Лантаноид
| Атомски број | Хемијски елемент | Хемијски симбол |
|---|---|---|
| 57 | Лантан | La |
| 58 | Церијум | Ce |
| 59 | Празеодијум | Pr |
| 60 | Неодијум | 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 |
Лантаноиди су група од 15 елемената починју од лантана до лутецијума с атомским бројевима од 57 до 71 у периодном систему.[1] Сви се налазе у F-блоку осим лутецијума. Постоје аранжмани који искључују или лантан или лутецијум из групе.[2] Име су добили по лантану. Узрок њихове сличности са лантаном налази се у електронској структури - валентни 4f електрони имају енергију сличну 5d електронима. Већини лантаноида најстабилнија су једињења у која улазе као тровалнентни јони, који су у воденом раствору безбојни. Лантан и лантаноиди су реактивни елементи, па, иако се убрајајају у групу унутрашњих прелазних метала, показују доста сличности са земно-алкалним металима. Повећањем атомске тежине, полупречник лантаноида се смањује, па електронегативност благо расте, и благо опадају њихове базне особине. Лантаноиди се деле на лаке (церијумове) лантаноиде, који обухватају све елементе до еуропијума, и тешке (итријумове) лантаноиде којима припадају остали лантаноиди. Двојни сулфати тешких лантаноида и алкалних метала су раствориви у води, а лаки нису. Лантаноиди се називају и "ретке земље" - иако се у природи налазе у знатнијим количинама, њихова налазишта су ретка.
Опште особине лантаноида
У образовању хемијске везе код лантаноида електрони из 4f-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 хемији. Та прича обухвата епизоде у којима се за један елемент мислил ода 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 Прометијума) су били идентификовани. Најважнији извор лантаноида је монацит, налази се у Бразилу, Индији, Аустралији, Јужној Африци, и 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 метала, 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 неметалима, као што су кисеоник и азот, лантаноиди постану крте. Они такође проузрокују 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 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 водоников гас. Они су такође облик једињења са многим неметала, као што су водоник, флуор, фосфор, сумпор, хлор и др.
Једињења лантаноида
Најпознатија лантаноидна легура - Ауер метал, је мешавина церијума и гвожђа која производи искру приликом ударца. Дуго је коришћена као кремен за цигаретне и гас упаљаче. Ауер метал је један у низу мешовитих лантанидних легура познат као монацит метал. Монацит метали се састоје од различите количине лантанидних 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 запроизводњу лантаноидних легура. Као резултат тога, они су сада применљиви у различитим сферама. Једана таква примена је у својству катализатора, супстанци које убрзавају хемијске реакције. У индустрији прераде, на пример, лантаноиди се користе као катализатори у конверзији сирове нафте у бензин, керозин, 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 неутроне, који се користе као део шипке за регулисање 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 магнети.
Референце
- ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6.
- ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga.
Литература
- ФС Памук & Г Вилкинсон, Напредна Неорганска хемија, 5-о издање Вилеи, Њујорк, 1988 Цх. 20, 21 20, 21
- CSG Phillips & RJP Williams, Inorganic Chemistry, OUP, Oxford,1966 Vol. CSG Filips i RJP Vilijams,
- Неорганска хемија, ОУП, Оксфорд, 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
Спољашње везе
- Lanthanide Sparkle Model, used in the computational chemistry of lanthanide complexes
- USGS Rare Earths Statistics and Information
- Ana de Bettencourt-Dias: Chemistry of the lanthanides and lanthanide-containing materials