Os elementos de terras raras são minerais?

Este artigo aborda a questão de "Os elementos terras raras são terra?" e explica que os elementos terras raras não são terras comuns, mas sim uma designação genérica para uma série de óxidos metálicos pouco solúveis em água. Apresenta a origem da designação, a composição e as características da estrutura eletrónica dos elementos terras raras, as suas propriedades físico-químicas, bem como o processo que levou à descoberta de todos os 17 elementos terras raras ao longo de mais de 150 anos. Além disso, explica a dificuldade da descoberta, produção e separação dos elementos terras raras e, como exemplo, apresenta o método de produção do prasmânio e a sua ocorrência na natureza.

Os elementos de terras raras são minerais?

No final do século XVIII, os óxidos sólidos insolúveis eram chamados de terras. As terras raras são um grupo de óxidos metálicos pouco solúveis. Como foram descobertos pela primeira vez de forma bastante rara e invulgar, foram chamados de "terras raras". Os elementos metálicos destes óxidos são designados por elementos terras raras. Os elementos terras raras incluem todos os 15 elementos do grupo dos lantanídeos da tabela periódica, bem como o escândio e o ítrio do grupo IIIB.

Passaram-se mais de 150 anos desde que Gadolin, um cientista finlandês, isolou o primeiro elemento das terras raras, o ítrio, em 1794, até que Marinsky e outros cientistas americanos produzissem o último elemento das terras raras, o promécio, em 1947, antes de as 17 terras raras serem descobertas. Atualmente, sabe-se que as terras raras incluem todos os 15 elementos do grupo dos lantanídeos (lantânio, cério, prúmio, néodimio, promécio, samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio, érbio, tântalo, lútfio e lutécio), bem como os elementos do grupo IIIB, escândio e ítrio. Como o escândio e o ítrio frequentemente coexistem com os elementos lantanídeos nos depósitos minerais e têm propriedades químicas semelhantes, também são considerados elementos terras raras. A sua característica comum é que os electrões preenchem primeiro a camada mais externa e, em seguida, as camadas 4f e 5d internas.

Os elementos terras raras são todos elementos metálicos típicos, sendo menos reactivos do que os metais alcalinos e os metais alcalinos terrosos, mas mais reactivos do que outros metais. Os elementos terras raras são macios, têm um brilho prateado e boas propriedades de condução de electricidade. A sua reatividade química permite-lhes formar compostos com oxigénio, enxofre e halogénios, não sendo fácil de preservar em ambientes húmidos e sendo solúveis em ácidos diluídos.

Devido à sua reatividade química, a descoberta, produção e separação dos elementos terras raras não foram fáceis. Por exemplo, o último elemento das terras raras descoberto, o promécio, foi separado e purificado com cuidado por meio de troca iónica a partir dos produtos da fissão do urânio pelos três cientistas Marinsky e outros. Na altura, pensava-se que este elemento não existia na natureza e era um verdadeiro "elemento raro". No entanto, em 1965, uma fábrica de fosfato na Finlândia descobriu o promécio na natureza ao processar apatita. Claro, a sua concentração é muito baixa, atingindo apenas níveis de traço. Os níveis de concentração vão do mais alto para o mais baixo: abundante, escasso, micro e traço.