Eigenschaften und Elemente von Lanthanoiden

Eigenschaften von Elementgruppen

Neodym ist ein Beispiel für ein Lanthanidenelement.

Das Lanthanide oder F Blockelemente sind eine Menge von Elementen des Periodensystems. Während es einige Streitigkeiten darüber gibt, welche Elemente in die Gruppe aufgenommen werden sollen, umfassen die Lanthanide im Allgemeinen die folgenden 15 Elemente:

• Lanthan (Das)
• Cer (Dies)
• Praseodym (Pr)
• Neodym (Nd)
• Promethium (Pm)
• Samarium (SM)
• Europium (I)
• Gadolinium (Gd)
• Terbium (TB)
• Dysprosium (Dy)
• Holmium (Ho)
• Erbium (Er)
• Thulium (TM)
• Ytterbium (Yb)
• Paris (Lu)

Hier ist ein Blick auf ihren Standort und gemeinsame Eigenschaften:

SCHLUSSELERKENNTNISSE: Lanthanide

• Die Lanthanide 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 gemeinsame Eigenschaften 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 5 d des Periodensystem . Die ersten 5 d Übergangselement ist entweder Lanthan oder Lutetium, je nachdem, wie Sie das interpretieren periodische Trends der Elemente. Manchmal werden nur die Lanthaniden und nicht die Aktiniden als Seltene Erden klassifiziert. Die Lanthanoide sind nicht so selten wie früher angenommen; sogar die seltenen Seltenen Erden (z. B. Europium, Lutetium) sind häufiger als die Metalle der Platingruppe. Einige der Lanthanide entstehen bei der Spaltung von Uran und Plutonium.

Verwendung von Lanthanoiden

Die Lanthanide haben viele wissenschaftliche und industrielle Anwendungen. Ihre Verbindungen werden als Katalysatoren bei der Herstellung von verwendet Petroleum und synthetische Produkte. Lanthanide werden in Lampen, Lasern, Magneten, Leuchtstoffen, Filmprojektoren und Röntgenverstärkerschirmen verwendet. Eine pyrophore gemischte Seltenerdlegierung namens Mischmetall (50 % Ce, 25 % La, 25 % andere leichte Lanthanide) 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 Lanthanide

Lanthanide haben die folgenden gemeinsamen Eigenschaften:

• Silberweiße Metalle, die an der Luft anlaufen und ihre Oxide bilden.
• Relativ weiche Metalle. Die Härte nimmt mit höherer Ordnungszahl etwas zu.
• Bewegt man sich von links nach rechts über den Zeitraum (steigende Ordnungszahl), beträgt der Radius jedes Lanthanids 3⁺Ion stetig sinkt . Dies wird als „Lanthanidenkontraktion“ bezeichnet.
• Hohe Schmelzpunkte u Siedepunkte .
• Sehr reaktiv.
• Reagieren mit Wasser unter Freisetzung von Wasserstoff (H_zwei), langsam im Kalten/schnell beim Erhitzen. Lanthanide binden üblicherweise an Wasser.
• Reagiere mit H⁺(verdünnte Säure) zur Freisetzung von H_zwei(schnell bei Raumtemperatur ).
• Reagieren in einer exothermen Reaktion mit h_zwei.
• 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 stark unter ultraviolettem Licht.
• Lanthanoid-Ionen neigen dazu, blasse Farben zu sein, die aus schwach, eng, verboten resultieren f x f optische Übergänge.
• Die magnetischen Momente der Lanthanoid- und Eisenionen sind einander entgegengesetzt.
• Die Lanthanide reagieren leicht mit den meisten Nichtmetallen und bilden beim Erhitzen mit den meisten Nichtmetallen binäre Verbindungen.
• Die Koordinationszahlen Lanthaniden sind hoch (größer als 6; normalerweise 8 oder 9 oder so hoch wie 12).

Lanthanoid versus Lanthanoid

Weil die - er geht Suffix verwendet wird, um negative Ionen in der Chemie anzuzeigen, empfiehlt die IUPAC, Mitglieder dieser Elementgruppe als Lanthanoide zu bezeichnen. Das -oid Suffix steht im Einklang mit Namen einer anderen Elementgruppe - den Halbmetallen. Es gibt einen Präzedenzfall für eine Namensänderung, da ein noch früherer Name für die Elemente „Lanthanon“ war. Fast alle Wissenschaftler und begutachteten Artikel beziehen sich jedoch immer noch auf die Elementgruppe als Lanthanide.

Quellen

• David A. Atwood, Hrsg. (19. Februar 2013). Die Seltenerdelemente: Grundlagen und Anwendungen (eBook). John Wiley & Söhne. ISBN 9781118632635.
• Grau, Theodor (2009). Die Elemente: Eine visuelle Erkundung jedes bekannten Atoms im Universum . New York: Verlag Black Dog & Leventhal. p. 240. ISBN 978-1-57912-814-2.
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• Krishnamurthy, Nagaiyar und Gupta, Chiranjib Kumar (2004). Extraktive Metallurgie Seltener Erden . CRC-Presse. ISBN 0-415-33340-7
• McGill, Ian (2005) 'Elemente der Seltenen Erden' in Ullmanns Enzyklopädie der industriellen Chemie . Wiley-VCH, Weinheim. doi: 10.1002/14356007.a22_607