogrofisinde, yüksek kırılma indeksine sahip cam üretiminde

Ayrıca bakınız

• Lantanitler
• Skandiyum grubu

Dış bağlantılar

• "Nadir toprak elementleri: 2011'in petrolü mü?". NATO Dergisi:2011'de güvenlik konusunda tahminler. 25 Aralık 2010. 5 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 19 Aralık 2013.