Lanthanides ug actinides: ang posisyon sa matag sistema

Ang matag usa sa kemikal nga mga elemento nga gipakita diha sa mga kinhason nga Yuta: ang atmospera ug hydrosphere lithosphere - mahimo sa pag-alagad ingon nga usa ka mahayag nga panig-ingnan nga nagpamatuod sukaranan atomic ug molekula mga pagtulon-an matag balaod. Sila formulated sa mga banwag sa Natural History - Russian nga mga siyentipiko M. V. Lomonosovym ug D. I. Mendeleevym. Lanthanides ug Actinides - duha ka pamilya, nga naglangkob sa 14 nga mga elemento sa kemikal, ingon man usab sa mga metal sa ilang kaugalingon - lanthanum ug actinium. Sa ilang mga kabtangan - sa pisikal ug kemikal - nga gitumong sa kanato sa niini nga buhat. Dugang pa, kita sa pagtino sa posisyon sa mga periodic nga sistema sa hydrogen, lanthanides, actinides agad sa gambalay sa electron orbitals sa atomo.

Kasaysayan sa pagdiskobre

Sa ulahing bahin sa ika-18 nga siglo Yu gadolinium ang nakuha pinaagi sa unang compound gikan sa grupo sa mga talagsaong yuta metal - oxide sa yttrium. Hangtud sa unang bahin sa ika-20 nga siglo, mga pasalamat ngadto sa research ni G. Moseley sa chemistry nahimong nahibalo sa sa paglungtad sa usa ka grupo sa mga metal. Sila nahimutang sa periodic lamesa tali sa lanthanum ug hafnium. Laing kemikal nga elemento - actinium, lanthanum sama sa, nga mga porma sa usa ka pamilya sa 14 radioactive kemikal nga mga elemento, kini nga mga actinides. Ang ilang nadiskobrehan sa siyensiya nahitabo sukad sa 1879 hangtod sa tunga-tunga sa ika-20 nga siglo. Lanthanides ug actinides adunay usa ka daghan sa kaamgiran sa pisikal ug kemikal nga kabtangan. Kini mahimong mipasabut kahikayan sa mga electron sa mga atomo sa niini nga mga metal, nga anaa sa lebel sa enerhiya, nga mao lanthanide mao ang ikaupat nga ang-ang sa f-sublayer, ug alang sa actinides - sa ikalima nga ang-ang sa f-sublayer. Sunod, atong tagdon ang electron kabhang sa atomo sa mga metal sa ibabaw-nga gihisgotan sa dugang nga detalye.

Ang istruktura sa sulod nga mga elemento transisyon sa kahayag sa atomic-molecular teoriya

Hayag pagkadiskobre sa istruktura sa mga kemikal M. V. Lomonosova mao ang sukaranan alang sa dugang pagtuon sa mga shells electron sa atomo. Rutherford modelo sa elementarya tipik istruktura sa usa ka kemikal nga elemento, ang Max Planck research, F. Hund gitugotan chemists sa pagpangita sa husto nga katin-awan sa mga kasamtangan nga mga balaod sa matag kalainan sa pisikal ug kemikal nga kabtangan, nga gihulagway pinaagi sa mga lanthanides ug actinides. Ikaw dili magtagad sa importante nga papel sa matag balaod sa D. I. Mendeleeva sa pagtuon sa istruktura sa atomo sa mga elemento transisyon. Atong susihon niini nga isyu sa dugang nga detalye.

Ibutang sulod nga mga elemento transisyon sa matag sistema D. I. Mendeleeva

Sa ikatulong grupo sa ikaunom - sa usa ka taas nga panahon - sa pamilya metal mao ang lanthanum, cerium ug gihan-ay sa lutetium inclusive. Sa lanthanum atomo 4f-sublayer walay sulod ug sa bug-os nga puno sa lutetium ika-14 nga electron. Sa mga elemento nga nahuyog therebetween, adunay usa ka anam-anam nga pagpuno sa f-orbitals. Sa pamilya sa actinides - gikan sa thorium sa lawrencium - Ang sama nga baruganan nga obserbahan panagtigum, panagtingub sa negatibo nagsugo partikulo sa kalainan lamang nga mahitabo sa pagpuno electron 5f-sublayer. Ang istruktura sa gawas nga lebel sa enerhiya ug ang gidaghanon sa mga negatibo nga mga partikulo sa ibabaw niini (sama sa duha ka) sa tanan nga mga sa ibabaw metal sama nga. Kini nagtubag sa pangutana kon nganong ang mga lanthanides ug actinides, nga gitawag sa sulod nga mga elemento transition, adunay daghan nga mga kaamgiran.

Ang ubang mga tinubdan sa kemikal nga mga literatura sa duha pamilya hiniusa nga ngadto sa ikaduha ka luyo sa grupong sakop. sila naglangkob sa duha ka metal gikan sa matag pamilya. Sa mubo nga porma sa matag sistema sa kemikal nga elemento DI Mendeleev mga representante sa niini nga mga pamilya nahimulag gikan sa lamesa sa iyang kaugalingon, ug gihan-ay lain nga laray nga gihulma. Busa, ang posisyon sa mga actinides ug lanthanides sa matag sistema katumbas sa kinatibuk-ang plano sa istruktura sa atomo ug mga electron sa sulod nga periodicity sa pagpuno ang-ang ug sa atubangan sa sa mao gihapon nga oxidation hinungdan aggregating internal nga metal transisyon sa kinatibuk-ang grupo. Sa kini nga mga kemikal nga elemento adunay bahin ug kabtangan katumbas lanthanum o actinium. Mao nga ang mga lanthanides ug actinides gikuha gikan sa lamesa sa kemikal nga mga elemento.

Ingon nga ang electronic kontorno sa f-sublayer impluwensya sa mga kabtangan sa mga metal

Sama sa among giingon kaniadto, ang posisyon sa mga lanthanides ug actinides sa matag sistema direkta motino sa ilang pisikal ug kemikal nga mga kinaiya. Pananglitan, cerium ion, gadolinium, ug uban pang mga elemento sa lanthanide pamilya adunay taas nga magnetic mga gutlo tungod sa structural bahin sa f-sublayer. Kini mao ang posible nga sa paggamit sa mga metal sama sa dopants alang sa og conductor sa magnetic kabtangan. Sulfides sa pamilya nga mga elemento actinium (pananglitan, sulfide protactinium, thorium) diha sa ilang mga molekula adunay usa ka nagkasagol nga matang sa kemikal nga piyansa: ionic-covalent o covalent-metallic. Kini nga structural nga bahin nga miresulta sa sa pagtunga sa mga bag-o nga pisikal ug kemikal nga kabtangan ug sa pag-alagad ingon nga usa ka tubag sa mga pangutana sa ngano nga ang lanthanides ug actinides adunay fluorescent kabtangan. Pananglitan, ang usa ka sample sa actinium salapi nagsanag sa mangitngit nga bluish kahayag. Kini mao ang tungod sa aksyon sa koryente ion metal, photon sa kahayag, nga mahitabo ubos sa impluwensya sa eksaytasyon sa mga atomo ug mga electron niini "jump" ngadto sa usa ka mas taas nga enerhiya ug unya mobalik sa ilang mga naghunong orbit. Kini alang sa niini nga rason nga ang mga lanthanides ug actinides mga phosphors.

Consequences pagpakunhod sa ionic radii sa mga atomo

Sa lanthanum ug actinium, sama sa mga elemento gikan sa ilang mga pamilya, sa usa ka monotonic pagkunhod sa gidak-on indicators radii sa mga ion metal. Sa chemistry, sa maong mga kahimtang sa pagsulti sa mga lanthanide ug actinide kompresiyon. chemistry ang gibutang mosunod nga sumbanan: uban sa pagdugang sa katungdanan sa pagbantay sa mga sentro sa mga atomo, sa diha nga ang mga elemento iya sa usa ug sa mao usab nga panahon ug sa ilang radii pagkunhod. Kini mahimong gipatin-aw sa mosunod: alang sa mga metal sama sa cerium, praseodymium, neodymium, ang gidaghanon sa mga ang-ang kusog sa mga atomo ug sa kanunay nga sama sa unom ka. Apan nuclei kaso matag incremented sa usa ug naglangkob sa +58, +59, +60. Kini nagpasabot nga nagdugang sa pwersa sa atraksyon sa mga sulod nga kabhang sa mga electron ngadto sa positibo nga nagsugo nucleus. Ingon sa usa ka sangputanan adunay mao ang usa ka pagkunhod sa radii sa atomo. Ang ionic metal nga compounds uban sa pagdugang sa atomic nga gidaghanon sa mga ionic radii usab pagkunhod. Managsama nga mga kausaban obserbahan sa mga sakop sa pamilya sa actinium. Mao nga ang mga lanthanides ug actinides gitawag kaluha. Pagkunhod sa radyos sa ion modala sa panguna sa usa ka weakening sa mga nag-unang mga kabtangan hydroxide Ce (OH) _3, Pr (OH) _3, ug ang tungtunganan sa lutetium na mopakita amphoteric kabtangan.

Wala damha nga mga resulta nangulo sa pagpuno 4f-sublevel unpaired electron sa orbitals sa katunga sa atomo europium. Siya atomo radius dili pagkunhod sa, apan hinoon nga midaghan. Sa pagsunod niini diha sa serye sa mga lanthanides gadolinium 5d-sublevel, adunay usa ka electron 4f-sublevel susama sa Eu. Ang maong gambalay hinungdan sa usa ka kalit nga pagkunhod sa radyos sa gadolinium atomo. Ang usa ka susama nga panghitabo ang-obserbahan sa usa ka parisan sa ytterbium - lutetium. Ang unang elemento sa atomo radyos sa usa ka dako nga tungod sa pagkompleto sa pagpuno 4f-sublayer, samtang lutetium kini kalit pagminus, mga pagmobu ingon sa 5d-sublevel electron obserbahan panagway. Sa actinium ug uban pang mga radioactive mga elemento sa niini nga pamilya radii sa mga atomo ug mga ion dili mag-usab sa monotonically, apan ingon man sa mga lanthanides, sa paspas ug mga utlanan. Busa, ang mga lanthanides ug actinides mga elemento diin ang mga kabtangan sa ilang mga compounds correlatively agad sa ionic radyos ug gambalay sa mga shells electron sa mga atomo.

Valence nag-ingon

Lanthanides ug Actinides mga elemento kansang mga kinaiya mao ang mga na nga susama. Sa partikular, kini mahitungod sa ilang mga oxidation estado sa mga ion sa Valence ug mga atomo. Pananglitan, thorium ug protactinium, magpasundayag sa usa ka Valence sa tulo ka, sa compounds sa Th (OH) _3, PaCl _3, ThF _3, sa Pa ₂ (CO _{3) 3.} Ang tanan niini nga mga butang mao ang insoluble ug sa mao usab nga kemikal kabtangan ingon nga ang mga metal sa lanthanum pamilya: .., cerium, praseodymium, neodymium, ug uban sa Lanthanides niini nga mga compounds usab nga trivalent. Kini nga mga panig-ingnan mapamatud-an sa kahusto sa atong pangangkon nga ang mga lanthanides ug actinides - kaluha. Sila adunay susama nga pisikal ug kemikal nga kabtangan. Kini mahimong mipasabut sa panguna sa istruktura sa electron orbitals sa mga atomo sa duha ka mga pamilya sa internal nga mga elemento transisyon.

kabtangan metal

Ang tanan nga mga representante sa duha ka mga grupo mao ang mga metal nga nga nahuman 4f-, 5f-, ingon man usab sa d-sublevels. Lanthanum ug mga elemento sa talagsaong yuta nga gitawag sa iyang pamilya. Ang ilang pisikal ug kemikal nga mga kinaiya mao ang sa ingon nga susama nga gilain sa ilalum sa mga kahimtang sa laboratoryo, sila nagbulag uban sa dako nga kalisud. Nga nagpakita sa kasagaran sa mga oxidation estado +3, lanthanum serye elemento adunay daghan nga mga kaamgiran sa alkaline yuta metal (barium, calcium, strontium). Actinides usab hilabihan aktibo metal sa dugang usab radioactive.

Structural bahin sa lanthanides ug actinides ug paghikap kabtangan sama sa, alang sa panig-ingnan, maayong pagkabuhat nga nabahin pyrophoric. Adunay usab usa ka pagkunhod sa gidak-on sa metal nawong nakasentro kristal lattices. Idugang nga ang tanan nga kemikal nga elemento sa duha ka mga pamilya - sa usa ka metal nga uban sa usa ka silvery kolor, tungod sa taas nga reactivity sa paspas nga nagkangitngit nga hangin. Sila nga sakop sa tagsa-tagsa oxide film pagpanalipod gikan sa dugang pa nga oxidation. Ang tanan nga mga elemento mao ang igo nga nagmasukihon gawas neptunium, ug plutonium, ang nagkahilis temperatura mao ang kamahinungdanon sa ubos 1000 ° C.

Kinaiya kemikal nga mga reaksiyon

Sama sa nahisgotan na, ang mga lanthanides ug actinides mga kemikal aktibo metal. Mao kini ang, lanthanum, cerium ug sa ubang mga sakop sa pamilya mahimo nga dali ra ang konektado uban sa yano nga mga butang - halogens, ingon man usab sa phosphorus, carbon. Lanthanides mahimo usab makig-uban sa duha carbon monoxide ug carbon dioxide. Sila usab makahimo sa madugta tubig. Gawas pa yano nga salts, sama sa e.g. SeCl ₃ o PrF _3, sila double asin. Sa matukion chemistry, okupar sa usa ka importante nga dapit sa reaksiyon sa mga lanthanide metal-glycine ug citric acid. Nag-umol ingon nga sa usa ka resulta sa maong proseso, komplikado nga compounds gigamit alang sa panagbulag sa usa ka sinagol nga lanthanides, sama sa mga oro.

Pinaagi sa reaksyon sa usa ka nitrate, chloride ug sulfate mga asido, metal maporma ang katugbang nga asin. Sila mao ang dali nga matunaw sa tubig ug dali nga makahimo sa pagtukod kristal nga Makaparepresko. Kini kinahanglan nga nakita nga ang tubigon nga solusyon sa lanthanide salts mga kolor, nga gipatin-aw sa presensya sa ilang tagsa-tagsa ka mga ion. asin solusyon samarium o praseodymium lunhaw nga neodymium - pula nga-purpura, europium ug promethium - pink. Sanglit ang mga ion sa oxidation estado +3 mga kolor, kini gigamit sa matukion chemistry alang sa detection sa metal ions, lanthanides (gitawag nga hatag-as nga-kalidad nga reaksyon). Kay ang mga sama nga katuyoan gigamit usab pamaagi sa kemikal nga pagtuki sama sa fractional crystallization ug Ion exchange chromatography.

Sa duha ka sa actinides grupo sa mga elemento mahimong mailhan. Kini mao ang Berkeley, sa uma, mendelevium, nobelium, lawrencium ug uranium, neptunium, plutonium, omeretsy. Kemikal nga kabtangan mao ang susama sa unang usa ug lanthanum metal gikan sa iyang pamilya. Sa mga elemento sa ikaduhang grupo adunay susama kaayo kemikal nga mga kinaiya (sa kinadak susama sa usag usa). Ang tanan nga mga actinides sa madali makig uban sa mga dili-metal: asupre, nitroheno, carbon. Uban sa oksiheno legandami maporma sila komplikado compounds. Sama sa makita, mga pamilya sa mga metal nga susama sa matag usa sa kemikal nga kinaiya. Mao nga ang mga lanthanides ug actinides metal sagad gitawag kaluha.

Kahimtang idroheno periodic nga sistema, ang mga lanthanides, ang mga actinides

Kini mao ang gikinahanglan sa pagkuha sa ngadto sa asoy sa kamatuoran nga ang idroheno mao ang igo sumbalik bahandi. Kini manifests sa iyang kaugalingon, depende sa kahimtang sa kemikal nga reaksyon: ingon sa usa ka pagkunhod agent ug oxidizing ahente. Kana nganong sa matag sistema, idroheno mao ang dungan nga sa mayor nga grupo sa duha ka mga grupo.

Ang unang idroheno molihok ingon nga usa ka pagkunhod ahente, ingon man usab sa alkali metal, nga nahimutang dinhi. Hydrogen sa dapit sa ika-7 nga grupo uban sa mga elemento halogens nagpakita sa iyang kalig-on. Sa ikaunom nga panahon nga kini mao ang, ingon sa kaniadto nga gihisgotan, ang panimalay sa lanthanides, nga gihubad sa usa ka linain nga laray alang sa kasayon ug compactness sa lamesa. Ikapito nga panahon naglakip sa usa ka grupo sa mga radioactive nga elemento sa kinaiya nga sama sa actin. Actinides nahimutang sa gawas sa lamesa sa kemikal nga mga elemento DI Mendeleev ubos sa duol lanthanum sa pamilya. Kini nga mga mga elemento sa mga labing gagmay gitun-an, sukad sa sentro sa ilang mga atomo kaayo mabalhinon tungod sa radioactive materials. Hinumdomi nga ang mga lanthanides ug actinides mga internal nga mga elemento transisyon, ug ang ilang mga physicochemical kinaiya susama kaayo.

Kinatibuk-ang mga pamaagi alang sa og metal industriya

Gawas thorium, protactinium ug uranium, nga gipatungha pinaagi sa direkta nga gikan sa oro, sa ubang mga actinides mahimong giandam sa irradiating sample sa uranium metal agay pagpuasa pagbalhin neutron. Sa sa industriya scale neptunium ug plutonium ang makuha gikan migahin fuel gikan sa nukleyar nga reactor. Timan-i nga angkon actinides - mao minatarong, sa maayohon komplikado ug gastoso nga proseso, ang mga nag-unang mga pamaagi nga ang mga ion exchange ug multistage pagkuha. Lanthanides, nga gitawag talagsaon yuta elemento, nga nakuha sa electrolysis sa chlorides o fluoride. Aron makabaton lunlon nga lanthanides, gigamit metallothermal pamaagi.

Diin sa paggamit sa internal nga mga elemento transisyon

Ang kolor sa paggamit sa metal nga kita magtuon mao ang na halapad. Kay sa usa ka pamilya sa mga actinium - mao, labaw sa tanan, mga armas nukleyar ug enerhiya. Actinides importante sa medisina, depekto detection, pagpaaktibo pagtuki. Kini mao ang imposible sa dili sa paggamit sa lanthanides ug actinides, ingon sa neutron pagbihag sa nukleyar nga reactor tinubdan. Lanthanides gigamit usab nga alloying pagdugang sa puthaw ug sa asero, ingon man usab sa sa produksyon sa phosphors.

Distribution diha sa kinaiyahan

Oxides sa actinides ug lanthanides sagad gitawag zirconium, thorium, yttrium yuta. Sila mao ang usa ka mayor nga tinubdan alang sa pag-andam sa mga katugbang nga metal. Uranus, ingon nga ang mga nag-unang representante sa mga actinides anaa sa gawas nga layer sa mga lithosphere sa porma sa upat ka matang sa oro o mga minerales. Una sa tanan, kini mao ang pitchblende, nga mao ang uranium dioxide. Kini mao ang hataas nga sulod sa metal. Kasagaran inubanan sa Radium uranium dioxide deposito (ugat). Sila makita diha sa Canada, Pransiya, Zaire. Complexes thorium ug uranium oro sa kasagaran naglakip sa ubang mga mineral sa bililhong mga metal, sama sa bulawan o plata.

Inventory sa maong mga hilaw nga materyales dato sa Russia, South Africa, Canada ug Australia. Ang ubang mga linugdang bato naglangkob sa mga mineral carnotite. gambalay niini, dugang pa sa uranium, vanadium ug mosulod sa usa. Ang ikaupat nga matang sa hilaw nga uranium - sa usa ka phosphate oro ug zhelezouranovye nga baraha. Ang ilang mga reserves anaa sa Morocco, Sweden ug sa Estados Unidos. Ang karon gikonsiderar nga nagsaad nga ingon sa mga deposito sa coal ug lignite nga adunay sulod nga uranium impurities. Sila gihimo sa Espanya, sa Czech Republic, ingon man usab sa duha ka US nag-ingon - North ug South Dakota.