Lanthanider Definisjon i kjemi

Hvilke elementer er lanthanider?

De uthevede elementene i dette periodiske systemet tilhører lantanidelementgruppen.

Todd Helmenstine, sciencenotes.org

Under hoveddelen av periodiske tabell er to rader med elementer. Disse er lantanider og aktinider . Hvis du ser på grunnstoffenes atomnummer, vil du legge merke til at de passer i mellomrommene under skandium og yttrium. Grunnen til at de ikke (vanligvis) er oppført der er fordi dette ville gjøre bordet for bredt til å skrives ut på papir. Hver av disse radene med elementer har karakteristiske egenskaper.

Viktige takeaways: Hva er lanthanidene?

• Lantanidene er elementene i toppen av de to radene som ligger under hoveddelen av det periodiske systemet.
• Mens det er uenighet om nøyaktig hvilke elementer som skal inkluderes, sier mange kjemikere at lantanidene er elementer med atomnummer 58 til 71.
• Atomer av disse elementene er karakterisert ved å ha et delvis fylt 4f-undernivå.
• Disse elementene har flere navn, inkludert lantanidserien og de sjeldne jordartelementene. IUPACs foretrukne navn er faktisk lantanoider .

Lanthanider Definisjon

De lantanider anses generelt å være elementer med atomtall 58-71 ( lantan til Lutetium ). Lantanidserien er gruppen av elementer der 4f-undernivået blir fylt. Alle disse elementene er metaller (spesifikt, overgangsmetaller ). De deler flere felles egenskaper.

Det er imidlertid en viss uenighet om nøyaktig hvor lantanidene begynner og slutter. Teknisk sett er enten lantan eller lutetium et d-blokkelement i stedet for et f-blokkelement. Likevel deler de to elementene egenskaper med andre elementer i gruppen.

Nomenklatur

Lantanidene er angitt med det kjemiske symbolet Ln når man diskuterer generell lantanidkjemi. Gruppen av grunnstoffer går faktisk under noen av flere navn: lantanider, lantanidserier, sjeldne jordmetaller, sjeldne jordartsmetaller, vanlige jordelementer, indre overgangsmetaller og lantanoider. DeIUPACforetrekker formelt bruken av begrepet 'lantanoider' fordi suffikset '-ide' har en spesifikk betydning i kjemi. Imidlertid erkjenner gruppen at begrepet 'lantanid' går før denne avgjørelsen, så det er generelt akseptert.

Lantanidelementer

Lantanidene er:

• Lantan, 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
• Paris, atomnummer 71

Generelle egenskaper

Alle lantanidene er skinnende, sølvfargede overgangsmetaller. Som andre overgangsmetaller danner de fargede løsninger, men lantanidløsninger har en tendens til å være bleke i fargen. Lantanidene pleier å være myke metaller som kan kuttes med en kniv. Mens atomene kan vise hvilken som helst av flere oksidasjonstilstander, er +3-tilstanden mest vanlig. Metallene er generelt ganske reaktive og danner et oksidbelegg ved eksponering for luft. Lantan, cerium, praseodym, neodym og europium er så reaktive at de lagres i mineralolje. Imidlertid anløper gadolinium og lutetium bare sakte i luften. De fleste lantanider og deres legeringer løses raskt opp i syre, antennes i luft rundt 150-200 °C, og reagerer med halogener, svovel, hydrogen, karbon eller nitrogen ved oppvarming.

Elementer i lantanidserien viser også et fenomen som kalles lantanid sammentrekning . Ved lantanidsammentrekning trenger 5s- og 5p-orbitalene inn i 4f-underskallet. Fordi 4f-underskallet ikke er fullstendig skjermet fra effektene av den positive kjerneladningen, reduseres atomradiusen til lantanidatomene suksessivt og beveger seg over det periodiske systemet fra venstre til høyre. (Merk: Dette er faktisk den generelle trenden for atomradius som beveger seg over det periodiske systemet.)

Forekomst i naturen

Lanthanidmineraler har en tendens til å inneholde alle elementene i serien. Imidlertid varierer det i henhold til overflod av hvert element. Mineralet euksenitt inneholder lantanider i nesten like proporsjoner. Monazit inneholder hovedsakelig lettere lantanider, mens xenotime inneholder stort sett tyngre lantanider.

Kilder

• Cotton, Simon (2006). Lanthanid og aktinidkjemi . John Wiley & Sons Ltd.
• Gray, Theodore (2009). Elementene: En visuell utforskning av hvert kjent atom i universet . New York: Black Dog & Leventhal Publishers. s. 240. ISBN 978-1-57912-814-2.
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Kjemi av elementene (2. utgave). Butterworth-Heinemann. s. 1230–1242. ISBN 978-0-08-037941-8.
• Krishnamurthy, Nagaiyar og Gupta, Chiranjib Kumar (2004). Ekstraktiv metallurgi av sjeldne jordarter . CRC Trykk. ISBN 0-415-33340-7.
• Wells, A. F. (1984). Strukturell uorganisk kjemi (5. utgave). Oxford Science Publication. ISBN 978-0-19-855370-0.