Lanthanides-definitie in de chemie

Onder het hoofdgedeelte van de periodiek systeem zijn twee rijen elementen. Dit zijn de lanthaniden en de actiniden. Als je naar de atoomnummers van de elementen kijkt, zul je zien dat ze in de ruimtes onder scandium en yttrium passen. De reden dat ze daar (meestal) niet worden vermeld, is omdat dit de tafel te breed zou maken om op papier af te drukken. Elk van deze rijen elementen heeft karakteristieke eigenschappen.

Er is echter enige discussie over waar de lanthaniden precies beginnen en eindigen. Technisch gezien is lanthaan of lutetium een ​​d-blokelement in plaats van een f-blokelement. Toch delen de twee elementen kenmerken met andere elementen in de groep.

De lanthaniden worden aangegeven met het chemische symbool Ln bij het bespreken van algemene lanthanidechemie. De groep elementen heeft eigenlijk een van de verschillende namen: lanthaniden, lanthanidereeksen, zeldzame aardmetalen, zeldzame aardelementen, gemeenschappelijke aardelementen, innerlijke overgangsmetalen en lanthanoïden. De

instagram viewer
IUPAC geeft formeel de voorkeur aan het gebruik van de term "lanthanoïden" omdat het achtervoegsel "-ide" een specifieke betekenis heeft in de chemie. De groep erkent echter dat de term "lanthanide" dateert van vóór deze beslissing, en wordt daarom algemeen aanvaard.

Alle lanthaniden zijn glanzende, zilverkleurige overgangsmetalen. Net als andere overgangsmetalen vormen ze gekleurde oplossingen, maar lanthanide-oplossingen zijn meestal bleek van kleur. De lanthaniden zijn meestal zachte metalen die met een mes kunnen worden gesneden. Hoewel de atomen verschillende oxidatietoestanden kunnen vertonen, komt de +3-toestand het meest voor. De metalen zijn over het algemeen vrij reactief en vormen bij blootstelling aan lucht een oxidebekleding. Lanthaan, cerium, praseodymium, neodymium en europium zijn zo reactief dat ze worden opgeslagen in minerale olie. Gadolinium en lutetium verkleuren echter slechts langzaam in de lucht. De meeste lanthaniden en hun legeringen lossen snel op in zuur, ontbranden in lucht rond 150-200 ° C en reageren bij verhitting met halogenen, zwavel, waterstof, koolstof of stikstof.

Elementen van de lanthanidereeks vertonen ook een fenomeen dat wordt genoemd lanthanide contractie. Bij lanthanidecontractie dringen de 5s- en 5p-orbitalen door in de 4f-subschaal. Omdat de 4f-subschaal niet volledig is afgeschermd tegen de effecten van de positieve atoomlading, de atoom straal van de lanthanide-atomen die achtereenvolgens afnemen en zich van links naar Rechtsaf. (Opmerking: dit is in feite de algemene trend voor atoomradius die over het periodiek systeem beweegt.)

Lanthanide-mineralen bevatten doorgaans alle elementen van de serie. Ze variëren echter afhankelijk van de overvloed van elk element. Het minerale euxeniet bevat lanthaniden in bijna gelijke verhoudingen. Monaziet bevat voornamelijk lichtere lanthaniden, terwijl xenotime meestal zwaardere lanthaniden bevat.