Lanthanidi i Actinidi
Elementi su grupirani u blokove i stupce ovisno o njihovim kemijskim svojstvima. Elementi s sličnosti u kemijskom sastavu i svojstvima nalaze se unutar proksimalnih stupaca ili sličnih blokova. F blok, koji se nalazi u najduljem dijelu periodičnog elementa sastoji se od lantanida i aktinida. Uobičajene za ove elemente djelomično su popunjene ili potpuno zauzete f ljuske. Pozvani su kao "prijelazne serije".
lantanida
Godine 1794. Johann Galodin otkrio je lantanide kada je proučavao crni mineral zvan galodon. Lantanidi se sastoje od elemenata između Barija do Hafnija i općenito su označeni kao "zemaljski metali". Ovi metali su srebrno bijeli i obiluju zemljom korom, a lakši su u izobilju. Većina rezervata lantanida može se naći u Kini i dolaze u ionske rude iz južnih pokrajina Kine. Glavni izvori su bastnazit (Ln FCO3), monazit (Ln, Th) PO4 i Xenotime (Y, Ln) PO4. Nakon ekstrakcije za glavne izvore, lantanidi se odvajaju od ostalih nečistoća kroz kemijske separacije, frakcijsku kristalizaciju, metode ionske izmjene i ekstrakciju otapala. Komercijalno, oni se koriste za proizvodnju supravodiča, dijelova automobila i magneta. Oni su općenito netoksični i nisu potpuno apsorbirani od strane ljudskog tijela.
Elektronska konfiguracija
Općenito, lantanidi su trovalentni, uz nekoliko izuzetaka. 4f elektroni leže u unutrašnjosti na vanjske trovalentne elektrone. Zbog svoje stabilne strukture, nakon formiranja spoja, ona ne sudjeluje u bilo kojem kemijskom vezivanju, čineći njegov proces odvajanja izazovan. 4f konfiguracija elektrona daje magnetsko i optičko ponašanje elemenata lantanida. To je razlog zašto se može koristiti u katodnim cijevima. Druge valentne konfiguracije za lantanide su kvadrilne i dvovalentne konfiguracije. Kvantitativni lantanidi su cerij, praseodimij i terbium. Dvovalentni lantanidi su samarium, europium i ytterbium.
Kemijska svojstva
Lantanidi se diferenciraju s načinom na koji reagiraju s zrakom kroz proces oksidacije. Teški lantanidi poput gadolinija, skandija i itrija reagiraju sporije od laganih lantanida. Postoji strukturna razlika s oksidnim proizvodom koji nastaje od lantanida. Teški lantanidi čine kubičnu modifikaciju, srednji lantanidi čine monoklinsku fazu i lagani lantanidi za heksagonalnu strukturu oksida. Zbog toga se lagani lantanidi trebaju pohraniti u atmosferi inertnog plina kako bi se spriječilo brzu oksidaciju.
Kompleksna formacija
Ioni lantanida imaju visoke troškove, koji navodno favoriziraju formiranje kompleksa. Međutim, pojedini ioni imaju veliku veličinu u usporedbi s drugim prijelaznim metalima. Zbog toga, oni ne stvaraju komplekse lako. U vodenim otopinama, voda je jači ligand nego amin; stoga kompleksi s aminom nisu formirani. Neki stabilni kompleksi mogu se formirati s CO, CN i organometalnom skupinom. Stabilnost svakog kompleksa je neizravno proporcionalna ionskim radijusima lantanidnog iona.
aktinida
Actinidi su radioaktivni kemijski elementi koji zauzimaju f blok periodičke tablice elemenata. U toj skupini ima 15 elemenata, od actina do lawrencija (atomski broj 89-103). Većina tih elemenata je umjetna. Zbog svoje radioaktivnosti, popularni elementi ove skupine, urana i plutonija bili su korišteni za eksplozivno ratovanje kao atomsko oružje. To su otrovne kemikalije koje emitiraju zrake koje proizvode uništavanje raka i tkiva. Jednom kada se apsorbiraju, migriraju se u koštanu srž i interferiraju s funkcijom koštane srži za proizvodnju krvi. Zbog njihove radioaktivnosti, njihove elektronske razine su manje razumljive u odnosu na lantanide.
Kemijska svojstva
Actinidi imaju više oksidacijskih stanja. Trivalentni aktinidi su aktinium, uran kroz einsteinium. Oni su kristalno slični i slični su lantanidima. Kvantitativni aktinidi su trijum, protaktinium, uran, neptunij, plutonij i berkelium. Oni slobodno reagiraju u vodenim otopinama, za razliku od lantanida. U usporedbi s lantanidima, aktinidi imaju pentavalentne, heksavalentne i heptavalentne oksidacijske stanja. To omogućuje stvaranje viših oksidacijskih stanja uklanjanjem periferno smještenih elektrona u konfiguraciji 5f.
Kompleksna formacija
Actinidi su jako radioaktivni i imaju snažnu sklonost formiranju složenih reakcija. Zbog nestabilnih izotopa, neki aktinidi nastaju prirodno radioaktivnim raspadom. To su aktinium, trijum, protaktinium i uran. U ovim propadanjem procese, toksične zrake. Actinidi su sposobni za nuklearnu fiziju, oslobađajući velike količine energije i dodatnih neutrona. Ova nuklearna reakcija je vitalna u stvaranju složenih nuklearnih reakcija. Actinidi su lako oksidabilni. Nakon što su izloženi zraku, oni zapaliti čineći ih učinkovitim eksplozivom.
Sažetak
Lanthanide i Actinides nalaze se u neposrednoj blizini tablice periodičkih elemenata. Oni su i unutarnji prijelazni metali, koji imaju značajne razlike. Lanthanidi ispunjavaju orbite 4f i uglavnom su netoksični za ljude. Actinidi, s druge strane, ispunjavaju orbite 5f i vrlo toksični uzrokuju različite bolesti ako se slučajno konzumiraju. Actinidi imaju različite oksidacijske stanja u rasponu od dvovalentnih do heptavalentnih oksidacijskih stanja.Oni se lako oksidiraju i zapalju čineći ih djelotvornim elementima u stvaranju atomske bombe. S druge strane, lančani su komercijalno korišteni za auto dijelove, supravodiče i magnete. Actinidi su visoko radioaktivni i imaju povećanu sklonost prolaženju složenih reakcija. Nasuprot tome, lantanidi imaju stabilnu elektroničku konfiguraciju i lako se ne podvrgavaju složenim reakcijama.
