Eigenschaften und Elemente von Lanthanoiden

Die Lanthanoide oder F-Block-Elemente sind eine Menge von Elementen des Periodensystems. Während es einige Meinungsverschiedenheiten darüber gibt, welche Elemente in die Gruppe aufgenommen werden sollen, umfassen die Lanthanoide im Allgemeinen die folgenden 15 Elemente:

Lanthan (La)
Cer (Ce)
Praseodym (Pr)
Neodym (Nd)
Promethium (Pm)
Samarium (Sm)
Europium (Eu)
Gadolinium (Gd)
Terbium (Tb)
Dysprosium (Dy)
Holmium (Ho)
Erbium (Er)
Thulium (Tm)
Ytterbium (Yb)
Lutetium (Lu)

Hier ist ein Blick auf ihre Position und gemeinsamen Eigenschaften:

Key Takeaways: Lanthanide

Die Lanthanoide sind eine Gruppe von 15 chemischen Elementen mit den Ordnungszahlen 57 bis 71.
Alle diese Elemente haben ein Valenzelektron in der 5d-Schale.
Die Elemente haben Eigenschaften gemeinsam mit dem ersten Element in der Gruppe - Lanthan.
Die Lanthanoide sind reaktive, silberfarbene Metalle.
Die stabilste Oxidationsstufe für Lanthanoidatome ist +3, aber die Oxidationsstufen +2 und +4 sind ebenfalls üblich.
Obwohl die Lanthanoide manchmal als seltene Erden bezeichnet werden, sind die Elemente nicht besonders selten. Sie sind jedoch schwer voneinander zu trennen.

Die D-Block-Elemente

Die Lanthanoide befinden sich in Block 5d des Periodensystems. Die ersten 5d Das Übergangselement ist entweder Lanthan oder Lutetium, je nachdem, wie Sie die periodischen Trends der Elemente interpretieren. Manchmal werden nur die Lanthanoide und nicht die Actinoide als Seltene Erden eingestuft. Die Lanthanoide sind nicht so selten wie man früher dachte; Sogar die seltenen Seltenen Erden (z. B. Europium, Lutetium) sind häufiger als die Metalle der Platingruppe. Einige der Lanthanoide bilden sich während der Spaltung von Uran und Plutonium.

Lanthanide verwendet

Die Lanthanoide haben viele wissenschaftliche und industrielle Verwendungen. Ihre Verbindungen werden als Katalysatoren bei der Herstellung von Erdöl und synthetischen Produkten verwendet. Lanthanoide werden in Lampen, Lasern, Magneten, Leuchtstoffen, Filmprojektoren und Röntgenverstärkungsschirmen verwendet. Eine pyrophore gemischte Seltenerdlegierung namens Mischmetall (50% Ce, 25% La, 25% andere leichte Lanthanoide) oder Mischmetall wird mit Eisen kombiniert, um Feuersteine für Feuerzeuge herzustellen. Das Hinzufügen von <1% Mischmetall or lanthanide silicides improves the strength and workability of low alloy steels.

Gemeinsame Eigenschaften der Lanthaniden

Lanthanoide haben die folgenden gemeinsamen Eigenschaften:

Silberweiße Metalle, die an der Luft angelaufen sind und Oxide bilden.
Relativ weiche Metalle. Die Härte nimmt mit höherer Ordnungszahl etwas zu.
Bewegen Sie sich von links nach rechts über die Periode (zunehmende Ordnungszahl), der Radius jedes Lanthanoids 3⁺ Ion stetig nimmt ab. Dies wird als "Lanthanoid-Kontraktion" bezeichnet..
Hohe Schmelzpunkte und Siedepunkte.
Sehr reaktiv.
Mit Wasser reagieren, um Wasserstoff freizusetzen (H₂), langsam kalt / schnell beim Erhitzen. Lanthanoide binden gewöhnlich an Wasser.
Reagiere mit H⁺ (verdünnte Säure) zur Freisetzung von H₂ (schnell bei Raumtemperatur).
Reagiert exotherm mit H₂.
Leicht an der Luft verbrennen.
Sie sind starke Reduktionsmittel.
Ihre Verbindungen sind im Allgemeinen ionisch.
Bei erhöhten Temperaturen entzünden sich viele seltene Erden und brennen heftig.
Die meisten Seltenerdverbindungen sind stark paramagnetisch.
Viele Seltenerdverbindungen fluoreszieren unter ultraviolettem Licht stark.
Lanthanoidionen neigen dazu, blasse Farben zu haben, die sich aus schwachen, engen und verbotenen Ionen ergeben f x f optische Übergänge.
Die magnetischen Momente der Lanthanoid- und Eisenionen liegen einander gegenüber.
Die Lanthanoide reagieren leicht mit den meisten Nichtmetallen und bilden beim Erhitzen mit den meisten Nichtmetallen Binärprodukte.
Die Koordinationszahlen von Lanthanoiden sind hoch (größer als 6; normalerweise 8 oder 9 oder so hoch wie 12)..

Lanthanoid gegen Lanthanoid

Weil der -ide Das Suffix kennzeichnet negative Ionen in der Chemie. Die IUPAC empfiehlt, Mitglieder dieser Elementgruppe als Lanthanoide zu bezeichnen. Das -oid Das Suffix entspricht den Namen einer anderen Elementgruppe - den Metalloiden. Es gibt einen Präzedenzfall für eine Namensänderung, da ein noch früherer Name für die Elemente "Lanthan" war. Fast alle Wissenschaftler und von Fachleuten geprüften Artikel bezeichnen die Elementgruppe jedoch immer noch als Lanthanoide.

Quellen

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