Lijst met elementen in de Lanthanide-serie

De lanthaniden of lanthanoïde series is een groep overgangsmetalen die zich op het periodiek systeem in de eerste rij (periode) onder het hoofdgedeelte van de tabel bevinden. De lanthaniden worden gewoonlijk de zeldzame aarde-elementen (REE) genoemd, hoewel veel mensen scandium en yttrium onder dit label ook groeperen. Daarom is het minder verwarrend om de lanthaniden een subset van de zeldzame aardmetalen te noemen.

De lanthaniden

Hier is een lijst van de 15 elementen die lanthaniden zijn, die lopen vanaf atoomnummer 57 (lanthanum of Ln) en 71 (lutetium of Lu):

• lanthaan: symbool Ln, atoomnummer 57
• Cerium: symbool Ce, atoomnummer 58
• praseodymium: symbool Pr, atoomnummer 59
• Neodymium: symbool Nd, atoomnummer 60
• promethium: symbool Pm, atoomnummer 61
• samarium: symbool Sm, atoomnummer 62
• Europium: symbool Eu, atoomnummer 63
• Gadolinium: symbool Gd, atoomnummer 64
• Terbium: symbool Tb, atoomnummer 65
• Dysprosium: symbool Dy, atoomnummer 66
• holmium: symbool Ho, atoomnummer 67
• Erbium: symbool Er, atoomnummer 68
• Thulium: symbool Tm, atoomnummer 69
• Ytterbium: symbool Yb, atoomnummer 70
• lutetium: symbool Lu, atoomnummer 71

Merk op dat lanthaniden soms als de elementen worden beschouwd in aansluiting op lanthaan op het periodiek systeem, waardoor het een groep van 14 elementen is. Sommige referenties sluiten ook lutetium uit de groep uit omdat het een enkel valentie-elektron in de 5d schaal heeft.

Eigenschappen van de lanthaniden

Omdat de lanthaniden alle overgangsmetalen zijn, hebben deze elementen gemeenschappelijke kenmerken. In pure vorm zijn ze helder, metaalachtig en zilverachtig van uiterlijk. De meest voorkomende oxidatietoestand voor de meeste van deze elementen is +3, hoewel +2 en +4 ook in het algemeen stabiel zijn. Omdat ze verschillende oxidatietoestanden kunnen hebben, hebben ze de neiging om felgekleurde complexen te vormen.

Lanthaniden zijn reactief vormende ionische verbindingen met andere elementen. Lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium en europium reageren bijvoorbeeld met zuurstof om oxidebekledingen te vormen of na een korte blootstelling aan lucht aan te tasten. Vanwege hun reactiviteit worden zuivere lanthaniden opgeslagen in een inerte atmosfeer, zoals argon, of bewaard onder minerale olie.

In tegenstelling tot de meeste andere overgangsmetalen zijn de lanthaniden meestal zacht, soms tot het punt waar ze met een mes kunnen worden gesneden. Bovendien komt geen van de elementen vrij in de natuur voor. Bij verplaatsing over het periodiek systeem neemt de straal van het 3+ ion van elk opeenvolgend element af; dit fenomeen wordt lanthanide-contractie genoemd.

Met uitzondering van lutetium zijn alle lanthanide-elementen f-blokelementen, verwijzend naar het vullen van de 4f-elektronenmantel. Hoewel lutetium een ​​d-blokelement is, wordt het meestal als een lanthanide beschouwd omdat het zoveel chemische eigenschappen deelt met de andere elementen in de groep.

Verrassend, hoewel de elementen zeldzame aarde-elementen worden genoemd, zijn ze niet bijzonder schaars van aard. Het is echter moeilijk en tijdrovend om ze van elkaar te isoleren van hun ertsen, wat bijdraagt ​​aan hun waarde.

Ten slotte worden lanthaniden gewaardeerd voor hun gebruik in elektronica, met name televisie- en monitorschermen. Ze worden ook gebruikt in aanstekers, lasers en supergeleiders, en om glas te kleuren, materialen fosforescerend te maken en zelfs nucleaire reacties te beheersen.

Een opmerking over notatie

Het chemische symbool Ln kan worden gebruikt om naar elk lanthanide in het algemeen te verwijzen, niet specifiek naar het element lanthaan. Dit kan verwarrend zijn, vooral in situaties waarin lanthaan zelf niet als lid van de groep wordt beschouwd!