Lanthanides Definitie in Chemie

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

Belangrijkste afhaalrestaurants: wat zijn de lanthaniden?

• De lanthaniden zijn de elementen bovenaan de twee rijen die zich onder het hoofdgedeelte van het periodiek systeem bevinden.
• Hoewel er onenigheid is over welke elementen precies moeten worden opgenomen, zeggen veel chemici dat de lanthaniden elementen zijn met atoomnummers 58 tot en met 71.
• Atomen van deze elementen worden gekenmerkt door een gedeeltelijk gevuld 4f subniveau.
• Deze elementen hebben verschillende namen, waaronder de lanthanideserie en de zeldzame aarde-elementen. De IUPAC-voorkeursnaam is eigenlijk lanthaniden.

Definitie van Lanthanides

De lanthaniden worden in het algemeen beschouwd als elementen met atoomnummers 58-71 (lanthaan tot lutetium). De lanthanideserie is de groep elementen waarin het 4f-subniveau wordt gevuld. Al deze elementen zijn metalen (specifiek overgangsmetalen). Ze hebben verschillende gemeenschappelijke 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.

Nomenclatuur

De lanthaniden worden aangegeven door het chemische symbool ln bij de bespreking van algemene lanthanide-chemie. De groep elementen heeft eigenlijk een van verschillende namen: lanthaniden, lanthanideseries, zeldzame aardmetalen, zeldzame aardelementen, gemeenschappelijke aardelementen, binnenste overgangsmetalen en lanthanoïden. De 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" aan deze beslissing voorafgaat, en wordt daarom algemeen aanvaard.

Lanthanide-elementen

De lanthaniden zijn:

• Lanthaan, atoomnummer 58
• Cerium, atoomnummer 58
• Praseodymium, atoomnummer 60
• Neodymium, atoomnummer 61
• Samarium, atoomnummer 62
• Europium, atoomnummer 63
• Gadolinium, atoomnummer 64
• Terbium, atoomnummer 65
• Dysprosium, atoomnummer 66
• Holmium, atoomnummer 67
• Erbium, atoomnummer 68
• Thulium, atoomnummer 69
• Ytterbium, atoomnummer 70
• Lutetium, atoomnummer 71

Algemene eigenschappen

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 in het algemeen vrij reactief en vormen een oxidebekleding bij blootstelling aan lucht. Lanthaan, cerium, praseodymium, neodymium en europium zijn zo reactief dat ze worden opgeslagen in minerale olie. Gadolinium en lutetium tasten echter slechts langzaam aan in 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 lanthanideserie vertonen ook een genoemd fenomeen lanthanide contractie. Bij lanthanide-contractie dringen de 5s en 5p orbitalen de 4f-subschaal binnen. Omdat de 4f-subschaal niet volledig is beschermd tegen de effecten van de positieve nucleaire lading, neemt de atoomstraal van de lanthanide-atomen achtereenvolgens af over het periodiek systeem van links naar rechts. (Opmerking: dit is in feite de algemene trend voor atomaire straal die over het periodiek systeem beweegt.)

Voorkomen in de natuur

Mineralen van lanthanide bevatten meestal alle elementen binnen de serie. De verschillen variëren echter afhankelijk van de overvloed van elk element. Het mineraal euxeniet bevat lanthaniden in vrijwel gelijke verhoudingen. Monaziet bevat voornamelijk lichtere lanthaniden, terwijl xenotime voornamelijk zwaardere lanthaniden bevat.

bronnen

• Cotton, Simon (2006). Lanthanide en actinide chemie. John Wiley & Sons Ltd.
• Gray, Theodore (2009). De elementen: een visuele verkenning van elk bekend atoom in het heelal. New York: Black Dog & Leventhal Publishers. p. 240. ISBN 978-1-57912-814-2.
• Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Chemie van de elementen (2e editie). Butterworth-Heinemann. pp. 1230-1242. ISBN 978-0-08-037941-8.
• Krishnamurthy, Nagaiyar en Gupta, Chiranjib Kumar (2004). Extractive Metallurgy of Rare Earths. CRC Druk. ISBN 0-415-33340-7.
• Wells, A. F. (1984). Structurele anorganische chemie (5e editie). Oxford Science Publication. ISBN 978-0-19-855370-0.