Różnica między lantanowcami a aktynowcami

Elementy są pogrupowane w bloki i kolumny w zależności od ich właściwości chemicznych. Elementy o podobieństwie w składzie chemicznym i właściwościach są umieszczane w bliższych kolumnach lub podobnych blokach. Blok f, znajdujący się w dolnej części układu okresowego pierwiastków, składa się z lantanowców i aktynowców. Wspólne dla tych elementów są częściowo wypełnione lub całkowicie zajęte powłoki. Nazywa się je „wewnętrznymi seriami przejściowymi”.

Lantanowce

Johann Galodin odkrył lantanowce w 1794 r., Kiedy studiował czarny minerał zwany galodonitem. Lantanowce składają się z pierwiastków pomiędzy barem a hafnem i są ogólnie określane jako „metale ziem rzadkich”. Metale te są srebrzystobiałe i obfite w skorupie ziemskiej, a lżejsze są bardziej obfite. Większość rezerw lantanowca znajduje się w Chinach i pochodzi z rud jonowych z południowych prowincji Chin. Głównymi źródłami są Bastnasite (Ln FCO3), Monazite (Ln, Th) PO4 i Xenotime (Y, Ln) PO4. Po ekstrakcji z głównych źródeł, lantanowce są oddzielane od innych zanieczyszczeń przez rozdziały chemiczne, krystalizację frakcyjną, metody wymiany jonowej i ekstrakcję rozpuszczalnikiem. W handlu są one wykorzystywane do produkcji nadprzewodników, części samochodowych i magnesów. Są na ogół nietoksyczne i nie są w pełni wchłaniane przez organizm ludzki.

Elektroniczna Konfiguracja

Ogólnie lantanowce są trójwartościowe, z kilkoma wyjątkami. 4f elektrony leżą wewnątrz zewnętrznych trójwartościowych elektronów. Ze względu na swoją stabilną strukturę, po utworzeniu związek nie bierze udziału w wiązaniu chemicznym, co utrudnia jego proces rozdziału. Konfiguracja elektronów 4f nadaje właściwości magnetyczne i optyczne pierwiastków lantanowców. To jest powód, dla którego można go wykorzystać w lampach katodowych. Inne konfiguracje walencyjne dla lantanowców to konfiguracje czterowartościowe i dwuwartościowe. Czterowartościowe lantanowce to cer, prazeodym i terb. Dwuwartościowe lantanowce to samarium, europ i iterb.

Właściwości chemiczne

Lantanowce różnią się sposobem reakcji z powietrzem w procesie utleniania. Ciężkie lantanowce, takie jak gadolin, skand i itr reagują wolniej niż lantanowce lżejsze. Istnieje różnica strukturalna w stosunku do produktu tlenkowego utworzonego z lantanowców. Ciężkie lantanowce tworzą modyfikację sześcienną, lantanowce środkowe tworzą fazę monokliniczną, a lantanowce lekkie dla heksagonalnej struktury tlenkowej. Z tego powodu lekkie lantanowce powinny być przechowywane w atmosferze gazu obojętnego, aby zapobiec szybkiemu utlenianiu.

Formacja złożona

Jony lantanowca mają wysokie ładunki, co rzekomo sprzyja tworzeniu kompleksów. Jednak poszczególne jony mają duży rozmiar w porównaniu z innymi metalami przejściowymi. Z tego powodu nie tworzą one łatwo kompleksów. W roztworach wodnych woda jest silniejszym ligandem niż amina; stąd kompleksy z aminami nie powstają. Niektóre stabilne kompleksy można tworzyć z CO, CN i grupą metaloorganiczną. Stabilność każdego kompleksu jest pośrednio proporcjonalna do promieni jonowych jonu lantanowca.

Aktynowce

Aktynowce są radioaktywnymi pierwiastkami chemicznymi, które zajmują blok f układu okresowego pierwiastków. W tej grupie jest 15 pierwiastków, od aktynu do lawrenu wapnia (liczba atomowa 89-103). Większość tych elementów jest stworzona przez człowieka. Ze względu na radioaktywność popularne elementy tej grupy, uran i pluton, zostały użyte do wybuchowej wojny jako broń atomowa. Są to toksyczne substancje chemiczne, które emitują promienie, które powodują raka i niszczenie tkanek. Po wchłonięciu migrują do szpiku kostnego i zakłócają funkcję szpiku kostnego w wytwarzaniu krwi. Ze względu na radioaktywność ich poziomy elektroniczne są mniej zrozumiałe w porównaniu do lantanowców.

Właściwości chemiczne

Aktynowce mają wiele stanów utlenienia. Trójwartościowymi aktynowcami są aktyn, uran poprzez einstein. Są krystaliczne i podobne do lantanowców. Czterowartościowe aktynowce to tor, protaktyn, uran, neptun, pluton i berkel. W przeciwieństwie do lantanowców reagują one swobodnie w roztworach wodnych. W porównaniu do lantanowców aktynowce mają pięciowartościowe, sześciowartościowe i siedmiowartościowe stany utleniania. Pozwala to na tworzenie wyższych stanów utlenienia poprzez usunięcie elektronów znajdujących się na obwodzie w konfiguracji 5f.

Formacja złożona

Aktynowce są wysoce radioaktywne i mają silną skłonność do tworzenia złożonych reakcji. Z powodu niestabilnych izotopów niektóre aktynowce powstają naturalnie w wyniku rozpadu promieniotwórczego. Są to aktyn, tor, protaktynia i uran. W tych rozkładających się procesach toksyczne promienie. Aktynowce są zdolne do rozszczepienia jądrowego, uwalniając ogromne ilości energii i dodatkowych neutronów. Ta reakcja jądrowa ma zasadnicze znaczenie w tworzeniu złożonych reakcji jądrowych. Aktynowce łatwo ulegają utlenieniu. Po wystawieniu na działanie ognia zapalają się, czyniąc je skutecznymi materiałami wybuchowymi.

streszczenie

Lantanowiec i aktynowce leżą w bliskiej odległości w tabeli pierwiastków okresowych. Oba są wewnętrznymi metalami przejściowymi, które mają znaczące różnice. Lantanowce wypełniają orbitale 4f i są na ogół nietoksyczne dla ludzi. Natomiast aktynowce wypełniają orbitale 5f i są wysoce toksyczne, powodując różne choroby, jeśli zostaną przypadkowo spożyte. Aktynowce mają różne stany utleniania, od dwuwartościowych do siedmiowartościowych stanów utlenienia. Łatwo się utleniają i zapalają, co czyni je skutecznymi pierwiastkami w tworzeniu bomb atomowych. Z drugiej strony lantanowce stosuje się w handlu na części samochodowe, nadprzewodniki i magnesy. Aktynowce są wysoce radioaktywne i mają zwiększoną skłonność do ulegania złożonym reakcjom. W przeciwieństwie do tego, lantanowce mają stabilną konfigurację elektroniczną i nie ulegają łatwo złożonym reakcjom.