Лантаноид — разлика између измена
Садржај обрисан Садржај додат
м r2.7.3) (Робот: додато br:Lantanid |
м Уклањање шаблона "кратак опис" уз пребацивање на Википодатке |
||
| (Нису приказане 42 међуизмене 18 корисника) | |||
Ред 1:
{| class="wikitable" align="right"
|- style="background:lightgray;"
! [[Атомски број|Атомски<br />број]]
! [[Хемијски елемент|Хемијски<br />елемент]]
! [[Хемијски симбол|Хемијски<br />симбол]]
|-
| 57 || [[Лантан]] || -{La}-
|-
| 58 || [[Церијум|Цер]] || -{Ce}-
|-
| 59 || [[Празеодијум|Празеодимијум]] || -{Pr}-
|-
| 60 || [[Неодијум|Неодимијум]] || -{Nd}-
|-
| 61 || [[Прометијум]] || -{Pm}-
|-
| 62 || [[Самаријум]] || -{Sm}-
|-
| 63 || [[Еуропијум]] || -{Eu}-
|-
| 64 || [[Гадолинијум]] || -{Gd}-
|-
| 65 || [[Тербијум]] || -{Tb}-
|-
| 66 || [[Диспрозијум]] || -{Dy}-
|-
| 67 || [[Холмијум]] || -{Ho}-
|-
| 68 || [[Ербијум]] || -{Er}-
|-
| 69 || [[Тулијум]] || -{Tm}-
|-
| 70 || [[Итербијум]] || -{Yb}-
|-
| 71 || [[Лутецијум]] || -{Lu}-
|}
{{Periodic table (micro)|mark=лантаноид|title=Lanthanides in the [[periodic table]]}}
{{Sidebar periodic table|expanded=metalicity }}
'''Лантаноиди''' су група<ref>The current [[IUPAC]] recommendation is that the name ''lanthanoid'' be used rather than ''lanthanide'', as the suffix "-ide" is preferred for negative [[ion]]s, whereas the suffix "-oid" indicates similarity to one of the members of the containing family of elements. However, ''lanthanide'' is still favored in most (~90%) scientific articles and is currently adopted on Wikipedia. In the older literature, the name "lanthanon" was often used.</ref> од 15 [[хемијски елемент|елемената]] од [[лантан]]а до [[лутецијум]]а с [[Атомски број|атомским бројевима]] од 57 до 71 у [[Периодни систем елемената|периодном систему]].<ref name="Housecroft3rd">{{Housecroft3rd}}</ref><ref name="Gray" >{{Cite book|last=Gray|first=Theodore|title=The Elements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe|year=2009|publisher=Black Dog & Leventhal Publishers|location=New York|isbn=978-1-57912-814-2|pages=[https://archive.org/details/elementsvisualex0000gray/page/240 240]|url=https://archive.org/details/elementsvisualex0000gray/page/240}}</ref><ref>[http://www.britannica.com.ph/chemistry/lanthanide-369725.html Lanthanide] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110911062241/http://www.britannica.com.ph/chemistry/lanthanide-369725.html |date=11. 9. 2011 }}, Encyclopædia Britannica on-line</ref><ref name="Holden2004">{{cite journal|last=Holden|first=Norman E.|last2=Coplen|first2=Tyler |year=2004|journal=Chemistry International|title=The Periodic Table of the Elements|volume=26|issue=1|pages=8|url=http://www.iupac.org/publications/ci/2004/2601/2_holden.html|archive-url=https://web.archive.org/web/20040217100116/http://www.iupac.org/publications/ci/2004/2601/2_holden.html|url-status=dead|archive-date=17. 2. 2004|accessdate=23. 3. 2010|doi=10.1515/ci.2004.26.1.8|doi-access=free}}</ref> Сви се налазе у F-блоку осим [[лутецијум]]а. Постоје аранжмани који искључују или [[лантан]] или [[лутецијум]] из групе.<ref name="ParkesNeorganskaHemija">{{ParkesNeorganskaHemija}}</ref> Име су добили по [[лантан]]у. Узрок њихове сличности са [[лантан]]ом налази се у електронској структури - валентни 4f [[електрон]]и имају енергију сличну 5d [[електрон]]има. Код већине лантаноида најстабилнија су [[Хемијско једињење|једињења]] у којима су тровалентни [[јон]]и, која су у воденом [[раствор]]у безбојна. [[Лантан]] и лантаноиди су реактивни [[Хемијски елемент|елементи]], иако се убрајају у групу унутрашњих [[Прелазни метали|прелазних метала]], показују доста сличности са [[земно-алкални метали|земно-алкалним металима]]. Повећањем [[Атомска тежина|атомске тежине]], полупречник лантаноида се смањује, те [[електронегативност]] благо расте, и благо опадају њихове базне особине. Лантаноиди се деле на лаке ([[церијум]]ове) лантаноиде, који обухватају све [[Хемијски елемент|елементе]] до [[европијум]]а, и тешке ([[итријум]]ове) лантаноиде којима припадају остали лантаноиди. Двојни [[сулфат]]и тешких лантаноида и [[Алкални метали|алкалних метала]] су [[Растворљивост|раствориви]] у [[Вода|води]], а лаки нису. Лантаноиди се називају и „ретке земље” - иако се у природи налазе у знатнијим количинама, њихова налазишта су ретка.
Неформални хемијски симбол -{'''Ln'''}- се користи у општим дискусијама о хемији лантаноида као ознака за било који лантаноид. Сви лантаноиди осим једног елемента су елементи [[Блок (периодни систем)|-{f}--блока]], што одговара попуњавању 4f [[electron shell|електронске љуске]]; у зависности од извора, [[лантан]] или [[лутецијум]] сматрају се елементом [[Блок (периодни систем)|-{d}--блока]], али су укључени због хемијске сличности са осталих 14.<ref>[http://chemistry.tutorvista.com/inorganic-chemistry/f-block-elements.html F Block Elements, Oxidation States, Lanthanides and Actinides] {{Wayback|url=http://chemistry.tutorvista.com/inorganic-chemistry/f-block-elements.html |date=20210331025705 }}. Chemistry.tutorvista.com. Retrieved on 2017-12-14.</ref> Сви лантаноидни елементи формирају тровалентне катјоне, -{Ln}-<sup>3+</sup>, чија хемија је у великој мери одређена [[ionic radius|јонским радијусом]], који се [[Лантаноидна контракција|постојано смањује]] од лантана до лутецијума.
[[Лантан]] и [[лутецијум]] су означени као [[3. група хемијских елемената|елементи групе 3]], јер имају један [[валентни електрон]] у 5-{d}- љусци. Међутим, оба елемента су често укључена у расправе о хемији елемената лантаноида. Лантан се чешће изоставља од та два елемента, јер је његово постављање као елемената групе 3 нешто чешће у текстовима и из семантичких разлога: пошто „лантаноид” значи „попут лантана”, и стога се тврди да лантан не може логично бити лантаноид, мада -{IUPAC}- потврђује његово укључивање на бази заједничке употребе.<ref name="Greenwood&Earnshaw"/>
У презентацијама [[periodic table|периодног система]], лантаноиди и [[актиноид]]и се обично приказују као два додатна реда испод главног дела табеле,<ref name="Gray" /> са два држача места или на неки други начин одабраним једним елементом сваке серије (било [[лантан]]ом и [[актинијум]]ом, или [[лутецијум]]ом и [[лоренцијум]]ом) приказаним у једној ћелији главне табеле, између [[баријум]]а и [[хафнијум]]а, и [[радијум]]а и [[радерфордијум]]а. Ова конвенција у потпуности је ствар [[Естетика|естетике]] и практичности обликовања; ретко коришћена периодична табела са широким форматом уноси низ лантанида и актинида на њихова одговарајућа места, као делове шестог и седмог реда (периоде) табеле.
[[Међународна унија за чисту и примењену хемију]] у својој „Црвеној књизи” из 1985. године (стр. 45), препоручује да се употребљава „лантаноид”, а не „лантанид”. Завршетак „-ид” обично означава негативни јон. Међутим, због широке постојеће употребе, „лантанид” је и даље дозвољен.
== Опште особине лантаноида ==
У образовању [[хемијска веза|хемијске везе]] код лантаноида електрони из 4f-[[Атомска орбитала|поднивоа]] мало учествују, чиме се објашњава њихова знатна међусобна сличност. Већина лантаноида јавља се заједно у природи, и веома се тешко одвајају један од другог. Откриће лантаноидних елемената је једна од најинтригантнијих прича у [[Хемија|хемији]]. Та прича обухвата епизоде у којима се за један елемент мислило да је други, два елемента су идентификована као један, неки елементи су погрешно идентификовани, и тако даље. До [[1907]], међутим, конфузија нестала, и сви лантаниди (осим [[Прометијум]]а) су били идентификовани. Најважнији извор лантаноида је монацит, налази се у [[Бразил]]у, [[Индија|Индији]], [[Аустралија|Аустралији]], [[Јужна Африка (регија)|Јужној Африци]], и [[Сједињене Америчке Државе|Сједињеним Државама]]. Састав монацита варира у зависности од његове локације, али генерално садржи око 50% лантаноидних једињења. Због сличности њихове структуре и њихових заједничке појаве, лантаноиди могу бити одвојени једни од других и пречишћени само уз знатни напор. Сходно томе, комерцијална производња лантанида има тенденцију да буде скупа. Као и већина [[метал]]а, лантаниди су светло сребрног изгледа. Пет елемената([[лантан]], [[церијум]], [[празеодијум]], [[неодијум]] и [[еуропијум]]), су врло реактивни. Кадасу изложени ваздуху, они реагују са кисеоником и формирају слој оксида који се таложи на површини. Остали лантаноиди нису тако реактивни, а неки ([[Гадолинијум]] и [[Лутецијум]]), задржавају свој сребрно металик изглед дуго времена. Када се контаминирају [[неметали]]ма, као што су [[кисеоник]] и [[азот]], лантаноиди постану крте. Они такође проузрокују [[Корозија|корозију]] лакше контаминације са другим металима, као што су [[калцијум]]. Њихов [[тачка топљења]] се креће од око 819 °C (1.506 °C), за [[итербијум]] око 1.663 °C (3.025 °C) за [[Лутецијум]]. Лантаноиди граде [[Легура|легуре]] са многим другим металима, и ове легуре испољавају широк спектар физичких својстава. Лантаноиди реагују споро са хладном водом, а брже са топлом водом и формирају [[водоник]]ов [[гас]]. Они су такође облик једињења са многим неметала, као што су водоник, [[флуор]], [[фосфор]], [[сумпор]], [[хлор]] и др.
== Физичке особине елемената ==
<center>
{| class="wikitable" style="font-size: 95%; text-align: center;"
|-
![[Хемијски елемент]]!![[Lanthanum|-{La}-]]!![[Cerium|-{Ce}-]]!![[praseodymium|-{Pr}-]]!![[neodymium|-{Nd}-]]!![[promethium|-{Pm}-]]!![[samarium|-{Sm}-]]!![[europium|-{Eu}-]]!![[gadolinium|-{Gd}-]]!![[terbium|-{Tb}-]]!![[dysprosium|-{Dy}-]]!![[holmium|-{Ho}-]]!![[erbium|-{Er}-]]!![[thulium|-{Tm}-]]!![[ytterbium|-{Yb}-]]!![[lutetium|-{Lu}-]]
|-
| [[Атомски број]]
|57||58||59||60||61||62||63||64||65||66||67||68||69||70||71
|-
|Image|| [[File:Lanthanum-2.jpg|50px]]||[[File:Cerium2.jpg|50px]]||[[File:Praseodymium.jpg|50px]]||[[File:Neodymium2.jpg|50px]]|| ||[[File:Samarium-2.jpg|50px]]||[[File:Europium.jpg|50px]]||[[File:Gadolinium-4.jpg|50px]]||[[File:Terbium-2.jpg|50px]]||[[File:Dy chips.jpg|50px]]||[[File:Holmium2.jpg|50px]]||[[File:Erbium-crop.jpg|50px]]||[[File:Thulium sublimed dendritic and 1cm3 cube.jpg|50px]]||[[File:Ytterbium-3.jpg|50px]]||[[File:Lutetium sublimed dendritic and 1cm3 cube.jpg|50px]]
|-
|Густина (-{g/cm}-<sup>3</sup>)
|6,162 ||6,770 ||6,77 ||7,01 ||7,26 ||7,52 ||5,244 ||7,90 ||8,23 ||8,540 ||8,79 ||9,066 ||9,32 ||6,90 ||9,841
|-
|Тачка топљења (°-{C}-)
|920 ||795 ||935 ||1024 ||1042 ||1072 ||826 ||1312 ||1356 ||1407 ||1461 ||1529 ||1545 ||824 ||1652
|-
|Тачка кључања (°-{C}-)
|3464 ||3443 ||3520 ||3074 ||3000 ||1794 ||1529 ||3273 ||3230 ||2567 ||2720 ||2868 ||1950 ||1196 ||3402
|-
| Атомска [[electron configuration|електронска конфигурација]]<br>(гасна фаза)*||'''5-{d}-<sup>1</sup>'''||4-{f}-<sup>1</sup>'''5-{d}-<sup>1</sup>'''||4-{f}-<sup>3</sup>|| 4-{f}-<sup>4</sup>|| 4-{f}-<sup>5</sup>||4-{f}-<sup>6</sup>|| 4-{f}-<sup>7</sup>|| 4-{f}-<sup>7</sup>'''5-{d}-<sup>1</sup>'''||4-{f}-<sup>9</sup>||4-{f}-<sup>10</sup>|| 4-{f}-<sup>11</sup>||4-{f}-<sup>12</sup>||4-{f}-<sup>13</sup>||4-{f}-<sup>14</sup>||4-{f}-<sup>14</sup>'''5-{d}-<sup>1</sup>'''
|-
|Метална решетка (-{RT}-)
| -{dhcp}- || -{fcc}- || -{dhcp}- || -{dhcp}- || -{dhcp}- ||** || -{bcc}- || -{hcp}- || -{hcp}- || -{hcp}- || -{hcp}- || -{hcp}- || -{hcp}- || -{fcc}- || -{hcp}-
|-
|Метални радијус (-{pm}-)
| 162 || 181,8 ||182,4 ||181,4 ||183,4 ||180,4 ||208,4 ||180,4 ||177,3 ||178,1 ||176,2 ||176,1 ||175,9 ||193,3 ||173,8
|-
|Отпорност на 25°-{C (μΩ·cm)}-
| 57–80<br>20 °-{C}- || 73 ||68 ||64 || || 88 ||90 ||134 || 114 ||57 ||87 ||87 ||79 ||29 ||79
|-
|[[Магнетна сусцептибилност]]<br>χ<sub>-{mol}-</sub> /10<sup>−6</sup>([[cubic centimeter|-{cm}-<sup>3</sup>]]·[[Mole (unit)|-{mol}-]]<sup>−1</sup>)
||+95.9 ||+2500 (β)||+5530(α)||+5930 (α)|| ||+1278(α)||+30900||+185000<br>(350 K)||+170000 (α)||+98000||+72900||+48000||+24700||+67 (β)||+183
|}
</center>
:<nowiki>*</nowiki> Између иницијалне [[Xenon|-{Xe}-]] и финалне -{6s}-<sup>2</sup> електронске љуске
:<nowiki>**</nowiki> -{Sm}- има тесно паковану структура попут осталих лантаноида, али има необично деветослојно понављање
Овај тренд тачке топљења која се повећава у серији, ([[лантан]] (920 °-{C}-) - [[лутецијум]] (1622 °-{C}-)) приписује се степену хибридизације орбитала -{6s, 5d}- и 4-{f}-.<ref>Gschneider and Daane (1988)</ref> Сматра се да је хибридизација највиша за [[церијум]], који има најнижу тачку топљења од свих, 795 °-{C}-.<ref>{{cite book|author=Krishnamurthy, Nagaiyar and Gupta, Chiranjib Kumar|title=Extractive Metallurgy of Rare Earths|publisher=CRC Press|year=2004|isbn=0-415-33340-7|pages=}}</ref> Лантаноидни метали су мекани; њихова тврдоћа се повећава низ серију.<ref name = "Greenwood&Earnshaw">{{Greenwood&Earnshaw|pages=1230–1242}}</ref> [[Европијум]] се издваја по томе што има најнижу густину у серији од 5,24 -{g/cm}-<sup>3</sup> и највећи метални радијус у низу у 208,4 -{pm}-. То је упоредиво са [[баријум]]ом, који има метални радијус 222 pm. Верује се да метал садржи већи -{Eu}-<sup>2+</sup> јон и да у проводном опсегу постоје само два електрона. [[Итербијум]] такође има велики метални радијус, а слично објашњење је предложено.<ref name = "Greenwood&Earnshaw"/> [[Електрична проводљивост|Отпорност]] метала лантаноида је релативно велика, креће се од 29 до 134 -{μΩ·cm}-. Ове вредности се могу упоредити са добрим проводником, као што је [[алуминијум]], који има отпорност 2,655 -{μΩ·cm}-. С изузетком -{La}-, -{Yb}- и -{Lu}- (који немају неупарене -{f}--електроне), лантаноиди су снажно парамагнетни, што се одражава на њихову магнетну сусцептибилност. [[Гадолинијум]] постаје [[Феромагнетизам|феромагнетан]] испод 16 °-{C}- ([[Curie temperature|Киријева тачка]]). Други тежи лантаниди - [[тербијум]], [[диспрозијум]], [[холмијум]], [[ербијум]], [[тулијум]] и [[итербијум]] - постају феромагнетни на много нижим температурама.<ref>{{cite book|author=Cullity, B. D.|author2=Graham, C. D.|title=Introduction to Magnetic Materials|publisher=John Wiley & Sons|year=2011|isbn=9781118211496|pages=}}</ref>
== Једињења лантаноида ==
Најпознатија лантаноидна легура - Ауер метал, је мешавина церијума и [[Гвожђе|гвожђа]] која производи искру приликом ударца. Дуго је коришћена као кремен за цигаретне и гас упаљаче. Ауер метал је један у низу мешовитих лантаноидних легура познат као монацит метал. Монацит метали се састоје од различите количине лантаноидних метала, углавном церијум и мање количине других, као што су лантан, неодијуми, празеодијум. Они се користе да пренесу снагу, тврдоћу и инертност структуралним материјала. Они су такође коришћени за уклањање кисеоника и сумпорних нечистоћа из различитих индустријских система. У последњих неколико година, јефтиније методе су развијене за производњу лантаноидних легура. Као резултат тога, они су сада применљиви у различитим сферама. Једна таква примена је у својству [[катализа]]тора, супстанци које убрзавају хемијске реакције. У индустрији прераде, на пример, лантаноиди се користе као катализатори у конверзији [[нафта|сирове нафте]] у [[моторни бензин|бензин]], [[керозин]], [[дизел-гориво|дизел]], лож уље и друге производе. Лантаноиди се такође користе као [[фосфором]] тј. као боја за телевизорске екране. Керамичка индустрија користи лантаноидне оксиде приликом бојења керамике и стакла. Лантаноиди такође имају различите нуклеарне апликације. Зато што апсорбују [[неутрон]]е, који се користе као део шипке за регулисање [[Нуклеарни реактор|нуклеарних реактора]]. Такође се користе као заштитни материјал и као структурна компонента у реакторима. Неки лантаноиди имају магнетна својства. На пример, [[кобалт]] и [[магнетит]] су веома јаки стални [[магнет]]и.
== Референце ==
{{reflist|
== Литература ==
{{Литература|30em}}
* {{Cite book| ref=harv|last=Gray|first=Theodore|title=The Elements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe|year=2009|publisher=Black Dog & Leventhal Publishers|location=New York|isbn=978-1-57912-814-2|pages=[https://archive.org/details/elementsvisualex0000gray/page/240 240]|url=https://archive.org/details/elementsvisualex0000gray/page/240}}
* ФС Памук & Г Вилкинсон, Напредна Неорганска хемија, 5-о издање Вилеи, Њујорк, 1988 Цх. 20, 21 20, 21
* {{Cite book| ref=harv|last=Phillips|first=CSG|last2=Williams|first2=RJP|title=Inorganic Chemistry| url=https://archive.org/details/inorganicchemist0000csgp_a3v0|publisher=Oxford University Press|location=Oxford|year=1966}}
* Неорганска хемија, Oxford: Oxford University Press, 1966 вол. 2, Цх. 2, Цх. 21, 22 21, 22, Т. Имамото,
* Лантаноиди у органској синтези, -{Academic Press}-, Лондон,1994 делова Цх. 4, 5, 6 4, 5, 6
* {{Cite book|ref=Holleman|publisher=Walter de Gruyter|year=2007|edition=102|isbn=978-3-11-017770-1|title=Lehrbuch der Anorganischen Chemie|first=Arnold F.|last=Holleman|last2=Wiberg|first2=Egon|last3=Wiberg|first3=Nils|language=German}}
* {{Cite book| ref=harv|last=Scerri|first=Eric|year=2007|title=The periodic table: Its story and its significance| url=https://archive.org/details/periodictableits0000scer|publisher=Oxford University Press|location=New York|isbn=9780195305739}}
{{Литература крај}}
== Спољашње везе ==
{{Commonscat|Lanthanides}}
* [https://web.archive.org/web/20181014043641/http://www.sparkle.pro.br/ -{Lanthanide Sparkle Model], used in the computational chemistry of lanthanide complexes}-
* [http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/rare_earths/ -{USGS Rare Earths Statistics and Information}-]
* [https://web.archive.org/web/20080415085514/http://www.chem.unr.edu/faculty/abd/ -{Ana de Bettencourt-Dias: Chemistry of the lanthanides and lanthanide-containing materials}-]
{{Периодни систем елемената 2}}
{{Нормативна контрола}}
{{Портал бар|Хемија}}
[[Категорија:Лантаноиди|*]]
| |||