Лантаноиды или элементы F-блока представляют собой набор элементов периодической таблицы. Хотя есть некоторые споры о том, какие элементы включать в группу, лантаноиды обычно включают следующие 15 элементов:
- Лантан (La)
- Церий (Ce)
- Празеодим (Pr)
- Неодим (Nd)
- Прометий ( Pm)
- Самарий (Sm)
- Европий (Eu)
- Гадолиний (Gd)
- Тербий (Tb)
- Диспрозий (Dy)
- Гольмий (Ho)
- Эрбий (Er)
- Тулий (Tm)
- Иттербий (Yb)
- Лютеций (Lu)
Вот их расположение и общие свойства:
Ключевые выводы: лантаноид
- Лантаноиды представляют собой группу из 15 химических элементов с атомными номерами от 57 до 71.
- Все эти элементы имеют один валентный электрон в 5d-оболочке.
- Элементы имеют общие свойства с первым элементом в группе – лантаном.
- Лантаноиды реакционноспособны, окрашены в серебристый цвет. als.
- Самая стабильная степень окисления для атомов лантаноидов – +3, но степени окисления +2 и +4 также являются обычными.
- Хотя лантаноиды иногда встречаются. называемые редкоземельными элементами, элементы не особо редкие. Однако их трудно отделить друг от друга.
Элементы блока D
Лантаноиды расположены в блок 5 d периодической таблицы. Первые 5 d переходных элементов – это либо лантан, либо лютеций, в зависимости от того, как вы интерпретируете периодические тенденции элементов. Иногда к редкоземельным элементам относят только лантаноиды, но не актиниды. Лантаноиды не так редки, как когда-то думали; даже редкие земли (например, европий, лютеций) встречаются чаще, чем металлы платиновой группы. Некоторые лантаноиды образуются при делении урана и плутония.
Использование лантанидов
Лантаноиды находят множество научных и промышленных применений . Их соединения используются в качестве катализаторов при производстве нефтепродуктов и синтетических продуктов. Лантаноиды используются в лампах, лазерах, магнитах, люминофорах, кинопроекторах и экранах, усиливающих рентгеновское излучение. Пирофорный смешанный сплав редкоземельных элементов под названием Mischmetall (50% Ce, 25% La, 25% других легких лантаноидов) или мишметалл соединяется с железом для изготовления кремней для зажигалок. Добавление
Общие свойства лантаноидов
Лантаноиды обладают следующими общими свойствами:
- Серебристо-белые металлы, которые тускнеют на воздухе, образуя оксиды.
- Относительно мягкие металлы. Твердость несколько увеличивается с увеличением атомного номера.
- При движении слева направо по периоду (увеличение атомного номера) радиус каждого иона лантаноида 3 + постоянно уменьшается . Это называется «сжатием лантаноидов».
- Высокие температуры плавления и кипения.
- Очень реакционная способность.
- Реагировать с водой для выделения водорода (H 2 ) медленно на холоду/быстро при нагревании. Лантаноиды обычно связываются с водой.
- Взаимодействуют с H + (разбавленной кислотой) с выделением H 2 (быстро при комнатной температуре ).
- Вступайте в экзотермическую реакцию с H 2 .
- Легко горит на воздухе.
- Они являются сильными восстановителями.
- Их соединения обычно ионные.
- При повышенных температурах многие редкоземельные элементы воспламеняются и сильно горят.
- Большинство соединений редкоземельных элементов являются сильно парамагнитными.
- Многие соединения редкоземельных элементов сильно флуоресцируют в ультрафиолетовом свете.
- Ионы лантаноидов имеют тенденцию быть бледными из-за слабой , узкие, запрещенные f x f оптические переходы.
- Магнитные моменты ионов лантанида и железа противоположны друг другу.
- Лантаноиды легко вступают в реакцию с большинством неметаллов и образуют двойные соединения при нагревании с большинством неметаллов.
- Координационные числа лантаноидов высокие (больше 6; обычно 8 или 9 или до 12).
- Дэвид А. Этвуд, изд. (19 февраля 2013 г.). Элементы редкой земли: основы и приложения (электронная книга). Джон Вили и сыновья. ISBN 9781118632635.
- Грей, Теодор (2009). Элементы: визуальное исследование каждого известного атома во Вселенной . Нью-Йорк: Black Dog & Leventhal Publishers. п. 240. ISBN 978-1-57912-814-2.
- Holden, Norman E .; Коплен, Тайлер (2004). «Периодическая таблица элементов». Chemistry International . ИЮПАК. 26 (1): 8. doi: 10.1515/ci.2004.26.1.8
- Кришнамурти, Нагайяр и Гупта, Чиранджиб Кумар (2004). Добывающая металлургия редких земель . CRC Press. ISBN 0-415-33340-7
- МакГилл, Ян (2005) «Редкоземельные элементы» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана . Wiley-VCH, Weinheim. DOI: 10.1002/14356007. a22_607
l>
Лантаноид против лантаноида
Поскольку суффикс -ide используется для обозначения отрицательных ионов в химии IUPAC рекомендует называть членов этой группы элементов лантаноидами. Суффикс -oid соответствует названиям другой группы элементов – металлоидов. Прецедент смены названия есть, поскольку еще более ранним названием элементов было «лантанон». Однако почти все ученые и рецензируемые статьи по-прежнему называют группу элементов лантаноидами.