Lijst met elementen in de Lanthanide-serie

Dit zijn de f-blokelementen

DAVID MACK / Getty Images

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

De Lanthaniden

Hier is een lijst van de 15 elementen die lanthaniden zijn, die lopen van atoomnummer 57 (lanthaan, 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 Prometheus :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 Parijs :symbool Lu, atoomnummer 71

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

Eigenschappen van de Lanthaniden

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

Lanthaniden zijn reactief en vormen gemakkelijk ionische verbindingen met andere elementen. Lanthaan, cerium, praseodymium, neodymium en europium reageren bijvoorbeeld met zuurstof om oxidecoatings te vormen of dof worden na korte blootstelling aan lucht. 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, hebben de lanthaniden de neiging zacht te zijn, soms tot het punt waarop 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 lanthanidecontractie genoemd.

Met uitzondering van lutetium zijn alle lanthanide-elementen f-blokelementen, verwijzend naar de vulling van de 4f-elektronenschil. 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 genoeg, hoewel de elementen zeldzame aardelementen 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 vanwege 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 kernreacties te beheersen.

Een opmerking over notatie

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