Lanthanides eigenschappen en elementen

De lanthaniden of F-blokelementen zijn een verzameling elementen van het periodiek systeem. Hoewel er enige discussie is over welke elementen in de groep moeten worden opgenomen, bevatten de lanthaniden over het algemeen de volgende 15 elementen:

• Lanthanum (La)
• Cerium (Ce)
• Praseodymium (Pr)
• Neodymium (Nd)
• Promethium (Pm)
• Samarium (Sm)
• Europium (Eu)
• Gadolinium (Gd)
• Terbium (Tb)
• Dysprosium (Dy)
• Holmium (Ho)
• Erbium (Er)
• Thulium (Tm)
• Ytterbium (Yb)
• Lutetium (Lu)

Hier is een blik op hun locatie en gemeenschappelijke eigenschappen:

Belangrijkste afhaalrestaurants: Lanthanide

• De lanthaniden zijn een groep van 15 chemische elementen, met atoomnummers 57 tot en met 71.
• Al deze elementen hebben één valentie-elektron in de 5d-schaal.
• De elementen hebben eigenschappen gemeen met het eerste element in de groep - lanthaan.
• De lanthaniden zijn reactieve, zilverkleurige metalen.
• De meest stabiele oxidatietoestand voor lanthanide-atomen is +3, maar de oxidatietoestanden +2 en +4 zijn ook gebruikelijk.
• Hoewel de lanthaniden soms de zeldzame aarden worden genoemd, zijn de elementen niet bijzonder zeldzaam. Ze zijn echter moeilijk van elkaar te scheiden.

De elementen van het D-blok

De lanthaniden bevinden zich in blok 5d van het periodiek systeem. De eerste 5d overgangselement is lanthaan of lutetium, afhankelijk van hoe u de periodieke trends van de elementen interpreteert. Soms worden alleen de lanthaniden en niet de actiniden geclassificeerd als zeldzame aarden. De lanthaniden zijn niet zo zeldzaam als ooit werd gedacht; zelfs de schaarse zeldzame aardmetalen (bijv. europium, lutetium) komen vaker voor dan de metalen uit de platinagroep. Verschillende van de lanthaniden vormen zich tijdens de splijting van uranium en plutonium.

Lanthanide Toepassingen

De lanthaniden hebben veel wetenschappelijke en industriële toepassingen. Hun verbindingen worden gebruikt als katalysatoren bij de productie van aardolie en synthetische producten. Lanthaniden worden gebruikt in lampen, lasers, magneten, fosforen, filmprojectoren en röntgenversterkende schermen. Een pyrofore gemengde zeldzame-aarde-legering genaamd Mischmetall (50% Ce, 25% La, 25% andere lichte lanthaniden) of misch metaal wordt gecombineerd met ijzer om vuurstenen te maken voor aanstekers. De toevoeging van <1% Mischmetall or lanthanide silicides improves the strength and workability of low alloy steels.

Gemeenschappelijke eigenschappen van de lanthaniden

Lanthanides hebben de volgende gemeenschappelijke eigenschappen:

• Zilverachtige witte metalen die aantasten bij blootstelling aan lucht en hun oxiden vormen.
• Relatief zachte metalen. De hardheid neemt enigszins toe met een hoger atoomnummer.
• Beweeg van links naar rechts over de periode (toenemend atoomnummer), de straal van elke lanthanide 3⁺ ion gestaag vermindert. Dit wordt 'lanthanide-contractie' genoemd.
• Hoge smeltpunten en kookpunten.
• Zeer reactief.
• Reageer met water om waterstof vrij te maken (H₂), langzaam in koud / snel bij verhitting. Lanthaniden binden zich gewoonlijk aan water.
• Reageer met H⁺ (verdund zuur) om H vrij te geven₂ (snel bij kamertemperatuur).
• Reageer in een exotherme reactie met H₂.
• Brand gemakkelijk in de lucht.
• Het zijn sterke reductiemiddelen.
• Hun verbindingen zijn in het algemeen ionisch.
• Bij verhoogde temperaturen ontbranden en branden veel zeldzame aarden krachtig.
• De meeste zeldzame aardverbindingen zijn sterk paramagnetisch.
• Veel zeldzame aardverbindingen fluoresceren sterk onder ultraviolet licht.
• Lanthanide-ionen zijn meestal bleke kleuren, die het gevolg zijn van zwak, smal, verboden f X f optische overgangen.
• De magnetische momenten van de lanthanide- en ijzerionen verzetten zich tegen elkaar.
• De lanthaniden reageren gemakkelijk met de meeste niet-metalen en vormen binaries bij verhitting met de meeste niet-metalen.
• Het coördinatiegetal van lanthaniden is hoog (groter dan 6; meestal 8 of 9 of zo hoog als 12).

Lanthanide versus Lanthanoid

Omdat de -ide achtervoegsel wordt gebruikt om negatieve ionen in de chemie aan te geven, de IUPAC beveelt aan dat leden van deze elementengroep lanthanoïden worden genoemd. De -oid achtervoegsel is in overeenstemming met namen van een andere elementgroep - de metalloïden. Er is een precedent voor een naamsverandering, omdat een nog vroegere naam voor de elementen "lanthanon" was. Bijna alle wetenschappers en peer-reviewed artikelen verwijzen echter nog steeds naar de elementengroep als de lanthaniden.

bronnen

• David A. Atwood, ed. (19 februari 2013). The Rare Earth Elements: Fundamentals and Applications (EBook). John Wiley & Sons. ISBN 9781118632635.
• 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.
• Holden, Norman E .; Coplen, Tyler (2004). "Het periodiek systeem der elementen". Chemistry International. IUPAC. 26 (1): 8. doi: 10.1515 / ci.2004.26.1.8
• Krishnamurthy, Nagaiyar en Gupta, Chiranjib Kumar (2004). Extractive Metallurgy of Rare Earths. CRC Druk. ISBN 0-415-33340-7
• McGill, Ian (2005) "Rare Earth Elements" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim. doi: 10.1002 / 14356007.a22_607