レアメタル、32元素を紹介
スカンジウム
| 化学記号 | Sc |
| 元素名の由来 | 発見者の祖国スウェーデンのラテン語 |
| 存在場所 | トルベイト石などに含まれる |
| 特徴 | 水にゆっくり溶ける。熱水や酸には易溶。常温で空気中に酸化する。 |
| 用途 | 照明での利用。アルミニウム合金への添加、ニッケル・アルカリ蓄電池の陽極にスカンジウムを加えると、電圧が安定、寿命が延びる。 |
タリウム
| 化学記号 | Tl |
| 元素名の由来 | ギリシャ語の「緑の小枝」 thallos |
| 存在場所 | 硫化鉱物（硫化バナジウムや黄鉄鉱）中にわずかに存在。 |
| 特徴 | 単体は常温では銀白色の柔らかい金属。重金属の中で強力な毒性があり、摂取すると神経障害を起こす。 |
| 用途 | 毒物及び劇物取締法で劇物に指定。殺鼠剤の原料。 タリウムの放射性同位体は心筋血流の検査に使用。 |
ビスマス (Bismuth)
| 化学記号 | Bi |
| 元素名の由来 | ラテン語の溶ける bisemutum |
| 存在場所 | 輝蒼鉛鉱、ビスマイトなど（中国、オーストラリアなど） |
| 特徴 | 淡く赤みがかった銀白色のために熱伝導性や電気伝導性は金属ほど良くない。常温で安定し、凝固すると体積が増えるのが特徴。天然には硫化物として産出される。 |
| 用途 | ビスマス酸化物で「超伝導ケーブル」に使用される。 火災報知機の口金に用いられている。 医薬品（整腸剤）の材料にもなっている。 |
火災報知機
ユウロビウム
| 化学記号 | Eu |
| 元素名の由来 | ヨーロッパ( Europe)にちなむ |
| 存在場所 | モナズ石、バストネス石（カナダ、中国） |
| 特徴 | 希土類元素の一つで、銀白色の金属。常温、常圧で安定な結晶構造は、体心立方構造(BCC)。水にはゆっくりと溶ける。熱水、酸には易溶。アンモニア（液体）に溶ける。 |
| 用途 | ブラウン管の赤色の蛍光体として使用される。 |
白金(Platinum)
| 化学記号 | Pt |
| 元素名の由来 | スペイン語の小さな銀(platina) |
| 存在場所 | 砂白金、クーパー鉱、スペリー鉱 （南アフリカ、ロシア、アメリカなど） |
| 特徴 | 単体では、白い光沢を持つ金属として存在する。化学的に非常に安定であるため、装飾品に多く利用されている。 |
| 用途 | 宝飾品として利用されるほか、触媒として高い活性を持つことから、自動車の排気ガスの浄化触媒として使用。 その高い耐久性により同じく自動車の点火プラグや排気センサーなど過酷な環境に晒される部品にも多用される。さらに燃料電池への利用も盛んである。 白金をホワイトゴールドと表記する場合があるが、ホワイトゴールドは金をベースとした合金なので、それは誤りである。 |
レニウム(Rhenium)
| 化学記号 | Re |
| 元素名の由来 | ライン(Rhein)川にちなむ |
| 存在場所 | 輝水鉛鉱（ペルー、チリ、カザフスタンとアメリカ） |
| 特徴 | マンガン族元素の一つ。銀白色の金属で、常温や常圧で安定な結晶構造は、六方最密充填構造(HCP)。単体では最も硬く、用途は多いが生産量はごくわずかな金属。 |
| 用途 | フィラメント、熱電対 (タングステン・レニウム合金)、水素化触媒などに利用されている。 |
タングステン(Tungsten)
| 化学記号 | W |
| 元素名の由来 | スウェーデン語で重い石(tungsten) |
| 存在場所 | 鉄マンガン、重石、灰重石（中国、カナダ、ロシアなど） |
| 特徴 | 灰白色の非常に硬く重い金属で、クロム族元素に属する。化学的に安定、その結晶は体心立方構造 (BCC) |
| 用途 | すべての金属の中で最も融点が高いので、電球のフィラメントに利用。また大きい比重と硬度の高さから砲弾など軍事用品に使われる。中国の産出量が世界の67％を独占、軍事上非常に重要な鉱物であるため、日本は国際情勢の急変への安全保障策のため国内消費量の最低60日分を国家備蓄している。 |
タンタル(Tantalum)
| 化学記号 | Ta |
| 元素名の由来 | ギリシア神話のフリギアの王、「タンタルス(Tantalus)」 |
| 存在場所 | コロンブ石、イットロタンタル石（オーストラリアなど） |
| 特徴 | 光沢のある灰色の金属。硬くて延性に優れている。 レアメタルの中でも重要な物質なために、近年は価格の高騰が目立つ。 |
| 用途 | 体に無害であるために、人工骨や歯のインプラント治療に用いられている。 |
タンタル
ハフニウム(Hafnium)
| 化学記号 | Hf |
| 元素名の由来 | コペンハーゲンのラテン名「ハフニア（Hafnia）」 |
| 存在場所 | ジルコン、バッデレイ石（アメリカなど） |
| 特徴 | 灰色の金属で常温、常圧で安定した結晶構造。 高温で酸素、水素、窒素、ハロゲン元素と反応する。 |
| 用途 | 中性子吸収率が高いために原子炉の制御棒に使用される。 |
バリウム(Barium)
| 化学記号 | Ba |
| 元素名の由来 | ギリシア語の重い(barys) |
| 存在場所 | 重晶石、毒思石（中国、インド、アメリカなど） |
| 特徴 | 銀白色のやわらかい金属。反応性が高く、水と強く反応する。バリウム塩は有毒なものが多い。 |
| 用途 | Ｘ線を通さないので、硫酸バリウムが胃のＸ線検査に使われる。炎色反応では緑色になるため、花火に用いられる。 |
セシウム (Caesium)
| 化学記号 | Cs |
| 元素名の由来 | ラテン語の青い空 caesius |
| 存在場所 | ポルクス石、リシア雲母(カナダなど） |
| 特徴 | 銀白色のやわらかい金属。反応がとても強くて空気中でも酸化し、粉末状で自然発火する。水と爆発的な反応をするので消防法で危険物質に指定されている。 |
| 用途 | 原子時計に用いられる。セシウムが真空容器内で上昇と下降を繰り返しながらきわめて正確に1秒を測定することができる。2000万年に1秒も誤差が生じないとされる。 |
水に爆発反応するセシウム
テルル(Tellurium)
| 化学記号 | Te |
| 元素名の由来 | ラテン語の地球 tellus |
| 存在場所 | シルバニア鉱、カラベラス鉱（アメリカなど） |
| 特徴 | 金属テルルと無定形テルルがあり、金属テルルは半金属でにんにく臭がある。化学的性質は硫黄やセレンに似ている。熱によって結晶と非結晶の相変化が可能。毒性あり。 |
| 用途 | 用途が限定され、偏在性が高い。需要量、埋蔵量が少ないが先端工業には欠かせない素材。ガラスの着色剤に使用。熱による結晶の相変化に可能から、書き換えDVDなどの記録膜に使われる。 |
アンチモン(Antimony)
| 化学記号 | Sb |
| 元素名の由来 | ギリシア語の孤独を嫌うAnti-monos |
| 存在場所 | 輝アン鉱（中国、ロシア、ボリビアなど） |
| 特徴 | 銀白色で金属の光沢のある半金属の固体。アンチモン化合物は古代より顔料（化粧品）として使われていた。 |
| 用途 | 工業材料としてさまざまで使用されている。人体に対しては毒性があると疑われいてる。半導体材料の添加物、バッテリーの電極の材料や防炎剤の1つとしてカーテンなどの繊維に使用される。 |
インジウム(Indium)
| 化学記号 | In |
| 元素名の由来 | 輝線スペクトルが藍色（ラテン語でIndicum)であることに由来 |
| 存在場所 | インジウム銅鉱、インダイト（カナダ、中国など） |
| 特徴 | やわらかい銀白色の金属。空気中では酸化膜の被膜に覆われているので安定している。 |
| 用途 | インジウム化合物である酸化インジウムは、伝導性と透明性があることから液晶やプラズマのディスプレイの電磁に使用される。 |
パラジウム(Palladium)
| 化学記号 | Pd |
| 元素名の由来 | 小惑星Pallas |
| 存在場所 | 硫化鉱（カナダなど） |
| 特徴 | パラジウムの合金は水素を吸収し、通す性質があるので 水素の精製に利用されている。 |
| 用途 | 自動車の排気ガス用の触媒として使用。 加工のしやすさから電子部品の材料として利用されていたが、価格が不安定なために最近はニッケルが使われる。歯科治療に使われる合金としても利用。 |
モリブデン(Molybdenum)
| 化学記号 | Mo |
| 元素名の由来 | ギリシア語の鉛(molybdos) |
| 存在場所 | 輝水鉛鉱（アメリカ、チリなど） |
| 特徴 | 銀白色の硬い金属。高温で酸素やハロゲン元素と反応する。人間にとっての必須元素で尿酸の生成、造血作用や体内の銅を排出する。また植物にとっても必須元素である。北南米でほとんどを産出。 |
| 用途 | 銅との合金で、ハイブリットカーやロケットの電子基板に使われる。また液晶パネルの薄板にも使用される。 |
ニオブ(Niobium)
| 化学記号 | Nb |
| 元素名の由来 | ギリシア神話の王 Tantalus の娘Niobe |
| 存在場所 | コロンブ石（ブラジル、カナダなど） |
| 特徴 | 耐食性と耐酸性がある。展性と延性に優れて、加工しやすい。 |
| 用途 | ニオブとチタンの合金は、極低温下で超伝導体となるので、リニアモーターカーの電磁石に使用されている。 |
ジルコニウム(Zirconium)
| 化学記号 | Zr |
| 元素名の由来 | アラビア語の宝石の金色、ジルコン(zargun) |
| 存在場所 | ジルコン、バッデレイ石（アメリカなど） |
| 特徴 | 銀白色の金属で、常温で酸やアルカリに対しては安定。耐食性あり。空気中では酸化被膜ができ内部が侵されにくくなる。高温では、酸素、窒素、ハロゲン元素、水素などと反応して、さまざまな化合物を形成する。 |
| 用途 | ジルコニウムを含む超強度セラミックスは、包丁やはさみに使用される。酸化ジルコニウムには、白色顔料の他にコンデンサー、差し歯やガラスに用いられている。 |
ストロンチウム(Strontium)
| 化学記号 | Sr |
| 元素名の由来 | 鉱物ストロンチアン石から |
| 存在場所 | 天青石、ストロンチアン石（メキシコなど） |
| 特徴 | 銀白色の金属。空気中では灰白色の被膜が生じ、水に激しく反応する。 |
| 用途 | 硝酸ストロンチウムは、発炎筒や花火に用いられる。高温超電導体の材料にもなる。炭酸ストロンチウムは、ブラウン管などの陰極線管のガラスに使われる。またフェライトの磁性材料の原料にもなる。 |
ルビジウム(Rubidium)
| 化学記号 | Rb |
| 元素名の由来 | ラテン語の深い赤い色(rubidus) |
| 存在場所 | シリア雲母に3.15%含まれる |
| 特徴 | ルビジウムの気体は青色。ナトリウムやカリウムより反応が早く、空気中で酸化する性質がある。水と爆発的に反応するために、消防法で危険物指定されている。 水銀とアマルガンを形成。 |
| 用途 | ブラウン管用ガラスに使用。 また原子や分子のスペクトル線を用いて正確な時間を計るルビジウム原子時計は広く使われている。 さらに植物の根の活性化を測定する方法にも使用されている。 |
セレン(Selenium)
| 化学記号 | Se |
| 元素名の由来 | ギリシア語の月の女神(selene) |
| 存在場所 | 硫化物と一緒に産出 |
| 特徴 | 反応性に富む元素で、ほとんどの元素と結合することができる。 微量であれば人体にとって必須元素で、抗酸化作用がある。必要以上の量であれば毒性が生じる。 燃やすと不快臭の気体（二酸化セレス）が発生。 水質汚濁、土壌汚染に関わる環境基準指定項目に入っている。 |
| 用途 | セレンを用いたアモルファスSe膜は、夜間撮影用カメラの 撮像管に使用されている。 金属セレンは、半導体性や光伝導性があるので、コピー機の感光ドラムに使われている。 また整流器に使用されたり、ガラスの着色剤や脱色剤に用いられている。 |
撮像管（被写体の像を電気信号に変換するためのもので、テレビカメラの心臓部の働きをする）
ゲルマニウム(Germanium)
| 化学記号 | Ge |
| 元素名の由来 | 発見者の祖国（ドイツ）の古代名(Germania) |
| 存在場所 | カーボライト（フランス）、ストット石（ナミビア） |
| 特徴 | 地殻に広く浅く広がっている。赤外線を吸収しない性質を もつ。 |
| 用途 | ダイオードや光検出器、半導体検出器に用いられる。 |
（ゲルマニウムネックレス）
ガリウム(Gallium)
| 化学記号 | Ga |
| 元素名の由来 | 発見者の祖国（フランス）のラテン語名(Gallia) |
| 存在場所 | ボーキサイト(ギニアなど）、ガライト（ナミビアなど） |
| 特徴 | 常温で液体の状態をとる稀な金属。さらに沸点が高いので、広い温度範囲で液体の状態になる。水と同じように、 液体の方が固体よりも体積が小さいという変わった特徴がある。 |
| 用途 | 高温用温度計、液体シールなどに用いられる。 ガリウムを使った半導体はシリコンよりも発熱が小さいので、パソコンから携帯電話まで用途が広い。 特に発光ダイオードは有名。 |
ニッケル(Nickel)
| 化学記号 | Ni |
| 元素名の由来 | ドイツ語の銅の悪魔(Kupfernickel) |
| 存在場所 | ラテライト、硫化鉱など(カナダ、ニューカレドニアなど） |
| 特徴 | 常温で安定な金属で、メッキとして使われる。 鉄より弱いが、磁性体は強い。 |
| 用途 | ニッケルを含んだ形状記憶合金は、人工衛星などの太陽 電池パネルのバネ部分に使用されている。 ステンレス鋼や硬貨などの原料として用いられている。 鉄やモリブデンなどと合金にして、変圧器の鉄心や磁気ヘッドに使われる。 |
コバルト（Cobalt)
| 化学記号 | Co |
| 元素名の由来 | ギリシア語の鉱山(kobalos) |
| 存在場所 | スマルタイト、輝コバルト鉱（コンゴ、キューバなど） |
| 特徴 | 合金にすると硬くて丈夫になる。人間にとって必須の、 ビタミンB12を構成する主な元素。 鉄より酸化されにくく、酸やアルカリに強い |
| 用途 | 陶磁器の着色や絵具などに用いられている。 コバルト合金は高温でも磨耗しにくく、腐食にも強いのでガスタービンやジェットエンジンなど、高温で負荷の高い装置などに利用されるほか、溶解炉や石油コンビナート などにも使われている。 充血を抑える目薬にも利用されている。 |
マンガン(Manganese)
| 化学記号 | Mn |
| 元素名の由来 | ラテン語の磁石(magnes) |
| 存在場所 | 軟マンガン鉱、ハウスマン鉱、海底のマンガン団塊 （南アフリカなど） |
| 特徴 | 単体では産出されない。 マンガン自体、磁性を示さないが、合金および化合物にはいろいろな磁気的性質を示すものがある。 人間の必須元素で、骨の形成や代謝を促し、消化などどを助ける働きがある。 |
| 用途 | 二酸化マンガンが乾電池の陽極に用いられる。 |
チタン (Titanium)
| 化学記号 | Ｔｉ |
| 元素名の由来 | ギリシャ神話の巨人、タイタン |
| 特徴 | 化合物、二酸化チタンを作り、光触媒として広く使われている。 光触媒は、光のエネルギーを利用して化学反応を速くする性質がある |
| 用途 | トイレや家の外壁に多く用いられている。 二酸化チタンは、光（紫外線）に当たると汚れを分解する働きと水をはじきにくくする働きがあるので、トイレの床に使えば、汚れが分解され、臭いも発生しにくくなる |
クロム（Chromium）
| 化学記号 | Cr |
| 元素名の由来 | ギリシア語の色（chroma) |
| 存在場所 | クロム鉄鉱、紅鉛鉱（カザフスタン、南アフリカなど） |
| 特徴 | さびにくく、鉄のめっきによく用いられる（クロムめっき） 六価クロムの毒性は有名である。 |
| 用途 | 三価クロムは、落花生などの豆類や玄米に多く 含まれている。 光沢があること、固いこと、耐食性があることを利用するクロムめっきとしての用途が大きい。 鉄とニッケルと10.5%以上のクロムを含む合金(フェロクロム)はステンレス鋼と呼ぶが、ほとんど錆を生じないので車両や機械といった重工業製品から流し台、包丁などの台所用品まで幅広い用途がある。 |
バナジウム (Vanadium)
| 化学記号 | V |
| 元素名の由来 | スカンジナビアの愛と美の女神(Vanadis) |
| 存在場所 | カルノー石、パトロン石（中国など） |
| 特徴 | 耐熱性に優れている。 最近では、血糖値を下げる効果がある、とされている。 |
| 用途 | 原子炉やターボエンジンのタービンなど高温な環境 では、バナジウムを加えた鉄鋼が用いられている。 ドリルなどの工具にも、バナジウム鉄鋼が利用されている。 バナジウムを使った二次電池は、環境負荷が少なく発電 効率が高い。 バナジウムはチタンなどと合金して、ミサイルやジェットエンジン、原子炉などにも利用されている。 |
ホウ素(Boron)
| 化学記号 | B |
| 元素名の由来 | アラビア語のホウ砂(buraq) |
| 存在場所 | ホウ砂、コールマン石（アメリカなど） |
| 特徴 | 単体でも化合物でも耐火性に優れる。単体のホウ素は黒灰色だが、ガラスに混ぜると透明になる。ホウ素を 含むとガラスは熱膨張率が小さくなるので、熱を加えても 形が変わらないという特徴がある。 また電流電圧特性がある。 |
| 用途 | 耐熱ガラスとして、調理用ポットや化学実験のフラスコ、 ビーカーに用いられる。 ケイ素に微量のホウ素を加えるとP型半導体になる ので、ダイオードやトランジスターに欠かせない元素。 ホウ酸は目の洗浄剤、うがい薬や鼻スプレーなど口腔衛生のため医薬品として使われている。 さらに防腐剤、金属の還元剤、溶接溶剤や研磨剤、火の抑制剤などに使用されている。 |
ベリリウム(Beryllium)
| 化学記号 | Be |
| 元素名の由来 | 鉱物「緑柱石（beryl)」の名前 |
| 存在場所 | 緑柱石、ペルトラン石（カナダ、カザフスタンなど） |
| 特徴 | 軽く、かたい、強い性質がある。銅にベリリウムを添加したベリリウム銅は強度が増す。 |
| 用途 | ベリリウム銅は、強力バネの材料になる。またベリリウム銅合金を使った製品には、ハンマーやスパナなどの工具がある。 さらにベリリウム中で音が伝わる速度は 8–13 km/sと 超高速なので、音響機器メーカーの高音域スピーカーの振動板（主にドーム型）に使用される。 |
リチウム(Lithium)
| 化学記号 | Li |
| 元素名の由来 | ギリシア語の石(Lithos) |
| 存在場所 | リシア輝石、リシア雲母（チリ、カナダなど） |
| 特徴 | すべての金属の中で、最軽量で水に浮く。炎に入れると 美しい深紅色の反応を示す。 |
| 用途 | リチウムイオンは抗うつ薬として投与されている。 イオン化傾向が大きいので電池に使うと起電力を大きく重量も軽いので、リチウム電池やリチウムイオン電池として利用されている。特にリチウムイオン二次電池は、 高エネルギー密度をもつことから携帯電話、ノートパソコン、ハンディカメラ等にも使用されている。 |
希土類（きどるい、レアアース）
1)希土類とは？
希土類は、原子番号57番のランタン(Ｌａ)から71番のルテシウム(Ｌｕ)までの
15元素のグループ(ランタノイド)に、原子番号21番のスカンジウムと39番のイットリウム(Ｙ)を
加えた１７元素の総称です。それぞれ化学的性質が非常に似ており、しかも一緒に産出されます。
18世紀末にフィンランドの学者が発見したときに、それまでに知 られていた一般の土類と
同類であるが稀少なので希土(レアアース)と名付けられたそう。
1)資源としての希土類
希土と名づけられたことから「わずかしか存在しない」と思われがちですが、
豊富に存在する資源です。
希土類鉱石は、チタン鉱石や鉄鉱石等の副産物として産出され、
産地としては、中国、 オーストラリア、インド等などです。
さらに最近の研究では、日本国内のマンガン鉱床に花崗岩を上回る割合で
希土類が含まれていることがわかり、新たな資源として注目されています。
資源量的には、世界の需要を数百年満たすことが出来ると言われています。
日本の場合、現在は主に中国から輸入し原料の精製、調製、加工を行っています。
希土類の生産は中国が世界の9割近く(鉱石ベース)を占めており、一方消費量では
日本が約半分を占めています。
3)用途
希土類の多くは優れた科学的、物理的性質を持っており、用途はさまざまです。
特に、コンピュータ、情報通信機器等に用いられる電子材料や
自動車の排気ガス浄化用触媒等の素材としては、必須のものです。
具体的には、水素吸蔵合金、二次電池原料、光学ガラス、強力な永久磁石、蛍光体、
研磨材などの材料となります。
またマグネシウム合金に微量添加することで、機械的特性を向上することが知られています。
レアメタルは、希少金属のこと。
レアメタルとは、地球上にもともとの存在量が少ない金属や、
量 は多くても経済的・技術的に純粋なものを取り出すのが難しい金属を総称するものです。
狭義ではベースメタル（またはメジャーメタル。銅、亜鉛、アルミニウムなど）や
貴金属（金、銀）以外で、産業に利用されている非鉄金属を表わします。
レアメタル資源の起源は、45億年前といわれる地球創生期に遡ります。地殻が形成され、
さまざまな地殻変動と高温や高圧によって、地球全体の平均組成と異なる元素の分布と
濃縮が起きた結果、レアメタルが蓄積されたと言われています。
そのため、レアメタルが埋蔵されている場所は非常に限定され、たとえ大量に埋蔵
されていても、採掘する技術が困難であったり莫大なコストがかかります。
しかし他の元素と合金を作って、これまでにない性能や機能を持つようにできることに
もっとも大きな特徴があるので、「産業のビタミン」と呼ばれています。
レアメタルには、主にニッケルやコバルト、チタンなどのほかに、生産量が極めて小さい、
インジウムやタンタルなど合計で31種類があります。
