Lantanowce i aktynowce
Elementy są pogrupowane w bloki i kolumny w zależności od ich właściwości chemicznych. Elementy o podobieństwie składu chemicznego i właściwości są umieszczone w kolumnach proksymalnych lub podobnych blokach. Blok f znajdujący się w dolnej części układu okresowego pierwiastków składa się z lantanowców i aktynowców. Wspólne dla tych elementów są częściowo wypełnione lub w pełni zajęte f powłoki. Są nazywane "serią przejściową".
Lantanowce
Johann Galodin odkrył lantanowce w 1794 roku, kiedy studiował czarnego minerału zwanego galodonitem. Lantanowce składają się z elementów pomiędzy Barem i Hafnem i są ogólnie określane jako "ziemskie metale". Te metale są srebrzystobiałe i obfitują w skorupę ziemską, a lżejsze są bardziej obfite. Większość rezerwatów lantanowców można znaleźć w Chinach i pochodzą one z rudy jonowej z południowych prowincji Chin. Głównymi źródłami są: Bastnasite (Ln FCO3), Monazite (Ln, Th) PO4 i Xenotime (Y, Ln) PO4. Po ekstrakcji w głównych źródłach lantanowce są oddzielane od innych zanieczyszczeń poprzez chemiczne rozdzielanie, frakcjonowaną krystalizację, metody wymiany jonowej i ekstrakcję rozpuszczalnikiem. Komercyjnie wykorzystywane są do produkcji nadprzewodników, części samochodowych i magnesów. Są na ogół nietoksyczne i nie są w pełni wchłaniane przez ludzkie ciało.
Elektroniczna Konfiguracja
Ogólnie lantanowce są trójwartościowe, z kilkoma wyjątkami. 4f elektrony leżą wewnątrz do zewnętrznych trójwartościowych elektronów. Ze względu na jego stabilną strukturę, po utworzeniu związku nie bierze udziału w żadnym wiązaniu chemicznym, co utrudnia proces separacji. Konfiguracja elektronów 4f nadaje zachowanie magnetyczne i optyczne elementów lantanowców. To jest powód, dla którego można go stosować w lampach katodowych. Inne konfiguracje walencyjne dla lantanowców są konfiguracjami czterowalentnymi i dwuwartościowymi. Kwasowalencyjne lantanowce to cer, prazeodym i terb. Dwuwartościowe lantanowce to samar, europ i iterb.
Właściwości chemiczne
Lantanowce są zróżnicowane pod względem reakcji z powietrzem w procesie utleniania. Ciężkie lantanowce, takie jak gadolin, skand i itr, reagują wolniej niż lżejsze lantanowce. Występuje różnica strukturalna z produktem tlenkowym utworzonym z lantanowców. Ciężkie lantanowce tworzą modyfikację sześcienną, środkowe lantanidy tworzą fazę jednoskośną i lekkie lantanowce dla heksagonalnej struktury tlenkowej. Z tego powodu lekkie lantanowce należy przechowywać w atmosferze gazu obojętnego, aby zapobiec szybkiemu utlenianiu.
Kompleksowe tworzenie
Jony lantanowców mają wysokie ładunki, co podobno sprzyja powstawaniu kompleksów. Jednak poszczególne jony mają duży rozmiar w porównaniu z innymi metalami przejściowymi. Z tego powodu nie tworzą kompleksów łatwo. W roztworach wodnych woda jest silniejszym ligandem niż amina; dlatego kompleksy z aminami nie powstają. Niektóre stabilne kompleksy można tworzyć z CO, CN i grupą metaloorganiczną. Stabilność każdego kompleksu jest pośrednio proporcjonalna do promieni jonowych jonu lantanowca.
Aktynowce
Aktydyny są pierwiastkami radioaktywnymi, które zajmują blok f okresowego układu pierwiastków. W tej grupie jest 15 elementów, od aktynu do lawrenu (liczba atomowa 89-103). Większość tych elementów jest stworzona przez człowieka. Ze względu na jego radioaktywność, popularne elementy tej grupy, uran i pluton zostały użyte do wybuchowej wojny jako broń atomowa. Są to toksyczne chemikalia, które emitują promienie, które powodują raka i niszczenie tkanek. Po wchłonięciu migrują do szpiku kostnego i zakłócają funkcję szpiku do produkcji krwi. Z powodu ich radioaktywności ich poziomy elektronowe są mniej zrozumiałe w porównaniu do lantanowców.
Właściwości chemiczne
Aktydyny mają wiele stanów utlenienia. Aktywatory trójwartościowe to aktyn, uran za pośrednictwem einsteinium. Są krystaliczne i podobne do lantanowców. Czterwartościowe aktynowce to: tor, protaktyn, uran, neptun, pluton i berkelium. Te swobodnie reagują w roztworach wodnych, w przeciwieństwie do lantanowców. W porównaniu do lantanowców aktynowce mają pięciowartościowe, sześciowartościowe i heptawalentne stany utleniania. Pozwala to na tworzenie wyższych stanów utlenienia poprzez usuwanie obwodowo położonych elektronów w konfiguracji 5f.
Kompleksowe tworzenie
Aktydy są wysoce radioaktywne i mają silną skłonność do tworzenia złożonych reakcji. Ze względu na niestabilne izotopy niektóre aktyny są naturalnie formowane przez rozpad radioaktywny. Są to aktyn, tor, protaktyn i uran. W tych procesach niszczenia toksyczne promienie. Aktydy są zdolne do rozszczepienia jądrowego, uwalniając ogromne ilości energii i dodatkowe neutrony. Ta reakcja jądrowa ma kluczowe znaczenie w tworzeniu złożonych reakcji jądrowych. Aktydyny są łatwo utleniające się. Po wystawieniu na działanie powietrza zapalają się, tworząc skuteczny materiał wybuchowy.
streszczenie
Lantanid i aktynowce znajdują się w bliskim sąsiedztwie Tabeli Elementów Okresowych. Oba są wewnętrznymi metalami przejściowymi, które mają znaczące różnice. Lantanowce wypełniają orbitale 4f i generalnie nie są toksyczne dla ludzi. Aktyny z kolei wypełniają orbitale 5f i są wysoce toksyczne, wywołując różne choroby, jeśli zostaną przypadkowo skonsumowane. Aktydy mają różne stany utleniania, od dwuwartościowych do heptawalentnych stanów utlenienia.Łatwo się utleniają i zapalają, co czyni je skutecznymi elementami w tworzeniu bomb atomowych. Z drugiej strony lantanowce są komercyjnie wykorzystywane do produkcji części samochodowych, nadprzewodników i magnesów. Aktydy są wysoce radioaktywne i mają zwiększoną skłonność do poddawania się złożonym reakcjom. W przeciwieństwie do tego, lantanowce mają stabilną konfigurację elektronową i nie poddają się łatwo złożonym reakcjom.
