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Lanthaniden – Eigenschaften von Elementgruppen

Die Lanthaniden- oder F-Block-Elemente sind eine Reihe von Elementen des Periodensystems. Während es einige Streitigkeiten darüber gibt, welche Elemente in die Gruppe aufgenommen werden sollen, enthalten die Lanthaniden im Allgemeinen die folgenden 15 Elemente:

  • Lanthan (La)
  • Cer (Ce)
  • Praseodym (Pr)
  • Neodym (Nd)
  • Promethium (Pm)
  • Samarium (Sm)
  • Europium (Eu)
  • Gadolinium (G-tt)
  • Terbium (Tb)
  • Dysprosium (Dy)
  • Holmium (Ho)
  • Erbium (Er)
  • Thulium (Tm)
  • Ytterbium (Yb)
  • Lutetium (Lu)

Hier ist ein Blick auf ihren Standort und ihre gemeinsamen Eigenschaften:

Wichtige Imbissbuden: Lanthanid

  • Die Lanthaniden sind eine Gruppe von 15 chemischen Elementen mit den Ordnungszahlen 57 bis 71.
  • Alle diese Elemente haben ein Valenzelektron in der 5d-Schale.
  • Die Elemente haben Eigenschaften gemeinsam mit dem ersten Element in der Gruppe – Lanthan.
  • Die Lanthaniden sind reaktive, silberfarbene Metalle.
  • Die stabilste Oxidationsstufe für Lanthanoidatome ist +3, aber auch die Oxidationsstufen +2 und +4 sind üblich.
  • Obwohl die Lanthaniden manchmal als Seltene Erden bezeichnet werden, sind die Elemente nicht besonders selten. Sie sind jedoch schwer voneinander zu trennen.

 

Die D-Block-Elemente

Die Lanthaniden befinden sich in Block 5d des Periodensystems. Das erste 5- Tage- Übergangselement ist entweder Lanthan oder Lutetium, je nachdem, wie Sie die periodischen Trends der Elemente interpretieren . Manchmal werden nur die Lanthaniden und nicht die Aktiniden als Seltene Erden klassifiziert. Die Lanthaniden sind nicht so selten wie früher angenommen; Selbst die seltenen Seltenen Erden (z. B. Europium, Lutetium) sind häufiger als die Metalle der Platingruppe. Einige der Lanthaniden bilden sich während der Spaltung von Uran und Plutonium.

 

Lanthanid verwendet

Die Lanthaniden haben viele wissenschaftliche und industrielle Verwendungen. Ihre Verbindungen werden als Katalysatoren bei der Herstellung von Erdöl und synthetischen Produkten verwendet. Lanthaniden werden in Lampen, Lasern, Magneten, Leuchtstoffen, Filmprojektoren und Röntgenverstärkungsschirmen verwendet. Eine pyrophore gemischte Seltenerdlegierung namens Mischmetall (50% Ce, 25% La, 25% andere leichte Lanthaniden) oder Mischmetall wird mit Eisen kombiniert, um Feuersteine ​​für Feuerzeuge herzustellen. Der Zusatz von <1% Mischmetall- oder Lanthanid-Siliziden verbessert die Festigkeit und Verarbeitbarkeit niedriglegierter Stähle.

 

Gemeinsame Eigenschaften der Lanthaniden

Lanthaniden haben die folgenden gemeinsamen Eigenschaften:

    • Silberweiße Metalle, die an der Luft anlaufen und ihre Oxide bilden.
    • Relativ weiche Metalle. Die Härte nimmt mit höherer Ordnungszahl etwas zu.
    • Wenn der Radius jedes Lanthanoid 3 + -Ions über die Periode von links nach rechts bewegt wird (zunehmende Ordnungszahl), nimmt er stetig ab . Dies wird als „Lanthanoidkontraktion“ bezeichnet.
    • Hohe Schmelzpunkte und Siedepunkte .
    • Sehr reaktiv.
    • Reagiere mit Wasser, um Wasserstoff (H 2 ) freizusetzen, langsam kalt / schnell beim Erhitzen. Lanthaniden binden gewöhnlich an Wasser.
    • Reagiere mit H + (verdünnte Säure), um H 2 freizusetzen (schnell bei Raumtemperatur ).
    • Reagieren Sie in einer exothermen Reaktion mit H 2 .
    • Brennen Sie leicht in der Luft.
    • Sie sind starke Reduktionsmittel.
    • Ihre Verbindungen sind im Allgemeinen ionisch.
    • Bei erhöhten Temperaturen entzünden sich viele Seltene Erden und brennen heftig.
    • Die meisten Seltenerdverbindungen sind stark paramagnetisch.
    • Viele Seltenerdverbindungen fluoreszieren unter ultraviolettem Licht stark.
    • Lanthanoidionen neigen dazu, blasse Farben zu haben, die aus schwachen, engen, verbotenen f x f optischen Übergängen resultieren .
    • Die magnetischen Momente der Lanthanoid- und Eisenionen stehen sich gegenüber.

 

  • Die Lanthaniden reagieren leicht mit den meisten Nichtmetallen und bilden beim Erhitzen mit den meisten Nichtmetallen Binärdateien.
  • Die Koordinationszahlen von Lanthaniden sind hoch (größer als 6; normalerweise 8 oder 9 oder so hoch wie 12).

 

Lanthanid gegen Lanthanoid

Da das Suffix -ide verwendet wird, um negative Ionen in der Chemie anzuzeigen, empfiehlt die IUPAC, Mitglieder dieser Elementgruppe als Lanthanoide zu bezeichnen. Das Suffix -oid entspricht den Namen einer anderen Elementgruppe – den Metalloiden. Es gibt einen Präzedenzfall für eine Namensänderung, da ein noch früherer Name für die Elemente „Lanthanon“ war. Fast alle Wissenschaftler und von Experten begutachteten Artikel bezeichnen die Elementgruppe jedoch immer noch als Lanthaniden.

 

Quellen

  • David A. Atwood, Hrsg. (19. Februar 2013). Die Seltenerdelemente: Grundlagen und Anwendungen (eBook). John Wiley & Sons. ISBN 9781118632635.
  • 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.
  • Holden, Norman E.; Coplen, Tyler (2004). „Das Periodensystem der Elemente“. Chemistry International . IUPAC. 26 (1): 8. doi: 10.1515 / ci.2004.26.1.8
  • Krishnamurthy, Nagaiyar und Gupta, Chiranjib Kumar (2004). Extraktive Metallurgie der Seltenen Erden . CRC Drücken Sie. ISBN 0-415-33340-7
  • McGill, Ian (2005) „Seltenerdelemente“ in Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry . Wiley-VCH, Weinheim. doi: 10.1002 / 14356007.a22_607

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