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Lanthaniden Definition in der Chemie

Unterhalb des Hauptteils des Periodensystems befinden sich zwei Elementreihen. Dies sind die Lanthaniden und die Aktiniden. Wenn Sie sich die Ordnungszahlen der Elemente ansehen, werden Sie feststellen, dass sie in die Zwischenräume unter Scandium und Yttrium passen. Der Grund, warum sie dort (normalerweise) nicht aufgeführt sind, liegt darin, dass die Tabelle dadurch zu breit wird, um auf Papier gedruckt zu werden. Jede dieser Elementreihen hat charakteristische Eigenschaften.

Wichtige Imbissbuden: Was sind die Lanthaniden?

  • Die Lanthaniden sind die Elemente oben in den beiden Reihen unterhalb des Hauptkörpers des Periodensystems.
  • Während es Unstimmigkeiten darüber gibt, welche Elemente genau enthalten sein sollten, geben viele Chemiker an, dass die Lanthaniden Elemente mit den Ordnungszahlen 58 bis 71 sind.
  • Atome dieser Elemente zeichnen sich durch eine teilweise gefüllte 4f-Unterebene aus.
  • Diese Elemente haben mehrere Namen, einschließlich der Lanthanidenreihe und der Seltenerdelemente. Der bevorzugte Name der IUPAC ist eigentlich Lanthanoide .

 

Lanthaniden Definition

Die Lanthaniden werden allgemein als Elemente mit den Ordnungszahlen 58-71 ( Lanthan bis Lutetium. angesehen. Die Lanthanid-Reihe ist die Gruppe von Elementen, in die die 4f-Unterebene gefüllt wird. Alle diese Elemente sind Metalle (insbesondere Übergangsmetalle ). Sie haben mehrere gemeinsame Eigenschaften.

Es gibt jedoch Streit darüber, wo genau die Lanthaniden beginnen und enden. Technisch gesehen ist entweder Lanthan oder Lutetium eher ein D-Block-Element als ein F-Block-Element. Die beiden Elemente haben jedoch gemeinsame Merkmale mit anderen Elementen in der Gruppe.

 

Nomenklatur

Die Lanthanoide sind bei der Erörterung der allgemeinen Lanthanoidchemie durch das chemische Symbol Ln gekennzeichnet . Die Gruppe von Elementen trägt tatsächlich einen von mehreren Namen: Lanthaniden, Lanthanidenreihen, Seltenerdmetallen, Seltenerdelementen, gemeinsamen Erdelementen, inneren Übergangsmetallen und Lanthanoiden. Die IUPAC bevorzugt formal die Verwendung des Begriffs „Lanthanoide“, da das Suffix „-ide“ in der Chemie eine spezifische Bedeutung hat. Die Gruppe erkennt jedoch an, dass der Begriff „Lanthanid“ vor dieser Entscheidung liegt, sodass er allgemein akzeptiert wird.

 

Lanthanidenelemente

Die Lanthaniden sind:

  • Lanthan, Ordnungszahl 58
  • Cer, Ordnungszahl 58
  • Praseodym, Ordnungszahl 60
  • Neodym, Ordnungszahl 61
  • Samarium, Ordnungszahl 62
  • Europium. Ordnungszahl 63
  • Gadolinium, Ordnungszahl 64
  • Terbium, Ordnungszahl 65
  • Dysprosium, Ordnungszahl 66
  • Holmium, Ordnungszahl 67
  • Erbium, Ordnungszahl 68
  • Thulium, Ordnungszahl 69
  • Ytterbium, Ordnungszahl 70
  • Lutetium, Ordnungszahl 71

 

Allgemeine Eigenschaften

Alle Lanthaniden sind glänzende, silberfarbene Übergangsmetalle. Wie andere Übergangsmetalle bilden sie farbige Lösungen, jedoch neigen Lanthanoidlösungen dazu, eine blasse Farbe zu haben. Die Lanthaniden sind in der Regel weiche Metalle, die mit einem Messer geschnitten werden können. Während die Atome eine von mehreren Oxidationsstufen aufweisen können, ist die + 3-Bedingung am häufigsten. Die Metalle sind im Allgemeinen ziemlich reaktiv und bilden eine Oxidbeschichtung, wenn sie Luft ausgesetzt werden. Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym und Europium sind so reaktiv, dass sie in Mineralöl gespeichert werden. Gadolinium und Lutetium laufen jedoch an der Luft nur langsam an. Die meisten Lanthaniden und ihre Legierungen lösen sich schnell in Säure, entzünden sich an der Luft bei etwa 150 bis 200 ° C und reagieren beim Erhitzen mit Halogenen, Schwefel, Wasserstoff, Kohlenstoff oder Stickstoff.

Elemente der Lanthanidreihe zeigen auch ein Phänomen, das als Lanthanoidkontraktion bezeichnet wird . Bei der Lanthanoidkontraktion dringen die 5s- und 5p-Orbitale in die 4f-Unterschale ein. Da die 4f-Unterschale nicht vollständig vor den Auswirkungen der positiven Kernladung geschützt ist, nimmt der Atomradius der Lanthanoidatome sukzessive ab und bewegt sich über das Periodensystem von links nach rechts. (Hinweis: Dies ist in der Tat der allgemeine Trend für den Atomradius, der sich über das Periodensystem bewegt.)

 

Vorkommen in der Natur

Lanthanoidmineralien enthalten in der Regel alle Elemente der Serie. Die variieren jedoch je nach Häufigkeit der einzelnen Elemente. Das Mineral Euxenit enthält Lanthaniden in nahezu gleichen Anteilen. Monazit enthält hauptsächlich leichtere Lanthaniden, während Xenotim hauptsächlich schwerere Lanthaniden enthält.

 

Quellen

  • Cotton, Simon (2006). Lanthanid- und Actinidchemie . John Wiley & Sons Ltd.
  • Gray, Theodore (2009). Die Elemente: Eine visuelle Erforschung jedes bekannten Atoms im Universum . New York: Black Dog & Leventhal Verlag. p. 240. ISBN 978-1-57912-814-2.
  • Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemie der Elemente (2. Aufl.). Butterworth-Heinemann. S. 1230–1242. ISBN 978-0-08-037941-8.
  • Krishnamurthy, Nagaiyar und Gupta, Chiranjib Kumar (2004). Extraktive Metallurgie der Seltenen Erden . CRC Drücken Sie. ISBN 0-415-33340-7.
  • Wells, AF (1984). Strukturelle Anorganische Chemie (5. Aufl.). Oxford Science Publication. ISBN 978-0-19-855370-0.

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