質問: チタン、リチウム、コバルトなどのように、天然に存在する量が少ない希少金属を何という?
回答: レアメタル

タイトル: 希土類元素
希土類元素は化学的性質が互いによく似ている。性質を若干異にするスカンジウムおよび天然に存在しないプロメチウム以外の元素は、ゼノタイムやイオン吸着鉱などの同じ鉱石中に相伴って産出し、単体として分離することが難しい。そのため、混合物であるミッシュメタルとして利用されることも多い。「希」の名がつくものの、金や銀などの貴金属に比べて地殻に存在する割合は高く、特にセリウム 58Ceは銅に匹敵するほどの量が存在する。しかし、単独の元素を分離精製することが難しく、流通価格が貴金属並みに高価となることがある。この意味で2012年現在でも希少(英: rare)な元素であり、レアメタルに分類される。ただし、アメリカ地質調査所によれば、レアアースの世界の埋蔵量はおよそ9900万トンであり、全世界の年間消費量約15万トンから比較すれば、資源の枯渇はあまり危惧されていない。

タイトル: 貴金属
貴金属(ききんぞく)は、金属のうち化合物をつくりにくく希少性のある金属の総称。英語ではprecious metalまたはnoble metalといい、precious metalは希少な金属、noble metalはイオン化(酸化)しにくい性質を持つ金属をいう。なお、貴金属の対義語は卑金属である。

タイトル: レアメタル
レアメタル、希少金属(きしょうきんぞく)は、様々な理由から産業界での流通量・使用量が少なく希少な非鉄金属のこと。レアメタルは非鉄金属全体を呼ぶ場合もあるが、狭義では、鉄、銅、亜鉛、アルミニウムなどのベースメタル(コモンメタルやメジャーメタルとも呼ばれる)や金、銀などの貴金属以外で、産業に利用されている非鉄金属を指す。この意味での「レアメタル」は、日本独自の用語(和製英語での用法)であり、英語圏では "minor metal" といい、日本語にもこの語を音写した外来語「マイナーメタル」がある。英語における "rare metal" は希土類元素 (rare earth) と同義である。

タイトル: チタン
地球を構成する地殻の成分として9番目に多い元素(金属としてはアルミニウム、鉄、マグネシウムに次ぐ4番目)で、遷移元素としては鉄に次ぐ。普通に見られる造岩鉱物であるルチルやチタン鉄鉱といった鉱物の主成分である。自然界の存在は豊富であるが、さほど高くない集積度や製錬の難しさから、金属として広く用いられるようになったのは比較的最近(1950年代)である。

タイトル: 金属
純金属では金や銅、合金では黄銅、丹銅などがある。なお表面が酸化、塩素化、窒化など化学反応を起こした場合、これらの化合物の色や、酸化発色などの構造色 によって変色することもある。金属を汎用金属(コモンメタル、ベースメタル)と希少金属(レアメタル)に分ける分類もある。レアメタルの基準は以下の1-4のどれか一項目を満たし、かつ5番目の条件にあてはまるものを言う。レアメタルは、典型元素15種類+希土類以外の遷移元素15種類+希土類金属(レアアースメタル)17種類の合計47種類があり、この中には半金属のホウ素、セレン、テルルも含まれる。これらレアメタルはクラーク数の少なさとは必ずしも一致せず、例えば銅は、地殻に含まれる量は少ないが古来青銅器が作られたように鉱石が発掘しやすく精錬も容易だった。

タイトル: 天然状態
金属に関して: 天然状態 (英: native state) という用語は、自然界で化学的に結合していない状態で発見された金属を指す。地球の地殻でほとんどの使用可能な金属鉱石は酸化物または硫化物であり、そのため精製された金属の特性を示さない。しかし、場合によっては、金属が未結合の金属の形で、さまざまな純度で見つかることがある。これらの「金属として発見された金属」は「天然状態」であると呼ばれる。例えば自然銅がある。

タイトル: 貴金属
白金族元素はどれもかなり希少な金属だが、その中でもロジウム、オスミウム、イリジウムは特に希少な金属である。レニウムは、地球上においても、宇宙空間においても最も希少な金属である。(ビスマス以外のほぼ全ての高度放射性元素を除く)レニウムは灰白色の非常に硬い金属で、過酷な条件下にも耐えうることから、ロケットエンジンにごく少量添加されたりしている。密度に関しても、白金の21.45に次いで全元素中第4位の高密度である。

タイトル: 金属
コモンメタルの定義は、「レアメタル以外の金属」「歴史的に文明を支えた鉄、銅、亜鉛、スズ、水銀、鉛、アルミニウム、金、銀の8種類」など複数ある。以上のように「レア」と「コモン」の差は物質の絶対量ではなく、人類がいかに容易に調達できるか、需給バランスのギャップという点が強い。そのため、精錬技術の向上など製造プロセス革新によってレアメタルに分類される金属がコモンメタル化される可能性があり、その例としてチタンがコモンメタル化されつつある。

タイトル: 重金属
鉄(Fe)、鉛(Pb)、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、銅(Cu)、クロム(Cr)、カドミウム(Cd)、水銀(Hg)、亜鉛(Zn)、ヒ素(As)、マンガン(Mn)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、錫(Sn)、ビスマス(Bi)、ウラン(U)、プルトニウム(Pu)などが代表的な重金属である。ただし、金、銀、白金族元素などは重金属というよりも貴金属として別枠で扱う傾向にある。これは他の重金属と比較して単位あたりの価格が非常に高いこと、またイオンとして溶け出すことが少ないためである。また、ウランやプルトニウム等の放射性元素も貴金属同様重金属とは別枠で扱う傾向にある。これは化学的毒性より放射能による毒性の方がより問題になることと、原子力関連以外の用途があまりないためである。

タイトル: 元素鉱物
発見の報告はあるものの、存在が承認されていない元素鉱物も数多くあり、単一の元素で構成されたものでは自然ホウ素 (Boron) 、自然フラーレン (Fullerite) 、自然リン (Phosphorus) 、三方チタン (Tetragonal Titanium) 、自然マンガン (Manganese) 、自然コバルト (Cobalt) 、自然ニオブ (Niobium) 、自然モリブデン (Molybdenum) 、自然ヨウ素 (Iodiune) 、自然タンタル (Tantalum) 、自然レニウム (Rhenium)がある。

タイトル: 窒化チタン
Osbornite:隕石中にのみ見られる非常にまれな天然の窒化チタン

タイトル: 非鉄金属
生産量ではなく種類で見れば、鉄を主体とした合金の種類よりもそれ以外の金属元素を主体とした合金の種類も比肩する数があり、航空機用の素材などに使われるジュラルミン(アルミニウムを主成分とする)のように、工業的・経済的にも重要な意味を持つ非鉄金属も少なくない。

タイトル: 卑金属
卑金属の名称は、卑金属がイオン化しやすく、イオン化傾向が高いという特徴から来ている。また、その名前は大量に産出する安い金属ということから来ているとするものもある。

タイトル: イリジウム
イリジウムは白金の精錬時に得られる副産物として採取されている。このためプラチナの生産量に、イリジウムの生産量も依存する。ただ、地球の地殻中での濃度は0.001 ppm(1 ppb)に過ぎず、イリジウムの1年間の採掘量は、4トン程度と少ない。このため、レアメタル(希少金属)として扱われている。なお地殻中でも偏在が見られ、イリジウムの産出量の95パーセントを南アフリカ共和国が占めており、南アフリカ共和国のブッシュフェルトの埋蔵量は、現在知られている中で最大である。この他には、ロシアのノリリスクや、カナダのサドバリーでも採掘されており、僅かながらアメリカ合衆国でも発見されている。このように地球の地殻中では希少だが、地球内部のマントルには、地殻よりも遥かに高濃度でイリジウムが含まれている。また隕石にも、より高濃度でイリジウムが含まれており、その濃度は0.5 ppm以上であるとされている。

タイトル: チタン
チタンは地殻中の存在量はかなり多く、金属ではアルミニウム・鉄・マグネシウムよりは少ないが銅・亜鉛・鉛などよりも豊富に存在する。このように豊富なチタンの工業的生産の歴史が浅いのは、チタンが活性な金属で高温になるとルツボや炉の内張りの耐火材料に使われるアルミナ (Al2O3)・マグネシア (MgO)・炭素と反応してしまうためで、なかなか酸化物を還元して純粋なチタン金属を得ることが難しかったためである。 また、酸素と結びつきやすいので、チタン原料の鉱石はすべて酸化物で、チタン単独の酸化物のルチル(金紅石、TiO2)かもしくはこれに酸化鉄が混じったチタン鉄鉱(イルメナイト、FeTiO3)の形になっているものが多い。。

タイトル: コフィン石
近年の電子線マイクロアナライザによる微細結晶の分析により、カルシウムやイットリウム、リンが多く含まれることや、さまざまな希土類元素がわずかながら含まれることが明らかになっている。

タイトル: 自然カドミウム
自然カドミウムは、以下の5ヶ所でしか発見されていない珍しい鉱物である。

タイトル: 自然アルミニウム
自然アルミニウムは極めて特殊な環境で生成される稀な鉱物であるため、資源的な価値やその他の用途はない。

タイトル: 貴金属
化合物をつくりにくく希少性のある金属という条件を満たす元素は、金 (Au)、銀 (Ag)、白金 (Pt)、パラジウム (Pd)、ロジウム (Rh)、イリジウム (Ir)、ルテニウム (Ru)、オスミウム (Os) の8つであり、これらを一般に貴金属元素という。電気化学では銀よりも単極電位の大きい元素のことであり以上の8元素と同じである。また、貴金属(noble metal)は「標準水素電極と比較して高い正極電位をもつ金属」と定義されることがある。この場合、相対的にイオン化しにくいほうを「貴」といい、例えば亜鉛 (Zn) との比較で銅 (Cu) は貴(貴金属)とされる。イオン化傾向が水素より小さい金属という定義では水銀など上記以外の元素を貴金属に含めることもある。これらはいずれもDブロック元素に属する。

タイトル: ランタン
ランタンはすべてのランタノイドの中で3番目に豊富に存在する。地殻の39 mg/kgを占め、これはセリウムの66.5 mg/kgとネオジムの41.5 mg/kgに次ぐ多さである。地殻では鉛の約3倍存在する。いわゆる「希土類元素」に含まれているが、このように全く珍しくない。しかし、石灰やマグネシアなどの「一般的な土類」よりはまれであり、歴史的に少数の堆積物しか知られていないためこのような名前がついている。採掘過程が難しく、時間がかかり、高価であるため希土類金属と見なされている。希土類鉱物で見つけられる主要なランタノイドであることは滅多になく、化学式では通常セリウムの方が多い。Laの方が多い鉱物の珍しい例はモナザイト-(La)や ランタナイト-(La)である。

タイトル: 元素
鉱物学において、単一の元素あるいは合金からなる鉱物のことを元素鉱物(げんそこうぶつ、英: native element mineral)という。元素鉱物は金属(銅、白金、鉄、金、銀)、半金属(砒素)、非金属(硫黄、炭素)の3グループに分けられる。単体のものは元素名と区別するため、「自然」(native)を付けて「自然金」(native gold)、「自然蒼鉛」(native bismuth)などと呼ばれる。

タイトル: 卑金属
卑金属という言葉は古来、金と銀以外の金属全般を指していた。また、古代ではこれら卑金属から金(きん)を作り出せると信じられ、錬金術と呼ばれた。しかし、その技術は実現することはなかった。しかし、現在は他の定義も存在している。

タイトル: ペツォッタイト
硬度が十分にあり希少性も高いため、濁りの少ない物はカットされ宝石として扱われる。工業的には十分な産出量がないため、目立った利用はない。

タイトル: レアメタル
金、銀、鉛、錫のようなベースメタル(コモンメタル)では特定の鉱石中に高い割合で目的の金属元素が含まれているので、昔から簡単な精錬方法で利用されてきたが、レアメタルはクロム、マンガン、ニッケルのように鉱石として採掘されるものは少数派で、ほとんどは他の金属鉱石中に微量が、構成金属を置換して存在している。レアメタルは1.から3.までの理由のほか、用途が限られているため特定の産業でしか用いられなかったり、他の金属に代替できたり、価格高騰時には国家レベルで抑制策が打たれたりといった様々な制約から価格の高騰が抑制され、取引量が拡大しない点で希少性を保ってきた。

タイトル: 希土類元素
希土類元素(きどるいげんそ、英: rare-earth elements・REE)またはレアアースは、31鉱種あるレアメタルの中の1鉱種で、スカンジウム 21Sc、イットリウム 39Yの2元素と、ランタン 57La からルテチウム 71Lu までの15元素(ランタノイド)の計17元素の総称である(元素記号の左下は原子番号)。周期表の位置では、第3族のうちアクチノイドを除く第4周期から第6周期までの元素を包含する。なお、希土類・希土と略しており、かつて稀土類・稀土とも書き、それらは英語名の直訳であり、比較的希な鉱物から得られた酸化物から分離されたことに由来している。

タイトル: レアメタル
希土類元素(レアアース)17種類

タイトル: ルテチウム
ルテチウムは他の全てのすべての希土類金属で見つかるがルテチウムだけでは見つからず、他の元素から分離することは非常に難しい。主な商業的供給源は希土類のリン酸塩鉱物であるモナザイト(Ce,La,...)PO4を処理したときの副産物であるがその濃度はたった0.0001%であるが、地殻中のルテチウムの存在量である約0.5 mg/kgとあまり変わらない。ルテチウムを主成分とする鉱物は現在のところ知られていない。主な採掘地域は中国、米国、ブラジル、インド、スリランカ、オーストラリアである。世界のルテチウムの生産量(酸化物で)は年間約10トンである。純粋なルテチウム金属は調製が非常に難しい。希土類元素の中で最も希少で最も高価な金属の1つであり、価格は1キログラムあたり10,000アメリカドルで、金の約4分の1である。粉砕された鉱物は高温の濃硫酸で処理され、希土類の水溶性硫酸塩を生成する。

タイトル: 自然カドミウム
自然カドミウムは極めて特殊な環境で生成される稀な鉱物であるため、資源的な価値やその他の用途はない。

タイトル: ツリウム
地球上で微量にしか見られない放射能的に不安定なプロメチウムに次いで、ランタノイドで2番目に少ない元素である。加工が簡単な金属で、明るく銀灰色の光沢がある。かなり柔らかく空気中でゆっくりと変色する。高価で希少であるにもかかわらず、持ち運びできるX線装置や一部の固体レーザーの放射線源として使用されている。生物学的に重要な役割はなく、特に毒性はない。

タイトル: 第1族元素
アルカリ金属の単体は低温においてはいずれも体心立方格子の等軸晶系の結晶であるが、常温においてはカリウム、ルビジウム、セシウムは正方晶系の結晶となる。仕事関数が小さいという特長を活かして光電子増倍管の光電面材料にはアルカリ金属を主成分とした合金が利用され、スーパーカミオカンデで使用されたものではバイアルカリと呼ばれるSb-K-Cs合金が用いられている。すでに述べたように、リチウムは全金属中で最も低い密度を持つ。この軽さは航空産業や宇宙産業で用いる材料の素材として極めて有用である。例えば合金の一種であるLA 141(リチウム14%、アルミニウム1%、マグネシウム85%)の密度は1.35 g/cm^3であり、現在最も広く用いられている低密度金属の一つである。金属リチウムは銀色を呈するが、空気にさらすと速やかに酸素と反応して黒変する。

タイトル: 元素鉱物
元素鉱物は、単一の元素からなる単体、あるいは合金からなる組成を持つ。ただし、元素としての性質に近い化学的性質を持つ化合物である炭化物、ケイ化物、窒化物、リン化物で構成された鉱物は、例外的に元素鉱物に含まれる。単体で構成された鉱物の場合、鉱物の正式な名称としては元素そのものの名前が鉱物が使われるが、語弊が生じる場合などは、英名は「Native」、和名は「自然」をつける。例えば金で構成された鉱物は、正式な名称は「金 (Gold)」であるが、特に元素と区別する場合には「自然金 (Native Gold)」となる。日本語の書籍では、和名は自然をつけていても英名は元素名そのままで書かれている傾向がある。元素鉱物に限った話ではないが、天然の産物である鉱物では、例えば自然金でも金が100%で構成されていることはまず無く、例えば銀、銅、水銀といった不純物を含む。

タイトル: 金属アレルギー
金属アレルギーを起こしやすい金属としてはニッケル、コバルト、クロムがある。一方で金・銀はアレルギーを起こしにくい。近年インプラントで多用されるチタンや、宝飾品に用いられるタンタルやジルコニウムもアレルギーを起こしにくい。それは化学的に安定な不動態を形成し、金属イオンが溶出しないからである。アレルギーを起こしやすい金属は、合金になっていたりメッキされたりメッキに用いられたりしていることもあるので注意が必要である。また、チョコレート(ニッケルを含む)等の様に、食べ物に含まれている場合もある。

タイトル: レニウム
地殻中の存在量は50ppt〜1ppb程度、宇宙での個数密度比は0.0562とされている。これは、地殻中ではオスミウムと並んで最も希少、宇宙空間中でもタンタルと並んで最も希少な金属のグループに位置付けられる。

タイトル: 貧金属
しかしこれらは遷移金属に見られない性質を持ち、ゲルマニウム、アンチモンは一般に半金属に分類され、ポロニウムについても半金属へ分類する文献が多い。 アルミニウムは半金属に分類することもまれである(すなわち卑金属、ポスト遷移金属)。pブロック元素のうち金属的性質をもつものとsブロック元素の金属とまとめて「典型金属」「その他の金属」として分類している文献もある。

タイトル: 卑金属
卑金属(ひきんぞく、base metal)は、空気中に放置するときに酸化しやすく、水分や二酸化炭素などによって容易に侵食される金属のこと。「ベースメタル」「コモンメタル」などの別名がある。また、同音の非金属とは意味が異なる。一般的には貴金属が対義語とされている。

タイトル: 鉱物の一覧
元素鉱物とは、単一元素または合金からなる鉱物。