Forskel mellem lantanider og aktinider

Elementer grupperes i blokke og søjler afhængigt af deres kemiske egenskaber. Elementer med lighed i kemisk sammensætning og egenskaber placeres i proximale søjler eller lignende blokke. F-blokken, der er placeret i den nederste del af den periodiske tabel med elementer, er sammensat af lanthanider og actinider. Fælles for disse elementer er delvist fyldt eller fuldt besat f shell. De kaldes "den indre overgangsserie".

lanthanider

Johann Galodin opdagede lanthanider i 1794, da han studerede et sort mineral kaldet galodonit. Lanthanides er sammensat af elementer mellem Barium til Hafnium og betegnes generelt som ”sjældne jordartsmetaller”. Disse metaller er sølvhvide og rigelige i jordskorpen, hvor de lysere er mere rigelige. Størstedelen af ​​lanthanidreserverne findes i Kina og kommer i ionmalme fra Kinas sydlige provinser. De vigtigste kilder er Bastnasit (Ln FCO3), Monazite (Ln, Th) PO4 og Xenotime (Y, Ln) PO4. Efter ekstraktion med hovedkilder separeres lanthanider fra andre urenheder gennem kemiske separationer, fraktioneret krystallisation, ionbyttermetoder og opløsningsmiddelekstraktion. Kommercielt bruges de til at fremstille superledere, bildele og magneter. De er generelt ikke-toksiske og absorberes ikke fuldstændigt af den menneskelige krop.

Elektronisk konfiguration

Generelt er lanthanider trivalente med nogle få undtagelser. 4f elektroner ligger inden for ydre trivalente elektroner. På grund af sin stabile struktur, når forbindelsen først er dannet, deltager den ikke i nogen kemisk binding, hvilket gør dens separationsproces udfordrende. 4f-elektronkonfigurationen giver lanthanidelementernes magnetiske og optiske opførsel. Dette er grunden til, at det kan bruges i katodestrålerør. Andre valenskonfigurationer for lanthanider er firkantede og divalente konfigurationer. Kvadrivalente lanthanider er cerium, praseodym og terbium. Divalente lanthanider er samarium, europium og ytterbium.

Kemiske egenskaber

Lanthanider er differentieret med, hvordan de reagerer med luft gennem oxidationsprocessen. Tunge lanthanider, såsom gadolinium, scandium og yttrium, reagerer langsommere end lettere lanthanider. Der er en strukturel forskel med oxidproduktet dannet af lanthanider. Tunge lanthanider danner den kubiske modifikation, midterste lanthanider danner den monokliniske fase og lette lanthanider til en hexagonal oxidstruktur. På grund af dette skal lette lanthanider opbevares i en atmosfære med inert gas for at forhindre, at det hurtigt oxideres.

Kompleks dannelse

Lanthanidioner har høje ladninger, som angiveligt favoriserer dannelsen af ​​komplekser. Imidlertid har individuelle ioner en stor størrelse sammenlignet med andre overgangsmetaller. På grund af dette danner de ikke komplekser let. I vandopløsninger er vand en stærkere ligand end amin; følgelig dannes der ikke komplekser med aminer. Nogle stabile komplekser kan dannes med CO, CN og organometallisk gruppe. Stabiliteten af ​​hvert kompleks er indirekte proportional med lanthanidionens ionradier.

aktinider

Actinider er radioaktive kemiske elementer, der optager f-blokken i den periodiske tabel med elementer. Der er 15 elementer i denne gruppe, fra actinium til lawrencium (atomnummer 89-103). De fleste af disse elementer er menneskeskabte. På grund af sin radioaktivitet var populære elementer i denne gruppe uran og plutonium blevet brugt til eksplosiv krigføring som atomvåben. Dette er giftige kemikalier, der udsender stråler, der producerer kræft og vævs ødelæggelse. Når de er absorberet, vandrer de til knoglemarven og interfererer med marvens funktion til at producere blod. På grund af deres radioaktivitet forstås deres elektroniske niveauer mindre sammenlignet med lanthanider.

Kemiske egenskaber

Actinider har flere oxidationstilstande. Trivalente actinider er actinium, uran gennem einsteinium. De er krystallignende og ligner lanthanider. Kvadrivalente actinider er thorium, protactinium, uranium, neptunium, plutonium og berkelium. Disse reagerer frit i vandige opløsninger i modsætning til lanthanider. Sammenlignet med lanthanider har actinider en pentavalent, hexavalent og heptavalent oxidationstilstand. Dette tillader dannelse af højere oxidationstilstande gennem fjernelse af perifert placerede elektroner i 5f-konfigurationen.

Kompleks dannelse

Actinider er meget radioaktive og har en stærk tilbøjelighed til at danne komplekse reaktioner. På grund af dets ustabile isotoper dannes nogle actinider naturligt ved radioaktivt henfald. Disse er actinium, thorium, protactinium og uranium. I disse henfaldende processer, giftige stråler. Actinider er i stand til nuklear fission og frigiver enorme mængder energi og ekstra neutroner. Denne nukleare reaktion er den afgørende for at skabe komplekse nukleare reaktioner. Actinider kan let oxideres. Når de er udsat for luft, antænder de, hvilket gør dem til effektive sprængstoffer.

Resumé

Lanthanide og Actinides ligger tæt på i tabellen over periodiske elementer. De er begge indre overgangsmetaller, som har betydelige forskelle. Lanthanider fylder 4f orbitaler og er generelt ikke-toksiske for mennesker. Actinider udfylder på den anden side 5f orbitaler og er meget giftige og forårsager forskellige sygdomme, hvis de ved et uheld forbruges. Actinider har forskellige oxidationstilstande, der spænder fra divalente til heptavalente oxidationstilstande. De oxideres let og antændes, hvilket gør dem til effektive elementer i at skabe atombomber. Lanthanides på den anden side bruges kommercielt til bildele, superledere og magneter. Actinider er meget radioaktive og har øget tilbøjelighed til at gennemgå komplekse reaktioner. I modsætning hertil har lanthanider en stabil elektronisk konfiguration og gennemgår ikke let komplekse reaktioner.