Lanthaniden eigenschappen en elementen
Eigenschappen van elementgroepen
Neodymium is een voorbeeld van een lanthanide-element.
De lanthaniden of F Blokelementen zijn een verzameling elementen van het periodiek systeem. Hoewel er enige onenigheid bestaat over welke elementen in de groep moeten worden opgenomen, bevatten de lanthaniden over het algemeen de volgende 15 elementen:
- Lanthaan (De)
- Cerium (Deze)
- Praseodymium (pr)
- Neodymium (Nd)
- Promethium (pm)
- Samarium (Sm)
- Europium (ik)
- Gadolinium (Gd)
- Terbium (TB)
- Dysprosium (Dy)
- Holmium (Ho)
- Erbium (Er)
- Thulium (Tm)
- Ytterbium (Yb)
- Parijs (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-schil.
- 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 +2 en +4 oxidatietoestanden komen ook vaak voor.
- Hoewel de lanthaniden soms de zeldzame aarden worden genoemd, zijn de elementen niet bijzonder zeldzaam. Ze zijn echter moeilijk van elkaar te scheiden.
De D-blokelementen
De lanthaniden bevinden zich in blok 5' d van de periodiek systeem . De eerste 5 d overgangselement is ofwel lanthaan of lutetium, afhankelijk van hoe je de interpreteert periodieke trends van de elementen. Soms worden alleen de lanthaniden, en niet de actiniden, geclassificeerd als zeldzame aardmetalen. 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 worden gevormd tijdens de splijting van uranium en plutonium.
Gebruik van lanthanide
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-aardelegering genaamd Mischmetall (50% Ce, 25% La, 25% andere lichte lanthaniden) of misch-metaal wordt gecombineerd met ijzer om vuurstenen voor aanstekers te maken. De toevoeging van<1% Mischmetall or lanthanide silicides improves the strength and workability of low alloy steels.
Gemeenschappelijke eigenschappen van de lanthaniden
Lanthaniden hebben de volgende gemeenschappelijke eigenschappen:
- Zilverwitte metalen die bij blootstelling aan lucht verkleuren en hun oxiden vormen.
- Relatief zachte metalen. De hardheid neemt iets toe met een hoger atoomnummer.
- Bewegend van links naar rechts over de periode (toenemend atoomnummer), de straal van elke lanthanide 3+ion gestaag neemt af . Dit wordt 'lanthanidecontractie' genoemd.
- Hoge smeltpunten en kookpunten .
- Zeer reactief.
- Reageer met water om waterstof vrij te maken (Htwee), langzaam koud/snel bij verwarming. Lanthaniden binden zich gewoonlijk aan water.
- Reageren met H+(verdun zuur) om H . vrij te makentwee(snel op kamertemperatuur ).
- Reageer in een exotherme reactie met Htwee.
- Brand gemakkelijk in de lucht.
- Het zijn sterke reductiemiddelen.
- Hun verbindingen zijn over het algemeen ionisch.
- Bij verhoogde temperaturen ontbranden en branden veel zeldzame aardmetalen hevig.
- De meeste zeldzame aardverbindingen zijn sterk paramagnetisch.
- Veel zeldzame aardverbindingen fluoresceren sterk onder ultraviolet licht.
- Lanthanide-ionen hebben de neiging om bleke kleuren te hebben, als gevolg van zwak, smal, verboden f x f optische overgangen.
- De magnetische momenten van de lanthanide- en ijzerionen staan tegenover elkaar.
- De lanthaniden reageren gemakkelijk met de meeste niet-metalen en vormen binaries bij verhitting met de meeste niet-metalen.
- De coördinatie nummers van lanthaniden hoog zijn (groter dan 6; gewoonlijk 8 of 9 of zo hoog als 12).
Lanthanide versus lanthanoïde
Omdat de - hij gaat achtervoegsel wordt gebruikt om negatieve ionen in de chemie aan te geven, beveelt de IUPAC aan dat leden van deze elementgroep lanthanoïden worden genoemd. De -oid achtervoegsel komt overeen met de namen van een andere elementengroep - de metalloïden. Er is een precedent voor een naamsverandering, aangezien een nog eerdere 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, uitg. (19 februari 2013). De zeldzame aarde-elementen: grondbeginselen en toepassingen (e-Boek). John Wiley & zonen. ISBN 9781118632635.
- Grijs, 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'. Chemie Internationaal . IUPAC. 26 (1): 8. doi: 10.1515 / ci.2004.26.1.8
- Krishnamurthy, Nagaiyar en Gupta, Chiranjib Kumar (2004). Extractieve metallurgie van zeldzame aardmetalen . CRC Pers. ISBN 0-415-3340-7
- McGill, Ian (2005) 'Rare Earth Elements' in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Wiley-VCH, Weinheim. doei: 10.1002/14356007.a22_607