Lanthanides an actinides: d'Positioun vun der periodesch System

Jiddereng vun den chemeschen Elementer an der Äerd Deckele gewisen: d'Atmosphär an hydrosphere lithosphere - kann als hell Beispill confirméiert fundamental atomarer a molekulare Léier periodesch Gesetz déngen. Russesch Wëssenschaftler M. V. Lomonosovym an D. I. Mendeleevym - si ware vun den luminaries vun Natural Geschicht formuléiert. Lanthanides an Actinides - zwou Famillen, déi 14 chemesch Elementer Kader, wéi och Metaller selwer - Lanthan an Actinium. Hire Besëtz - souwuel physesch a chemesch - gin vun eis an dëser Aarbecht Adress. Zousätzlech, bestëmmen mir d'Positioun vun der periodesch System vu Waasserstoff, lanthanides, actinides hänkt op der Struktur vun Elektronen orbitals vun Atomer.

Geschicht vun der Entdeckung

It vun Yttrium - Am spéiden 18. Joerhonnert Yu Gadolinium sech duerch éischt Facettenaen aus der Grupp vun de rare Äerd Metal kritt. Bis de fréie 20. Joerhonnert, merci fir Fuerschung vum G. Moseley an Chimie gouf bewosst vun der Existenz vun engem Grupp vun Metaller. Si goufen an der periodesch Dësch tëscht Lanthan an Hafnium etabléiert. Aner chemeschen Element - Actinium, Lanthan wëll, Formen enger Famill vu 14 radioaktiv chemesch Elementer, dës actinides. Hirer Entdeckung am Wëssenschaft geschitt ass zënter 1879 bis d'Mëtt-20. Joerhonnert. Lanthanides an actinides hunn vill vun souvill physesch a chemesch Eegeschaften. Dëst kann Unuerdnung vun Elektronepueren an d'Atomer vun dësen Metaller erkläert ginn, déi am Energie Niveau sinn, nämlech lanthanide ass de véierten Niveau vun f-sublayer, a fir actinides - de fënneften Niveau vun f-sublayer. Nächst, mir betruecht méi am Detail den Elektronen Deckele vun Atomer vum uewendriwwer-ernimmt Metaller.

D'Struktur vun den zentrale Transitioun Elementer am Liicht vun der atomarer-molekulare Theorie

Schéi Entdeckung vun der Struktur vun Chemikalien M. V. Lomonosova huet sech d'Basis fir weider Etude vun der Elektronen Deckele vun Atomer. Rutherford Modell vun Elementar- ëm Struktur vun engem chemeschen Element, de Max Planck Fuerschung, F. Hund Nodeems chemists déi richteg Erklärung vun der bestehend Gesetzer vun der periodesch Variant vun kierperlech a chemesch Eegeschaften ze fannen, déi vun der lanthanides an actinides charakteriséiert sinn. Dir kënnt net dem wichteg Roll vun der periodesch Gesetz D. I. Mendeleeva an der Etude vun der Struktur vun den Atomer vun Transitioun Elementer ignoréieren. Loosst eis méi am Detail dëst Thema ënnersicht.

Place zentrale Transitioun Elementer am periodesch System D. I. Mendeleeva

Am drëtte Grupp vun der sechster - eng laang Zäit - fir Famill Metal ass Lanthan, Cer an arrangéiert ze Lutetium inklusiv. Um Lanthan Atom 4f-sublayer eidel a komplett am Lutetium 14. Elektronepueren gefëllt. Um Elementer therebetween entsuergt, et ass e moderate llt vun f-orbitals. An der Famill vun actinides - aus Thorium zu Lawrencium - De selwechten Prinzip ass Heefung vu negativ gelueden Deelchen mat déi eenzeg Differenz observéiert datt am llt Elektronepueren 5f-sublayer existeiert. D'Struktur vun den externen Energie Niveau an der Zuel vun negativ Deelchen geschaf (gläich zu zwee) an all vun den uewe Metaller selwecht. Dës Tatsaach Äntwerten d'Fro firwat d'lanthanides an actinides, den zentrale Transitioun Elementer, hunn vill souvill genannt.

Verschidde Quelle vu chemesche Literatur souwuel Famillje sinn an déi zweet Säit vun der Ënnergrupp kombinéiert. Si enthalen zwee Metal aus all Famill. An der kuerzer Form vun der periodesch System vu chemeschen Elementer DI Mendeleev Vertrieder vun dëse Famillen sinn aus den Dësch selwer isoléiert an arrangéiert separat Zeile. Dofir, entsprécht der Positioun vun actinides an lanthanides am periodesch System fir d'allgemengt Plang vun der Struktur vun den Atomer an Elektronepueren an zentrale Periode llt Niveauen an der Präsenz vun der selwechter oxydéiert ëmmer am allgemengen Grupp intern Transitioun Metaller aggregating. An dës chemesch Elementer hunn Fonctiounen an Eegeschafte gläichwäerteg Lanthan oder Actinium. Dat ass firwat d'lanthanides an actinides aus den Dësch vun chemesch Elementer geläscht.

Den elektronesche Configuratioun vun f-sublayer Afloss d'Eegeschafte vun Metaller

Wéi mer virun gesot hunn, bestëmmt d'Positioun vun lanthanides an actinides am periodesch System direkt hir physesch a chemesch Charakteristiken. Zum Beispill, Cer Protonen, Gadolinium, an aner Elementer vun der lanthanide Famill hunn héich Magnéitfeld Momenter wéinst der strukturell Fonctiounen vun f-sublayer. Et ass méiglech Metaller wéi dopants ze benotzen fir semiconductors mat stellare Eegeschafte produzéiert. Sulfides Famill Elementer Actinium (e.g., sulfide protactinium, Thorium) an hire Molekülle engem gemëscht hunn Typ vu chemesche Numm: ionic-covalent oder covalent-Metallkugele. Dës strukturell Fonktioun huet op d'Entstoe vun neie physesch a chemesch Eegeschaften gefouert an déngen als eng Äntwert op d'Fro firwat de lanthanides an actinides hunn unisse Eegeschafte. Zum Beispill, glows eng Prouf vun Actinium Sëlwer am donkel blo Liichtebengelchen. Dat ass wéinst der Aktioun vun der elektresche Stroum Metal Protonen, photons vu Liicht, déi ënner dem Afloss vun der excitation vun den Atomer an Elektronepueren androen "sprangen" op eng méi héich Energie Niveau existeiert an dann zu hir permanent Ëmlafbunn zréck. Et ass fir dëst Grond dass d'lanthanides an actinides phosphors sinn.

D'Konsequenze vun der ionic Radie vun den Atomer reduzéieren

Um Lanthan an Actinium, wéi Elementer aus hir Familljen, eng monotonic erofgoen zu Gréisst Indicateuren Radie vun Metal Protonen. An Chimie, an esou Fäll vun der lanthanide an actinide externen Kompressor ze schwätzen. Der Chimie folgende Muster Formatioun: mat waarden Vitesse vun der Keimzell vun Atomer, wann d'Elementer gehéieren zu eent an der selwechter Zäit an hir Radie erofgoen. Dëst kann erkläert ginn wéi follegt: fir Metaller wéi Cer, Praseodym, Neodym, d'Zuel vun Energie Niveau vun Atomer an ëmmer gläich bis sechs. Ee Käre Käschten respektiv incremented duerch een a wor +58, +59, +60. Dat heescht, dass d'Kraaft vun Attraktioun vun den zentrale Deckele vun Elektronepueren Richtung der positiv gelueden Keimzell vergréissert. Als Konsequenz do ass eng Reduktioun vun der Radie vun den Atomer. D'ionic Metal awer mat waarden atomarer Zuel vun den ionic Radie sinn och reduzéiert. Ähnlech Ännerungen waren am Elementer Actinium Famill observéiert. Dat ass firwat d'lanthanides an actinides Zwillinge sinn genannt. ioun Radie Reduktioun féiert virun allem zu engem Schwächunng vun der Basis Eegeschafte vun hydroxides vun Ce (leider) _3, Pr (leider) _3, an der Basis vun Lutetium geet schonn amphoteric Eegeschafte.

Exzellent Resultater féiert 4f-sublevel unpaired Elektronepueren an orbitals ze hallef Europium Atom llt. Hien Atom Radius net reduzéiert ass, mä éischter fräi. Am folgenden et an der Serie vun lanthanides Gadolinium 5D-sublevel, ass et ee Elektronen 4f-sublevel ähnlech ze EU. Esou enger Struktur bewierkt en esoueng erofgoen am Radius vun Gadolinium Atomer. En ähnleche Phänomen ass zu engem Pair vu Ytterbium observéiert - Lutetium. Déi éischt Element vum Atom Radius vun enger grousser wéinst komplett 4f-sublayer llt, iwwerdeems Lutetium Verloschter et Longplayer wéi op 5D-sublevel Elektronen observéiert krut. An Actinium an aner radioaktiv Elementer an dëser Famill Radie vun Atomer an Protonen änneren nët monotonically, mä wéi och déi vun der lanthanides, an Catleaps a Grenzen. Also, sinn der lanthanides an actinides Elementer an deem d'Eegeschafte vun hir awer correlatively op der ionic Radius a Struktur vun der Elektronen Deckele vun der Atomer hänkt.

VALENCE Staaten

Lanthanides an Actinides sinn Elementer hir Charakteristiken sinn zimlech ähnlech. Besonnesch, betrëfft et hir oxydéiert Staaten am VALENCE Protonen an Atomer. Zum Beispill, Thorium, protactinium, engem valency vun dräi, an awer vun Th suer- (leider) _3, PaCl _3, ThF _3, pa ₂ (CO _{3) 3.} All dës Substanze sinn insoluble an hunn déi selwecht chemesch Eegeschaften, wéi de Metaller aus Lanthan Famill: .., Cer, Praseodym, Neodym, an sou weider an Lanthanides vun dësen awer och trivalent ginn. Dës Beispiller weisen der Richtegkeet vun eiser Affirmatioun datt d'lanthanides an actinides - style. Si hunn ähnlech physikalesch a chemesch Eegeschaften. Dat kann virun allem d'Struktur vun Elektronen orbitals an Atomer vun béiden Famillen vun intern Transitioun Elementer erkläert ginn.

Metal Eegeschafte

All d'Vertrieder vun den zwou Gruppe sinn Metaller datt 4f- ofgeschloss hunn Wiesen, 5f-, souwéi d-Ënnerstufe. Lanthan an Elementer vun seelen Äerd genannt seng Famill. Hir physesch a chemesch Charakteristiken sinn sou ähnlech, datt getrennt ënnert Labo Konditiounen, sinn se mat groussen Schwieregkeeten getrennt. Weist oft de oxydéiert Staat +3, hunn Lanthan Serie Elementer vill eraus mat alkaline Äerd Metaller (Barium, Kalzium, Strontium). Actinides sinn och extrem aktiv Metaller Zousätzlech och radioaktiv.

Strukturell Fonctiounen vun der lanthanides an actinides an upaken Eegeschafte wéi, zum Beispill, goufe pyrophoric ënnerdeelt. Et gëtt och eng Reduktioun vun der Gréisst vun Metal Gesiicht-Sëtz Kristallen dëse. Foto datt all d'chemesch Elementer vun béiden Famillen - e Metal mat engem sëlwerglänzende Sheen, wéinst dem héije ofbaubar vun der séier schlagferdeg Loft. Si sinn duerch jeeweileg It Film aus weider oxydéiert Protektioun Daach. All Elementer sinn genuch refractaire ausser Neptunium, an Plutonium, ass de Schmelze Temperatur däitlech drënner 1000 ° C.

Charakteristesche chemesche Reaktioune

Wéi virdrun feststellen, sinn der lanthanides an actinides chemesch aktiv Metaller. halogens, souwéi bréchege phosphorhaltege, Kuelestoff - also, Lanthan, Cer an aner Memberen vun der Famill kann einfach mat einfach Substanzen verbonne ginn. Lanthanides kann och mat zwou Kuelemonoxid an Kuelendioxid zesummekomm. Si sinn och kapabel Waasser ze decompose. Nieft einfach Salzer, wéi e.g. SeCl ₃ oder PrF _3, Form se duebel Salzer. An analytesch Chimie, gelant eng wichteg Plaz d'Reaktioun mat der lanthanide Metal-glycine an Zitrounesaier Saieren. Déi doraus resultéierend komplex awer esou Prozesser si fir d'Trennung vun enger Mëschung aus lanthanides, wéi ores applizéiert.

Vun Reaktioun mat engem Nitratveruerdnung, Mord an sulfate Saieren, Form Metaller der entspriechend Salzer. Si nëtzlecht soluble am Waasser ass einfach kapabel Kristallen hydrates vun grënnen. Et soll feststellen, dass der meng Léisungen vun lanthanide Salzer sinn faarweg, déi vun der Presenz an hir jeeweileg Protonen erkläert ass. Salz Léisungen Samarium oder Praseodym gréng Neodym - rout-violett, Europium a Promethium - rosa. Zanter de Protonen zu oxydéiert Staat +3 faarweg sinn, et am analytesch Chimie fir d'Detectioun vum Metal Protonen, lanthanides benotzt gëtt (sougenannten Reaktioun héich-Qualitéit). Fir déi selwecht Zweck och Methoden vu chemesche Analyse wéi fractional crystallization an Ion realiséiert chromatography benotzt.

An zwee vum actinides Grupp vun Elementer kann ënnerscheeden ginn. Dëst ass Berkeley, Bauerenhaff, Mendelevium, Nobelium, Lawrencium an Uran, Neptunium, Plutonium, omeretsy. Chemeschen Eegeschafte sinn ähnlech zu der éischter een a Lanthan Metaller vu senger Famill. Elementer vun der zweeter Grupp hu ganz ähnlech chemesch Charakteristiken (méi sëlwecht all aner). All actinides sech séier mat Net-Metaller: Schwiefel verbrannt, Stéckstoff, Kuelestoff. Mat Sauerstoff legandami Form si komplex awer. Wéi, gesi kann an chemesch gelooss souwuel Famillen vun Metaller ähnlechen zu all aner. Dat ass firwat d'lanthanides an actinides Metaller oft Brudder genannt.

Situatioun Waasserstoff periodesch System, de lanthanides, de actinides

Et ass néideg Rechnung ze huelen d'Tatsaach, datt Waasserstoff reaktiv genuch Substanz ass. Et zeechent sech, jee no der chemescher Reaktioun Konditiounen: als Reduktioun Agent an oxidizing Agent. Dat ass firwat am periodesch System, Waasserstoff gläichzäiteg am groussen subgroups vun zwou Gruppen ass.

Déi éischt Waasserstoff Akten als Reduktioun Agent, souwéi Buvette Metaller, hei läit. Waasserstoff am Plaz vun der 7. Grupp zesumme mat Elementer halogens bedeit seng Widderstandsfäegkeet. Am sechsten Period ass, wéi virdrun erwähnt, der Famill vun lanthanides, an engem getrennten hannertenee fir Kamoudheet an Kompaktheet vum Dësch ubgebuede. Siwenten Period enthält eng Grupp vu radioaktiv Elementer mat Charakteristiken ähnlech ze actin. Actinides sinn ausserhalb den Dësch vun chemesch Elementer DI Mendeleev ënner bei Lanthan Famill etabléiert. Dës Elementer vun der mannst studéiert, well Keimzell vun hiren Atomer sinn ganz onbestänneg wéinst der Radioaktivitéit. Drunn, datt de lanthanides an actinides sinn intern Transitioun Elementer, an hir physicochemical Charakteristiken sinn ganz ähnlech.

Allgemeng Methode fir Metal Industrie produzéiert

Ausser Thorium, protactinium an Uran, déi direkt aus ores produzéiert gëtt, kann aner actinides vun irradiating Echantillon vun Uran Metal leeft schnell bewegt neutrons virbereet ginn. An industriell Skala Neptunium an Plutonium ass aus ass Brennstoff aus nuklear reactors ofgebaut. Bedenkt datt actinides Maîtrise - ass zimlech komplex a kascht Prozess, den Haaptgrond Methoden déi Ion Austausch an multistage Reduktioun ginn. Lanthanides, wat rare Äerd Elementer genannt ginn, déi vun electrolysis vun chlorides oder fluorides kritt. Fir ultrapure lanthanides kréien, benotzt metallothermal Method.

Wou intern Transitioun Elementer ze gëllen

De Spektrum vun Gebrauch vun Metaller déi mir studéieren ass ganz breet. Fir eng Famill vun Actinium - ass, virun allem, Atomwaffen an Energie. Actinides si wichteg an Medezin, Réckproduktioun erkennen, Aktivéierungscode Analyse. Et ass onméiglech de Gebrauch vun lanthanides an actinides, wéi Neutronestär Fondplaz an nuklear reactors Quellen ze ignoréieren. Lanthanides och als alloying Ergänzunge vun Eisen a Stol, wéi och an der Produktioun vun phosphors benotzt.

Verdeelung vun Natur

Oxides vun actinides an lanthanides sinn oft Kadaster, Thorium, Yttrium earths genannt. Si sinn eng grouss Quell fir d'Virbereedung vun der entspriechend Metaller. Uranus, well den Haaptgrond Vertrieder vun der actinides am baussenzegen Layer vun der lithosphere an der Form vu véier Zorte vu ores oder Mineralstoffer ass. Éischt vun all, ass et pitchblende, déi Uran Nahrung ass. Et ass den héije Inhalt vun Metal. Oft duerch Radium Uran Nahrung Dépôten begleet (Vene). Si sinn am Kanada, Frankräich, Zaire fonnt. Investéiert Thorium an Uran ores enthalen dacks aner ores vun wäertvoll Metaller, wéi Gold oder Sëlwer.

Stamminventar vun esou Matière première räich an Russland, Südafrika, Kanada an Australien. Puer Deckelsmouk Fielsen enthalen der Quelle carnotite. Seng Struktur, an nieft Uran, Vanadium an Prënzenhochzäit aneren. Déi véiert Zort Matière Uran - e phosphate Äerz a zhelezouranovye Kaarte. Hir Reserve sinn am Marokko, Schweden an den USA. D'als Moment versprécht den Dépôten vun Kuel a lignite mat Uran Gëftstoffer. Si sinn a Spuenien, der Tschechesch Republik, wéi och zwee US Staaten produzéiert - Norden a South Dakota.