Proprietà ed elementi dei lantanidi

Proprietà dei gruppi di elementi

Il neodimio è un esempio di elemento lantanide.

Il lantanidi o F Gli elementi del blocco sono un insieme di elementi della tavola periodica. Sebbene vi sia qualche controversia su quali elementi includere nel gruppo, i lantanidi generalmente includono i seguenti 15 elementi:

• Lantanio (Il)
• Cerio (Questo)
• Praseodimio (Pr)
• Neodimio (Nd)
• Prometeo (Pm)
• Samario (Sm)
• Europio (I)
• Gadolinio (Gd)
• Terbio (TB)
• Disprosio (Dy)
• Olmio (Ho)
• Erbio (Er)
• Tulio (Tm)
• Itterbio (Yb)
• Parigi (Lu)

Ecco uno sguardo alla loro posizione e alle proprietà comuni:

Punti chiave: lantanide

• I lantanidi sono un gruppo di 15 elementi chimici, con numeri atomici da 57 a 71.
• Tutti questi elementi hanno un elettrone di valenza nel guscio 5d.
• Gli elementi condividono proprietà in comune con il primo elemento del gruppo -- lantanio.
• I lantanidi sono metalli reattivi color argento.
• Lo stato di ossidazione più stabile per gli atomi di lantanide è +3, ma sono comuni anche gli stati di ossidazione +2 e +4.
• Sebbene i lantanidi siano talvolta chiamati le terre rare, gli elementi non sono particolarmente rari. Tuttavia, sono difficili da separare l'uno dall'altro.

Gli elementi del blocco D

I lantanidi si trovano nel blocco 5 d del tavola periodica . I primi 5 d l'elemento di transizione è lantanio o lutezio, a seconda di come interpreti il tendenze periodiche degli elementi. A volte solo i lantanidi, e non gli attinidi, sono classificati come terre rare. I lantanidi non sono così rari come si pensava una volta; anche le scarse terre rare (ad es. europio, lutezio) sono più comuni dei metalli del gruppo del platino. Molti dei lantanidi si formano durante la fissione dell'uranio e del plutonio.

Usi dei lantanidi

I lantanidi hanno molti usi scientifici e industriali. I loro composti sono usati come catalizzatori nella produzione di petrolio e prodotti sintetici. I lantanidi sono utilizzati in lampade, laser, magneti, fosfori, proiettori cinematografici e schermi intensificatori di raggi X. Una lega piroforica mista di terre rare chiamata Mischmetall (50% Ce, 25% La, 25% altri lantanidi leggeri) o metallo misto è combinata con il ferro per produrre pietre focaie per accendini. L'aggiunta di<1% Mischmetall or lanthanide silicides improves the strength and workability of low alloy steels.

Proprietà comuni dei lantanidi

I lantanidi condividono le seguenti proprietà comuni:

• Metalli bianco-argento che si appannano se esposti all'aria, formando i loro ossidi.
• Metalli relativamente morbidi. La durezza aumenta leggermente con il numero atomico più alto.
• Spostandosi da sinistra a destra lungo il periodo (numero atomico crescente), il raggio di ciascun lantanide 3⁺ione costantemente diminuisce . Questo è indicato come 'contrazione dei lantanidi'.
• Elevati punti di fusione e punti di ebollizione .
• Molto reattivo.
• Reagire con l'acqua per liberare idrogeno (H_Due), lentamente a freddo/rapidamente dopo il riscaldamento. I lantanidi si legano comunemente all'acqua.
• Reagisci con H⁺(acido diluito) per rilasciare H_Due(rapidamente a temperatura ambiente ).
• Reagire in una reazione esotermica con H_Due.
• Brucia facilmente nell'aria.
• Sono forti agenti riducenti.
• I loro composti sono generalmente ionici.
• A temperature elevate, molte terre rare si accendono e bruciano vigorosamente.
• La maggior parte dei composti delle terre rare sono fortemente paramagnetici.
• Molti composti di terre rare emettono una forte fluorescenza sotto la luce ultravioletta.
• Gli ioni lantanidi tendono ad essere di colore pallido, risultanti da deboli, stretti, proibiti f X f transizioni ottiche.
• I momenti magnetici del lantanide e degli ioni ferro si oppongono.
• I lantanidi reagiscono prontamente con la maggior parte dei non metalli e formano binari per riscaldamento con la maggior parte dei non metalli.
• I numeri di coordinamento di lantanidi sono alti (maggiori di 6; di solito 8 o 9 o fino a 12).

Lantanide contro lantanoide

Perché il - sta andando il suffisso è usato per indicare ioni negativi in ​​chimica, la IUPAC raccomanda che i membri di questo gruppo di elementi siano chiamati lantanoidi. Il -oid il suffisso è in armonia con i nomi di un altro gruppo di elementi: i metalloidi. Esiste un precedente per un cambio di nome, poiché un nome ancora precedente per gli elementi era 'lanthanon'. Tuttavia, quasi tutti gli scienziati e gli articoli sottoposti a revisione paritaria si riferiscono ancora al gruppo di elementi come ai lantanidi.

Fonti

• David A. Atwood, ed. (19 febbraio 2013). Gli elementi delle terre rare: fondamenti e applicazioni (eBook). John Wiley & Figli. ISBN 9781118632635.
• Gray, Theodore (2009). Gli elementi: un'esplorazione visiva di ogni atomo conosciuto nell'universo . New York: Black Dog & Leventhal Editori. p. 240. ISBN 978-1-57912-814-2.
• Holden, Norman E.; Coplen, Tyler (2004). 'La tavola periodica degli elementi'. Internazionale di Chimica . IUPAC. 26 (1): 8. doi: 10.1515/ci.2004.26.1.8
• Krishnamurthy, Nagaiyar e Gupta, Chiranjib Kumar (2004). Metallurgia estrattiva delle terre rare . CRC Press. ISBN 0-415-33340-7
• McGill, Ian (2005) 'Elementi di terre rare' in Enciclopedia della chimica industriale di Ullmann . Wiley-VCH, Weinheim. doi: 10.1002/14356007.a22_607