Definícia lantanidov v chémii

Pod hlavnou časťou tela periodická tabuľka sú dva rady prvkov. Toto sú lantanoidy a actinides. Ak sa pozriete na atómové čísla prvkov, všimnete si, že zapadajú do priestorov pod škandiom a ytriom. Dôvod, prečo tam nie sú (zvyčajne), je ten, že by sa tabuľka stala príliš širokou na tlač na papier. Každá z týchto radov prvkov má charakteristické vlastnosti.

Existujú však určité pochybnosti o tom, kde presne začínajú a končia lanthanidy. Technicky je buď lanthan, alebo luténium skôr prvkom d-blokov, ako prvkom f-blokov. Tieto dva prvky však majú spoločné vlastnosti s ostatnými prvkami v skupine.

Lantanidy sú označené chemickým symbolom ln pri diskusii o všeobecnej chémii lantanoidov. Skupina prvkov v skutočnosti obsahuje niektoré z niekoľkých názvov: lantanoidy, séria lantanoidov, kovy vzácnych zemín, prvky vzácnych zemín, prvky obyčajných zemín, vnútorné prechodné kovy a lantanoidy. IUPAC formálne uprednostňuje použitie termínu "lanthanoidy", pretože prípona "-id" má v chémii špecifický význam. Skupina však uznáva, že termín „lantanid“ predchádza tomuto rozhodnutiu, takže sa všeobecne prijíma.

instagram viewer

Všetky lantanoidy sú lesklé, strieborné prechodné kovy. Podobne ako iné prechodné kovy vytvárajú zafarbené roztoky, avšak roztoky lantanoidov majú tendenciu byť svetlé. Lanthanidy majú tendenciu byť mäkkými kovmi, ktoré je možné rezať nožom. Aj keď atómy môžu vykazovať ktorýkoľvek z niekoľkých oxidačných stavov, najbežnejší je +3. Kovy sú zvyčajne celkom reaktívne a po vystavení vzduchu tvoria oxidový povlak. Lanthanum, cér, praseodym, neodym a europium sú také reaktívne, že sú uložené v minerálnom oleji. Gadolínium a luténium však na vzduchu len pomaly pošpinia. Väčšina lantanoidov a ich zliatin sa rýchlo rozpustí v kyseline, vznieti sa na vzduchu okolo 150 - 200 ° C a pri zahrievaní reaguje s halogénmi, sírou, vodíkom, uhlíkom alebo dusíkom.

Prvky série lantanoidov tiež vykazujú jav nazývaný kontrakcie lantanoidu. Pri kontrakcii lantanoidom 5b a 5p orbitaly prenikajú do 4sh subshell. Pretože 4f subshell nie je úplne chránený pred účinkami pozitívneho jadrového náboja, atómový polomer atómov lantanidov postupne klesajúci a pohybujúci sa po periodickej tabuľke zľava do správny. (Poznámka: Toto je v skutočnosti všeobecný trend pohybu atómového polomeru cez periodickú tabuľku.)

Lanthanidové minerály majú tendenciu obsahovať všetky prvky v sérii. Menia sa však v závislosti od množstva každého prvku. Minerálny euxenit obsahuje lanthanidy v takmer rovnakých pomeroch. Monazit obsahuje hlavne ľahšie lantanidy, zatiaľ čo xenotím obsahuje väčšinou ťažšie lantanidy.