Miksi lantanidit ja aktinidit erotetaan jaksollisessa taulukossa?

Lantanidit ovat ryhmä alkuaineita, jotka löydettiin alun perin harvinaisista mineraaleista, mistä johtuu niiden nimi ”harvinaiset maametallit”. Koska alkuaineita löydettiin lopulta odotettua laajemmin, niitä alettiin kutsua lantanideiksi. Lantanidit yhdessä aktinidien kanssa miehittävät kaksi erillistä elementtiriviä jaksollisessa taulukossa. Molemmat ovat metallisten elementtien ryhmiä.

Lantanidien ja aktinidien sijainti jaksollisessa taulukossa

Jaksotaulukossa on kaksi riippumatonta elementtiriviä, jotka alkavat alkuaineesta, jonka järjestysnumero on 57, joka vastaa lantaania, ja alkuaineesta atominumerolla 89, joka vastaa aktiniumia. Vaikka nämä kaksi riviä on sijoitettu erikseen jaksollisessa taulukossa, ne vastaavat itse asiassa jaksoa luvun 6 ja 7 keskellä.

lohko f

Ensimmäinen f-alikuoresta alkaa täyttyä kohdassa 4f, tason 6s jälkeen, mikä tarkoittaa, että f-alikuoret ovat kaksi pääenergiatasoa takana. Lohkon f elementeissä oleva yleinen elektroninen konfiguraatio on (n -2) · f ^1-14 ns ² . F-alikuoren seitsemän orbitaalia sisältävät 14 elektronia, joten f-lohkoon mahtuu 14 elementtiä.

Tästä syystä f-lohkon alkuaineet eivät kuulu tiettyyn ryhmään, ja ne ovat jotenkin ”sovitettuja” ryhmien 3 ja 4 väliin. Lantanidit ovat neljätoista alkuainetta, jotka löytyvät ceriumista (Ce), atominumerolla 58 aina lutetiumiin asti. (Lu), atominumerolla 71. Lantanidien ominaisuutena on, että niiden reaktiivisuus on samanlainen kuin ryhmän 2, jotka ovat maa-alkalimetalleja, reaktiivisuus.

Aktinidit ovat 14 alkuainetta, jotka vaihtelevat toriumista (Th), jonka atominumero on 90, laurenciumiin (Lr), jonka atominumero on 103. 5f-alataso on parhaillaan täytettävä elementeillä, joita löydetään tai syntetisoidaan. Lisäksi kaikista aktinideihin kuuluvista alkuaineista vain neljä on löydetty luonnossa luonnosta, ja ne kaikki ovat radioaktiivisia alkuaineita.

Sekä lantanideja että aktinideja kutsutaan joskus ”sisäisiksi siirtymäelementeiksi”.

Lantanidien ja aktinidien käyttö

Lantanideja on käytetty laajasti metallien kovuuden ja lujuuden lisäämiseen. Niistä erottuu erityisesti ceriumin käyttö, johon on sekoitettu pieniä määriä lantaania (La), neodyymiä (Nd) ja praseodyymiä (Pr). Näitä alkuaineita on käytetty laajasti öljyteollisuudessa raakaöljyn jalostukseen.

Erbiumia (Er) ja muita lantanideja käytetään laajalti myös optisissa laitteissa, kuten pimeänäkölaseissa ja fosforoivissa materiaaleissa. Mitä tulee aktinideihin, ne ovat arvokas ensisijainen lähde, koska ne ovat radioaktiivisia. Näitä elementtejä voidaan käyttää virtalähteinä erilaisiin sovelluksiin, kuten sydämentahdistimiin ja sähköntuotantoon instrumenteille, joita käytetään jopa kuussa. Toisaalta uraania ja plutoniumia on alettu käyttää ydinaseissa sekä ydinvoimaloissa.

Lähteet

• 2.23: Lantanidit ja aktinidit. (2021). Haettu 19. maaliskuuta 2021 osoitteesta https://cutt.ly/vxuZE04
• Aktinidi – yleiskatsaus | Tieteen suorat aiheet. (2021). Haettu 19. maaliskuuta 2021 osoitteesta https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/actinide
• Lanthanide-sarja – yleiskatsaus | Tieteen suorat aiheet. (2021). Haettu 19. maaliskuuta 2021 osoitteesta https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/lanthanide-series