Dlaczego lantanowce i aktynowce są rozdzielone w układzie okresowym?

Lantanowce to grupa pierwiastków pierwotnie odkrytych w rzadkich minerałach, stąd ich nazwa „pierwiastki ziem rzadkich”. Ponieważ pierwiastki zostały ostatecznie znalezione szerzej niż oczekiwano, zaczęto je nazywać lantanowcami. Lantanowce wraz z aktynowcami zajmują dwa oddzielne rzędy pierwiastków w układzie okresowym. Oba są grupami pierwiastków metalicznych.

Położenie lantanowców i aktynowców w układzie okresowym

W układzie okresowym znajdują się dwa niezależne rzędy pierwiastków, zaczynając odpowiednio od pierwiastka o liczbie atomowej 57, który odpowiada lantanowi, oraz pierwiastka o liczbie atomowej 89, który odpowiada aktynowi. Chociaż te dwa wiersze są umieszczone oddzielnie w układzie okresowym, w rzeczywistości odpowiadają okresowi odpowiednio w środku 6 i 7.

blok f

Pierwsza z podpowłok f zaczyna się wypełniać przy 4f, po poziomie 6s, co oznacza, że ​​podpowłoki f są dwoma głównymi poziomami energetycznymi z tyłu. Ogólna konfiguracja elektronowa, która istnieje w elementach bloku f to (n -2) · f ^1-14 ns ² . Siedem orbitali podpowłoki f mieści 14 elektronów, tak więc blok f mieści 14 elementów.

Dlatego pierwiastki z bloku f nie należą do określonej grupy i są niejako „pasowane” między grupami 3 i 4. Lantanowce to czternaście pierwiastków występujących od ceru (Ce), o liczbie atomowej 58 do lutetu (Lu), o liczbie atomowej 71. Cechą charakterystyczną lantanowców jest to, że mają one reaktywność podobną do reaktywności grupy 2, którą są metale ziem alkalicznych.

Aktynowce to 14 pierwiastków, które wahają się od toru (Th) o liczbie atomowej 90 do laurencji (Lr) o liczbie atomowej 103. Podpoziom 5f jest obecnie w trakcie wypełniania pierwiastkami, które są odkrywane lub syntetyzowane. Ponadto ze wszystkich pierwiastków wchodzących w skład aktynowców tylko cztery zostały znalezione w przyrodzie i wszystkie są pierwiastkami promieniotwórczymi.

Zarówno lantanowce, jak i aktynowce są czasami określane jako „wewnętrzne elementy przejściowe”.

Zastosowania lantanowców i aktynowców

Lantanowce są szeroko stosowane do zwiększania twardości i wytrzymałości metali. Wśród nich wyróżnia się zastosowanie ceru, który jest mieszany z niewielkimi ilościami lantanu (La), neodymu (Nd) i prazeodymu (Pr). Pierwiastki te były szeroko stosowane w przemyśle naftowym do rafinacji ropy naftowej.

Erb (Er) i inne lantanowce są również szeroko stosowane w urządzeniach optycznych, takich jak między innymi gogle noktowizyjne i materiały fosforyzujące. Jeśli chodzi o aktynowce, są one cennym źródłem pierwotnym, ponieważ są radioaktywne. Elementy te mogą być wykorzystywane jako źródła zasilania w tak różnych zastosowaniach, jak rozruszniki serca i generatory energii dla instrumentów, które są nawet używane w misjach na Księżyc. Z drugiej strony uran i pluton zaczęto wykorzystywać w broni jądrowej, a także w elektrowniach jądrowych.

Źródła

• 2.23: Lantanowce i Aktynowce. (2021). Pobrano 19 marca 2021 r. z https://cutt.ly/vxuZE04
• Aktynowce – przegląd | Tematy Science Direct. (2021). Pobrano 19 marca 2021 r. z https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/actinide
• Seria lantanowców – przegląd | Tematy Science Direct. (2021). Pobrano 19 marca 2021 r. z https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/lanthanide-series