Razlika između lantanida i aktinida

Elementi su grupirani u blokove i stupce ovisno o njihovim kemijskim svojstvima. Elementi slični u kemijskom sastavu i svojstvima postavljaju se unutar proksimalnih stupaca ili sličnih blokova. Blok f koji se nalazi u najvećem dijelu dna periodičke tablice elemenata sastoji se od lantanida i aktinida. Zajednički za ove elemente su djelomično ispunjene ili potpuno zauzete f školjke. Nazivaju ih "unutarnjim prijelaznim nizom".

lantanida

Johann Galodin otkrio je lantanide 1794. godine, kada je proučavao crni mineral nazvan galodonit. Lanthanidi su sastavljeni od elemenata između barija i hafnija i općenito su označeni kao "rijetko metalni metali". Ti su metali srebrnasto bijeli i obiluju unutar zemljine kore, dok su lakši oni obilniji. Većina rezervi lantanida mogu se naći u Kini, a dolaze u jonskim rudama iz kineskih južnih provincija. Glavni izvori su Bastnasite (Ln FCO3), Monazit (Ln, Th) PO4 i Xenotime (Y, Ln) PO4. Nakon ekstrakcije glavnih izvora, lantanidi se odvajaju od ostalih nečistoća kemijskim razdvajanjem, frakcijskom kristalizacijom, metodama izmjene iona i ekstrakcijom otapala. Komercijalno se koriste za proizvodnju superprovodnika, dijelova automobila i magneta. Oni su uglavnom netoksični i ljudsko tijelo ih ne apsorbira u potpunosti.

Elektronska konfiguracija

Općenito, lantanidi su trovalentni, uz nekoliko iznimaka. 4f elektrona nalaze se u unutrašnjosti vanjskih trovalentnih elektrona. Zbog svoje stabilne strukture, nakon što spoj nastane, on ne sudjeluje u kemijskom povezivanju, što njegov postupak odvajanja izaziva. Konfiguracija elektrona 4f daje magnetsko i optičko ponašanje elemenata lantanida. To je razlog zašto se može koristiti u katodnim cijevima. Ostale valencijske konfiguracije za lantanide su četverovalentne i dvovalentne konfiguracije. Četverovalentni lantanidi su cerij, praseodimij i terbij. Dvovalentni lantanidi su samarij, europij i itterbij.

Kemijska svojstva

Lantanidi se razlikuju po načinu reakcije sa zrakom kroz proces oksidacije. Teški lantanidi, poput gadolinija, skandija i itrijuma, reagiraju sporije od lakših lantanida. Postoji strukturna razlika s produktom oksida koji nastaje iz lantanida. Teški lantanidi formiraju kubičnu modifikaciju, srednji lantanidi monokliničku fazu, a lagani lanidani za šesterokutnu strukturu oksida. Zbog toga se lagani lanidadi moraju skladištiti u atmosferi inertnih plinova da se spriječi brza oksidacija.

Složena formacija

Lantanidni ioni imaju velike naboje, što navodno pogoduje stvaranju kompleksa. Međutim, pojedinačni ioni imaju veliku veličinu u usporedbi s drugim prijelaznim metalima. Zbog toga ne formiraju lako komplekse. U vodenim otopinama voda je jači ligand od amina; stoga se ne stvaraju kompleksi s aminima. Neki stabilni kompleksi mogu se formirati s CO, CN i organometalnom skupinom. Stabilnost svakog kompleksa neizravno je proporcionalna ionskim polumjerima lantanidnog iona.

aktinida

Aktinidi su radioaktivni kemijski elementi koji zauzimaju f blok periodne tablice elemenata. U ovoj skupini ima 15 elemenata, od aktinija do zakonrencijuma (atomski broj 89-103). Većina tih elemenata je stvorena od čovjeka. Zbog svoje radioaktivnosti, popularni elementi ove skupine, uran i plutonij korišteni su za eksplozivno ratovanje kao atomsko oružje. To su toksične kemikalije koje emitiraju zrake koje proizvode rak i uništavanje tkiva. Kad se apsorbiraju, oni prelaze u koštanu srž i ometaju rad mozga da stvaraju krv. Zbog radioaktivnosti, njihova se elektronička razina manje razumijeva u usporedbi s lantanidima.

Kemijska svojstva

Aktinidi imaju višestruka oksidacijska stanja. Trivalentni aktinidi su aktinij, uran kroz einsteinium. Kristalni su i slični su lantanidima. Četverovalentni aktinidi su torij, protaktinij, uran, neptunijum, plutonijum i berkelij. Oni slobodno reagiraju u vodenim otopinama, za razliku od lantanida. U usporedbi s lantanidima, aktinidi imaju pentavalentno, heksavalentno i heptavalentno oksidacijsko stanje. To omogućava stvaranje viših oksidacijskih stanja uklanjanjem periferno smještenih elektrona u konfiguraciji 5f.

Složena formacija

Aktinidi su visoko radioaktivni i imaju snažnu sklonost stvaranju složenih reakcija. Zbog svojih nestabilnih izotopa, neki aktinidi nastaju prirodnim radioaktivnim raspadom. To su aktinij, torijum, protaktinij i uran. U tim procesima propadanja otrovne su zrake. Aktinidi su sposobni nuklearne fisije, oslobađajući ogromne količine energije i dodatnih neutrona. Ta je nuklearna reakcija vitalna za stvaranje složenih nuklearnih reakcija. Aktinidi se lako oksidiraju. Jednom kada su izloženi zraku, oni se pale i čine ih učinkovitim eksplozivom.

Sažetak

Lanthanid i aktinidi nalaze se u neposrednoj blizini tablice periodičnih elemenata. Oba su metala s unutarnjim prijelazom, koji imaju značajne razlike. Lanthanidi ispunjavaju 4f orbitule i uglavnom su netoksični za ljude. Aktinidi, s druge strane, ispunjavaju 5f orbitale i vrlo su toksični, uzrokujući razne bolesti ako se slučajno pojedu. Aktinidi imaju razna stanja oksidacije u rasponu od dvovalentnih do heptavalentnih oksidacijskih stanja. Oni se lako oksidiraju i zapaljuju, čineći ih učinkovitim elementima u stvaranju atomske bombe. S druge strane, lantanidi se komercijalno koriste za dijelove automobila, superprovodnike i magnete. Aktinidi su visoko radioaktivni i imaju povećanu sklonost prolazu složenih reakcija. Suprotno tome, lantanidi imaju stabilnu elektroničku konfiguraciju i lako ne prolaze složene reakcije.