Eigenschappen van zeldzame aarde

Lanthaniden en actiniden

Science Picture Co / Getty Images

Als je kijkt naar de Periodiek systeem , is er een blok met twee rijen elementen onder het hoofdgedeelte van de grafiek. Deze elementen, plus lanthaan (element 57) en actinium (element 89), staan ​​gezamenlijk bekend als de zeldzame aardelementen of zeldzame aardmetalen. Eigenlijk zijn ze niet bijzonder zeldzaam, maar vóór 1945 waren er lange en vervelende processen nodig om de metalen van hun oxiden te zuiveren. Tegenwoordig worden ionenuitwisselings- en oplosmiddelextractieprocessen gebruikt om snel zeer zuivere, goedkope zeldzame aardmetalen te produceren, maar de oude naam is nog steeds in gebruik. De zeldzame aardmetalen zijn te vinden in groep 3 van de periodiek systeem , en de 6e (5 d elektronische configuratie) en 7e (5 f elektronische configuratie) perioden. Er zijn enkele argumenten om de 3e en 4e overgangsreeks te starten met lutetium en lawrencium in plaats van lanthaan en actinium.

Er zijn twee blokken zeldzame aardmetalen, de lanthanidereeks en de actinidereeks. Lanthaan en actinium bevinden zich beide in groep IIIB van de tabel. Als je kijkt naar de periodiek systeem , merk op dat de atoomnummers een sprong maken van lanthaan (57) naar hafnium (72) en van actinium (89) naar rutherfordium (104). Als je naar de onderkant van de tabel springt, kun je de atoomnummers volgen van lanthaan tot cerium en van actinium tot thorium, en dan terug naar het hoofdgedeelte van de tabel. Sommige chemici sluiten lanthaan en actinium uit van de zeldzame aarden, aangezien de lanthaniden om te beginnen volgend lanthaan en de actiniden om te beginnen volgend actinium. In zekere zin zijn de zeldzame aarden speciaal overgangsmetalen , die veel van de eigenschappen van deze elementen bezit.

Gemeenschappelijke eigenschappen van de zeldzame aarden

Deze gemeenschappelijke eigenschappen zijn van toepassing op zowel de lanthaniden als de actiniden.

• De zeldzame aarden zijn zilveren, zilverwitte of grijze metalen.
• De metalen hebben een hoge glans, maar verkleuren gemakkelijk in de lucht.
• De metalen hebben een hoge elektrische geleidbaarheid.
• De zeldzame aarden hebben veel gemeenschappelijke eigenschappen. Dit maakt ze moeilijk te scheiden of zelfs van elkaar te onderscheiden.
• Er zijn erg kleine verschillen in oplosbaarheid en complexvorming tussen de zeldzame aarden.
• De zeldzame aardmetalen komen van nature samen voor in mineralen (monaziet is bijvoorbeeld een gemengd zeldzaam aardfosfaat).
• Zeldzame aardmetalen worden gevonden met niet-metalen, meestal in de 3+ oxidatietoestand. Er is weinig neiging om de valentie . (Europium heeft ook een valentie van 2+ en cerium ook een valentie van 4+.)