Lanthanides definition i kemi

Under huvudkroppen i det periodiska systemet finns två rader med element. Dessa är lantaniderna och aktiniderna. Om du tittar på elementens atomnummer kommer du att märka att de passar i utrymmena under skandium och yttrium. Anledningen till att de inte (vanligtvis) listas där beror på att detta skulle göra bordet för brett för att skriva ut på papper. Var och en av dessa rader med element har karakteristiska egenskaper.

Viktiga takeaways: Vad är lantaniderna?

Lantaniderna är elementen i toppen av de två raderna som ligger under huvudkroppen i det periodiska systemet.
Det råder oenighet om exakt vilka element som bör inkluderas, men många kemister uppger att lantaniderna är element med atomnummer 58 till 71.
Atomer i dessa element kännetecknas av att de har en delvis fylld 4f-underplan.
Dessa element har flera namn, inklusive lanthanidserien och de sällsynta jordartsmetoderna. Det föredragna namnet på IUPAC är faktiskt lantanoider.

Lanthanides definition

Lantaniderna anses generellt vara element med atomnummer 58-71 (lantan till lutetium). Lantanidserien är gruppen av element där 4f-underplanet fylls. Alla dessa element är metaller (specifikt övergångsmetaller). De delar flera gemensamma egenskaper.

Det finns dock en viss tvist om exakt var lantaniderna börjar och slutar. Tekniskt sett är antingen lantan eller lutetium ett d-block-element snarare än f-block-element. Ändå delar de två elementen med andra element i gruppen.

Nomenklatur

Lantaniderna indikeras med den kemiska symbolen Ln när man diskuterar allmän lantanidkemi. Gruppen av element går faktiskt enligt något av flera namn: lanthanider, lanthanidserier, sällsynta jordartsmetaller, sällsynta jordelement, vanliga jordelement, inre övergångsmetaller och lanthanoider. IUPAC föredrar formellt användningen av termen "lanthanoider" eftersom suffixet "-ide" har en specifik betydelse inom kemi. Gruppen erkänner dock att uttrycket "lanthanide" föregår detta beslut, så det accepteras allmänt.

Lantanidelement

Lantaniderna är:

Lanthanum, atomnummer 58
Cerium, atomnummer 58
Praseodym, atomnummer 60
Neodym, atomnummer 61
Samarium, atomnummer 62
Europium, atomnummer 63
Gadolinium, atomnummer 64
Terbium, atomnummer 65
Dysprosium, atomnummer 66
Holmium, atomnummer 67
Erbium, atomnummer 68
Thulium, atomnummer 69
Ytterbium, atomnummer 70
Lutetium, atomnummer 71

Generella egenskaper

Alla lanthanider är blanka, silverfärgade övergångsmetaller. Liksom andra övergångsmetaller bildar de färgade lösningar, men lantanidlösningar tenderar att vara bleka i färg. Lantaniderna tenderar att vara mjuka metaller som kan skäras med en kniv. Medan atomerna kan uppvisa något av flera oxidationstillstånd, är +3-tillståndet vanligast. Metallerna är i allmänhet ganska reaktiva och bildar en oxidbeläggning vid exponering för luft. Lanthanum, cerium, praseodym, neodym och europium är så reaktiva att de lagras i mineralolja. Gadolinium och lutetium anstränger sig dock långsamt i luften. De flesta lantanider och deras legeringar löses snabbt upp i syra, antänds i luft runt 150-200 ° C och reagerar med halogener, svavel, väte, kol eller kväve vid upphettning.

Element i lanthanidserien visar också ett fenomen som kallas lantanidkontraktion. Vid lanthanidkontraktion tränger 5s och 5p orbitaler in i 4f underskal. Eftersom 4f-underskalet inte är fullständigt skyddat från effekterna av den positiva kärnkraftsladdningen, minskar lantanidatomernas atomradie successivt och rör sig över periodiska tabellen från vänster till höger. (Observera: Detta är faktiskt den allmänna trenden för atomradie som rör sig över det periodiska systemet.)

Förekomst i naturen

Lanthanide-mineraler tenderar att innehålla alla element i serien. Men varierar beroende på överflödet av varje element. Mineral euxeniten innehåller lantanider i nästan lika stora andelar. Monazite innehåller främst lättare lantanider, medan xenotime mestadels innehåller tyngre lantanider.

källor

Cotton, Simon (2006). Lanthanide och Actinide Chemistry. John Wiley & Sons Ltd.
Gray, Theodore (2009). Elementen: En visuell utforskning av alla kända atomer i universum. New York: Black Dog & Leventhal förlag. s. 240. ISBN 978-1-57912-814-2.
Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Elementens kemi (2: a upplagan). Butterworth-Heinemann. s. 1230-1242. ISBN 978-0-08-037941-8.
Krishnamurthy, Nagaiyar och Gupta, Chiranjib Kumar (2004). Extraherande metallurgi av sällsynta jordar. CRC Press. ISBN 0-415-33340-7.
Wells, A. F. (1984). Strukturell oorganisk kemi (5: e upplagan). Oxford Science Publikation. ISBN 978-0-19-855370-0.

Vetenskap