Tại sao lanthanide và actinide được tách ra trên bảng tuần hoàn?

Các lantanua là một nhóm các nguyên tố ban đầu được phát hiện trong các khoáng chất quý hiếm, do đó chúng có tên là “đất hiếm”. Vì các nguyên tố cuối cùng đã được tìm thấy rộng rãi hơn dự kiến, nên chúng bắt đầu được gọi là lanthanides. Lantanit, cùng với actinit, chiếm hai hàng nguyên tố riêng biệt trong bảng tuần hoàn. Cả hai đều là nhóm các nguyên tố kim loại.

Vị trí của lanthanide và actinide trong bảng tuần hoàn

Trong bảng tuần hoàn có hai hàng nguyên tố độc lập, bắt đầu tương ứng với nguyên tố có số nguyên tử là 57, tương ứng với lantan và nguyên tố có số nguyên tử 89, tương ứng với actini. Mặc dù hai hàng này được đặt riêng biệt trên bảng tuần hoàn, nhưng chúng thực sự tương ứng với một khoảng thời gian ở giữa 6 và 7 tương ứng.

khối f

Lớp đầu tiên trong số các lớp con f bắt đầu lấp đầy ở mức 4f, sau cấp 6, điều này ngụ ý rằng các lớp con f là hai mức năng lượng chính phía sau. Cấu hình electron chung tồn tại trong các nguyên tố khối f là (n -2) · f ^1-14 ns ² . Bảy obitan của phân lớp f chứa 14 electron, do đó khối f chứa 14 nguyên tố.

Đó là lý do tại sao các nguyên tố của khối f không thuộc về một nhóm cụ thể nào đó, và bằng cách nào đó được “lắp” vào giữa nhóm 3 và 4. Các nguyên tố lantan là mười bốn nguyên tố được tìm thấy từ xeri (Ce), với số nguyên tử 58, cho đến luteti (Lu), với số nguyên tử 71. Là một đặc điểm của lantanit, điều nổi bật là chúng có khả năng phản ứng tương tự như nhóm 2, là các kim loại kiềm thổ.

Actinide là 14 nguyên tố nằm trong khoảng từ thori (Th), với số nguyên tử 90, đến laurenci (Lr), với số nguyên tử 103. Phân lớp 5f hiện đang trong quá trình được lấp đầy bởi các nguyên tố đang được khám phá hoặc tổng hợp. Ngoài ra, trong số tất cả các nguyên tố là một phần của actinide, chỉ có bốn nguyên tố được tìm thấy tự nhiên trong tự nhiên và tất cả chúng đều là nguyên tố phóng xạ.

Cả lanthanide và actinide đôi khi được gọi là “các yếu tố chuyển tiếp bên trong.”

Công dụng của lanthanide và actinide

Lanthanide đã được sử dụng rộng rãi để tăng độ cứng và độ bền của kim loại. Trong số đó, nổi bật là việc sử dụng xeri, được trộn với một lượng nhỏ lantan (La), neodymium (Nd) và praseodymium (Pr). Những nguyên tố này đã được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp dầu mỏ để tinh chế dầu thô.

Erbium (Er) và các lanthanide khác cũng được sử dụng rộng rãi cho các thiết bị quang học, chẳng hạn như kính nhìn ban đêm và vật liệu lân quang, trong số những thứ khác. Đối với các actinide, chúng là nguồn sơ cấp có giá trị vì chúng có tính phóng xạ. Các phần tử này có thể được sử dụng làm nguồn năng lượng cho các ứng dụng đa dạng như máy điều hòa nhịp tim và phát điện cho các thiết bị thậm chí được sử dụng trong các sứ mệnh lên mặt trăng. Mặt khác, uranium và plutonium đã được sử dụng trong vũ khí hạt nhân, cũng như trong các nhà máy điện hạt nhân.

nguồn

• 2.23: Lanthanua và Actinua. (2021). Truy cập ngày 19 tháng 3 năm 2021, từ https://cutt.ly/vxuZE04
• Actinide – tổng quan | Chủ đề khoa học trực tiếp. (2021). Truy cập ngày 19 tháng 3 năm 2021, từ https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/actinide
• Dòng Lanthanide – tổng quan | Chủ đề khoa học trực tiếp. (2021). Truy cập ngày 19 tháng 3 năm 2021, từ https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/lanthanide-series