Lanthanides na actinides: posisi dina sistem periodik

Unggal unsur kimiawi ditémbongkeun dina cangkang Bumi: atmosfir sarta litosfir hidrosfir - bisa ngawula salaku conto caang confirming ajaran atomik jeung molekular fundamental hukum periodik. Tembok ngarumuskeun ku luminaries tina Sajarah Pengetahuan Alam - élmuwan Rusia M. V. Lomonosovym sarta D. I. Mendeleevym. Lanthanides na Actinides - dua kulawarga, nu ngandung 14 unsur kimia, kitu ogé logam sorangan - lanthanum na actinium. Sipat maranéhanana - duanana fisik jeung kimia - bisa kajawab ku urang di usaha ieu. Sajaba ti éta, urang nangtukeun posisi dina sistem periodik tina hidrogén, lanthanides, actinides gumantung kana struktur éléktron na orbital atom.

Sajarah kapanggihna

Dina ahir abad ka-18 Yu gadolinium anu diala ku sanyawa munggaran ti grup logam bumi jarang - oksida of yttrium. Nepi ka abad ka-20 mimiti, hatur nuhun panalungtikan ku G. Moseley dina kimia janten sadar ayana grup logam. Tembok ayana dina tabel periodik antara lanthanum na hafnium. unsur kimia sejen - actinium, lanthanum kawas, ngabentuk kulawarga 14 radioaktif unsur kimia, actinides ieu. kapanggihna maranéhanana di sains kajadian saprak 1879 nepi ka abad pertengahan 20. Lanthanides na actinides geus loba kamiripan dina pasipatan fisik jeung kimia. Ieu bisa dipedar susunan éléktron dina atom tina logam ieu, nu aya di tingkat énergi, nyaéta lanthanide teh tingkat kaopat f-sub-lapisan, jeung actinides - tingkat kalima f-sub-lapisan. Salajengna, urang nganggap cangkang éléktron atom tina logam luhur-disebutkeun dina leuwih jéntré.

Struktur elemen transisi jero dina lampu tina téori atom-molekul

kapanggihna cemerlang sahiji struktur kimia M. V. Lomonosova éta jadi dadasar pikeun ulikan satuluyna tina cangkang éléktron atom. Modél Rutherford struktur partikel dasar tina unsur kimia, hasil panalungtikan Max Planck, F. Hund diwenangkeun kimiawan pikeun manggihan katerangan anu bener tina hukum aya dina variasi periodik pasipatan fisik jeung kimia, nu dicirikeun ku lanthanides na actinides. Anjeun teu bisa malire peran penting tina hukum periodik D. I. Mendeleeva dina ulikan ngeunaan struktur atom unsur transisi. Hayu urang nalungtik masalah ieu di leuwih jéntré.

Teundeun elemen transisi jero dina sistem periodik D. I. Mendeleeva

Dina grup katilu tina kagenep - periode panjang - pikeun logam kulawarga nyaeta lanthanum, cerium tur disusun pikeun lutetium inklusif. Di lanthanum atom 4f-sub-lapisan kosong tur lengkep kaeusi dina éléktron lutetium 14. Di elemen disposed therebetween, aya keusikan bertahap tina f-orbital. Dina kulawarga tina actinides - ti thorium mun lawrencium - Prinsip sarua watekna akumulasi partikel boga muatan négatip kalawan hijina bédana anu lumangsung dina ngeusian éléktron 5f-sub-lapisan. Struktur tingkat énergi éksternal sarta jumlah partikel négatip thereon (sarua jeung dua) dina sadaya logam luhur sarua. Kanyataan ieu ngajawab patarosan ngeunaan naha di lanthanides na actinides, disebut elemen transisi batin, kudu loba kamiripan.

Sababaraha sumber pustaka kimia duanana kulawarga digabungkeun kana sisi kadua subgroup kana. Éta ngandung dua logam tina tiap kulawarga. Dina bentuk pondok tina sistem périodik tina unsur kimiawi wawakil DI Mendeleev kulawarga ieu téh papisah tabel didinya jeung disusun barisan misah. Kituna, posisi actinides na lanthanides dina sistem periodik pakait jeung rencana umum ngeunaan struktur atom jeung éléktron dina periodicity ngeusian tingkat batin jeung ayana oksidasi sarua disababkeun aggregating logam transisi internal dina grup umum. Dina ieu unsur kimia boga ciri jeung sipat sarimbag lanthanum atanapi actinium. Éta naha éta lanthanides na actinides dihapus tina daptar unsur kimia.

Salaku konfigurasi éléktronik tina f-sub-lapisan pangaruh sipat logam

Salaku geus ceuk Kami sateuacan, posisi lanthanides na actinides dina sistem periodik langsung nangtukeun ciri fisik jeung kimia maranéhanana. Contona, ion cerium, gadolinium, sarta elemen séjén tina kulawarga lanthanide gaduh moments magnét tinggi alatan fitur struktural f-sub-lapisan. Kasebut nyaéta dimungkinkeun pikeun make logam saperti dopants pikeun ngahasilkeun semikonduktor mibanda sipat magnét. Sulfida kulawarga elemen actinium (e.g., sulfida protactinium, thorium) dina molekul maranéhanana boga dicampur tipe beungkeutan kimiawi: ionik-kovalén atawa kovalén-logam. fitur struktural ieu ngarah ka mecenghulna pasipatan fisik jeung kimia anyar jeung ngawula ka salaku jawaban kana sual naha éta lanthanides na actinides mibanda pasipatan fluoresensi. Contona, sampel pérak actinium glows dina glow bluish poék. Ieu alatan peta nu ion logam arus listrik, foton cahaya, nu lumangsung dina pangaruh tina éksitasi tina atom jeung éléktron therein "luncat" ka tingkat énergi anu leuwih luhur lajeng mulang ka orbit cicing maranéhanana. Ieu kanggo alesan ieu yén lanthanides na actinides anu phosphors.

Konsékuansi tina ngurangan radii ionik tina atom

Di lanthanum na actinium, kawas elemen ti kulawarga maranéhanana, panurunan monotonic dina indikator ukuranana radii ion logam. Dina kimia, dina kasus kawas mun nyarita teh lanthanide na actinide komprési. Kimia set pola handap: kalawan ngaronjatkeun muatan tina inti atom, nalika elemen milik salah sarta période sarua jeung panurunan radii maranéhanana. Ieu bisa dipedar saperti kieu: pikeun logam kayaning cerium, praseodymium, neodymium, jumlah tingkat énergi atom sarta salawasna sarua jeung genep. biaya Sanajan inti mungguh incremented ku salah tur mangrupakeun +58, +59, +60. Ieu ngandung harti yén ngaronjatkeun kakuatan atraksi tina cangkang jero éléktron arah inti muatanna positip. Salaku konsekuensi a aya hiji réduksi tina radii tina atom. Sanyawa logam ionik jeung ngaronjatna wilangan atom nu radii ionik nu ogé ngurangan. parobahan sarupa anu dititénan dina kulawarga elemen actinium. Éta naha éta lanthanides na actinides disebut kembar. Ngurangan ion radii ngabalukarkeun utamina ka weakening sahiji sipat dasar tina hydroxides of CE (OH) _3, Pr (OH) _3, sarta dasar lutetium geus némbongkeun sipat amfotérik.

hasilna teu kaduga miheulaan ngeusian 4f-sublevel éléktron unpaired di orbital pikeun satengah atom europium. Anjeunna atom radius henteu ngurangan, tapi rada ngaronjat. Dina handap eta dina runtuyan lanthanides gadolinium 5d-sublevel, aya hiji éléktron 4f-sublevel sarupa Eu. Struktur saperti ngabalukarkeun hiji panurunan kasar dina radius atom gadolinium. Hiji fenomena sarupa anu dititénan dina sapasang ytterbium - lutetium. Unsur kahiji tina radius atom tina hiji badag alatan ngalengkepan ngeusian 4f-sub-lapisan, bari lutetium eta abruptly nurun salaku on éléktron katalungtik penampilan 5d-sublevel. Dina actinium sarta elemen radioaktif sejenna di ieu radii kulawarga atom jeung ion ulah ngarobah monotonically, tapi kitu ogé yén ti lanthanides, dina leaps na bounds. Ku kituna, lanthanides na actinides mangrupakeun elemen nu sipat sanyawa maranéhna correlatively gumantung kana radius ionik jeung struktur cangkang éléktron tina atom.

nagara valénsi

Lanthanides na Actinides mangrupakeun elemen anu ciri nu rada sarupa. Dina sababaraha hal, eta masalah nagara oksidasi maranéhanana dina ion valénsi jeung atom. Contona, thorium, protactinium, exhibiting a valency tina tilu, dina sanyawa tina Th (OH) _3, PaCl _3, ThF _3, Pa ₂ (CO _{3) 3.} Sadaya zat ieu teu leyur na boga sipat kimia sami salaku logam tina lanthanum kulawarga: .., cerium, praseodymium, neodymium, jeung saterusna di Lanthanides sanyawa ieu baris ogé jadi trivalent. conto ieu ngabuktikeun correctness of Cindekna kami yén lanthanides na actinides - kembar. Aranjeunna mibanda pasipatan fisik jeung kimia nu sarupa. Ieu bisa dipedar utamina struktur éléktron na orbital dina atom tina duanana kulawarga elemen transisi internal.

sipat logam

Sagala wawakil dua kelompok anu logam anu keur réngsé 4f-, 5f-, kitu ogé d-sublevels. Lanthanum sarta elemen bumi jarang disebut kulawargana. ciri fisik jeung kimia disebut kitu sarupa anu misah dina kaayaan laboratorium, aranjeunna dipisahkeun kalayan kasusah hébat. Némbongkeun mindeng kaayaan oksidasi +3, elemen lanthanum runtuyan boga loba kamiripan kalayan logam alkali bumi (barium, kalsium, Indonesia). Actinides oge logam pisan aktif di tambahan oge radioaktif.

fitur struktural tina lanthanides na actinides jeung pasipatan touch kayaning, contona, finely dibagi pyrophoric. Aya ogé ngurangan di ukuran salaku kisi kristalin logam raray-dipuseurkeun. Nambahkeun yén sakabéh unsur kimia tina duanana kulawarga - logam ku Sheen silvery, alatan nu réaktivitas tinggi tina hawa darkening gancang. Éta téh katutupan ku pilem oksida masing-masing mayungan tina oksidasi salajengna. Kabéh elemen anu sahingga refractory iwal neptunium, sarta plutonium, suhu lebur anu nyata handap 1000 ° C.

réaksi kimiawi ciri

Salaku nyatet saméméhna, lanthanides na actinides aya kimia logam aktif. Ku kituna, lanthanum, cerium jeung anggota sejenna tina kulawarga harese disambungkeun jeung zat basajan - halogens, kitu ogé fosfor, karbon. Lanthanides ogé bisa berinteraksi kalayan duanana karbon monoksida jeung karbon dioksida. Aranjeunna oge mampuh terurai cai. Di sagigireun uyah basajan, kayaning e.g. SeCl ₃ atanapi PrF _3, maranéhna ngabentuk uyah ganda. Dina kimia analitis, ngeusian hiji tempat penting dina réaksi jeung lanthanide logam-glisin jeung asam sitrat. sanyawa kompleks prosés sapertos anu dihasilkeun téh dilarapkeun pikeun pisah tina campuran lanthanides, kayaning ores.

Ku réaksi ku nitrat, klorida jeung asam sulfat, logam ngabentuk uyah nu saluyu. Aranjeunna gampang leyur dina cai sarta gampang bisa ngabentuk hidrat kristainna tangtu. Ieu kudu dicatet yén kaayaan leyuran cai uyah lanthanide nu berwarna, nu dipedar ku ayana di ion bogana. uyah solusi samarium atanapi praseodymium héjo neodymium - beureum-wungu, europium na promethium - pink. Ti ion dina oksidasi kaayaan +3 nu berwarna, éta dipaké dina kimia analitik pikeun beungeut ion logam, lanthanides (disebut réaksi kualitas luhur). Keur kaperluan sarua ogé dipaké metode analisis kimia kayaning kristalisasi fractional na kromatografi bursa ion.

Dina dua sahiji group actinides unsur bisa dibédakeun. Ieu Berkeley, tegalan, mendelevium, nobelium, lawrencium jeung uranium, neptunium, plutonium, omeretsy. Pasipatan kimia nu sarupa jeung nu kahiji salah na lanthanum logam tina kulawargana. Elemen ti grup kadua gaduh ciri kimiawi pisan sarupa (substansi idéntik ka silih). Kabéh actinides gancang berinteraksi sareng non-logam: walirang, nitrogén, karbon. Kalawan legandami oksigén maranéhna ngabentuk sanyawaan kompléks. Salaku bisa ditempo, duanana kulawarga logam sarupa saling di paripolah kimiawi. Éta naha éta lanthanides na actinides logam mindeng disebut kembar.

Sistim periodik situasi hidrogén, éta lanthanides, anu actinides

Perlu tumut kana akun kanyataan yén hidrogén nyaéta sahingga zat réaktif. Ieu manifests sorangan, gumantung kana kaayaan réaksi kimia: salaku agén pangréduksi agén jeung pangoksidasi. Éta pisan sababna naha di sistem periodik, hidrogén aya sakaligus dina subgroups utama dua grup.

Hidrogén munggaran tindakan salaku agén pangréduksi, kitu ogé logam alkali, lokasina di dieu. Hidrogén di tempat grup 7 bareng jeung elemen halogens nunjukkeun resilience na. Dina periode kagenep éta, sakumaha disebutkeun saméméhna, kulawarga tina lanthanides, rendered dina urutan misah pikeun genah tur compactness meja. jaman katujuh ngandung kumpulan elemen radioaktif kalawan ciri sarupa aktin, filamén panengah. Actinides anu lokasina di luar tabel tina unsur kimiawi DI Mendeleev handapeun deukeut kulawarga lanthanum. elemen ieu teh sahenteuna ditalungtik, saprak inti atom maranéhna pisan stabil alatan radioaktivitas nu. Ngelingan yén lanthanides na actinides mangrupakeun elemen transisi internal, sarta ciri physicochemical maranéhna pisan nu sarupa.

métode umum pikeun ngahasilkeun industri logam

Iwal thorium, protactinium jeung uranium, nu dihasilkeun langsung ti ores, actinides lianna bisa disiapkeun ku irradiating sampel aliran logam uranium gancang neutron pindah. Dina neptunium skala industri jeung plutonium ieu sasari tina suluh spent ti réaktor nuklir. Catet yén meunangkeun actinides - nyaeta cukup prosés rumit sarta ongkosna mahal, métode utama nu aya bursa ion na ékstraksi multilengkah. Lanthanides nu disebut elemen bumi jarang, diala ku éléktrolisis chlorides atanapi fluorides. Pikeun ménta lanthanides ultrapure, dipake metoda metallothermal.

Dimana panawaran elemen transisi internal

Spéktrum pamakéan logam nu urang diajar téh rada lega. Pikeun kulawarga actinium - nyaéta, luhureun sakabeh, pakarang nuklir sarta énergi. Actinides penting di ubar, beungeut cacad, analisis aktivasi. Ieu mungkin keur malire pamakéan lanthanides na actinides, sakumaha newak neutron dina sumber réaktor nuklir. Lanthanides ogé dipaké salaku tambahan alloying kana beusi jeung baja, kitu ogé dina produksi phosphors.

Sebaran di alam

Oksida actinides na lanthanides nu ilahar disebut zirconium, thorium, yttrium earths. Sipatna sumber utama pikeun persiapan ti logam pakait. Uranus, salaku wawakil utama actinides aya dina lapisan luar nu litosfir dina bentuk opat rupa ores atawa mineral. Anu mimiti, éta pitchblende, nu uranium dioksida. Éta eusi tinggi logam. Mindeng dibarengan ku radium deposit uranium dioksida (urat). Éta téh kapanggih dina Kanada, Perancis, Zaire. Kompléx thorium jeung uranium ores mindeng ngamuat ores séjén tina logam berharga, kayaning emas atawa pérak.

Inventory bahan baku sapertos euyeub di Rusia, Afrika Kidul, Kanada jeung Australia. Sababaraha batu sédimén ngandung carnotite mineral. Struktur na, sajaba uranium, vanadium sarta asup sejen. Jinis kaopat uranium atah - a bijih fosfat jeung slates zhelezouranovye. cadangan disebut di Maroko, Swédia jeung Amérika Serikat. The ayeuna dianggap ngajangjikeun sakumaha deposit batubara tur lignite ngandung najis uranium. Aranjeunna dihasilkeun di Spanyol, Ceko, kitu ogé dua nagara bagian AS - Kalér jeung Kidul Dakota.