Лантанидите или лантаноидните серии са група преходни метали разположени на периодичната таблица в първия ред (период) под основната част на таблицата. Лантанидите обикновено се наричат рядкоземни елементи (REE), въпреки че много хора групират скандий и итрий заедно под този етикет. Следователно е по-малко объркващо да наречем лантанидите подмножество редкоземните метали.
Лантанидите
Ето списък на 15-те елемента, които са лантаниди, които се движат от атомно число 57 (лантан или Ln) и 71 (лютеций, или Lu):
- лантан: символ Ln, атомно число 57
- серий: символ Ce, атомен номер 58
- празеодим: символ Pr, атомен номер 59
- неодимов: символ Nd, атомно число 60
- прометий: символ Pm, атомно число 61
- Samarium: символ Sm, атомен номер 62
- европий: символ Eu, атомен номер 63
- Гадолиният: символ Gd, атомно число 64
- тербий: символ Tb, атомен номер 65
- диспрозий: символ Dy, атомен номер 66
- Holmium: символ Хо, атомен номер 67
- Erbium: символ Er, атомен номер 68
- Thulium: символ Tm, атомен номер 69
- итербий: символ Yb, атомно число 70
- Лутетиев: символ Лу, атомен номер 71
Обърнете внимание, че понякога лантанидите се считат за елементи следното лантан на периодичната таблица, което го прави група от 14 елемента. Някои справки изключват и лутеция от групата, тъй като той има един валентен електрон в 5d обвивката.
Свойства на лантанидите
Тъй като лантанидите са всички преходни метали, тези елементи имат общи характеристики. В чист вид те са ярки, метални и сребристи на външен вид. Най-честото състояние на окисление за повечето от тези елементи е +3, въпреки че +2 и +4 също са като цяло стабилни. Тъй като те могат да имат различни окислителни състояния, те са склонни да образуват ярко оцветени комплекси.
Лантанидите са реактивни - лесно образуват йонни съединения с други елементи. Например, лантан, церий, празеодим, неодим и европий реагират с кислород, за да образуват оксидни покрития или оцветяват след кратко излагане на въздух. Поради своята реактивност, чистите лантаниди се съхраняват в инертна атмосфера, като аргон, или се съхраняват под минерално масло.
За разлика от други повечето преходни метали, лантанидите са склонни да бъдат меки, понякога до степен, в която могат да бъдат нарязани с нож. Освен това никой от елементите не се среща свободно в природата. При преминаване през периодичната таблица радиусът на 3+ йона на всеки следващ елемент намалява; това явление се нарича свиване на лантанид.
С изключение на лютеция, всички лантанидни елементи са f-блок елементи, отнасящи се до запълването на 4f електронната обвивка. Въпреки че лутеция е d-блок елемент, обикновено се смята за лантанид, тъй като споделя толкова много химични свойства с останалите елементи в групата.
Изненадващо, въпреки че елементите се наричат рядкоземни елементи, те не са особено оскъдни по природа. Трудно и отнемащо време обаче е да ги изолирате един от друг от техните руди, като добавите към тяхната стойност.
И накрая, лантанидите се оценяват за тяхната употреба в електрониката, особено в телевизионните и мониторните дисплеи. Те се използват и в запалки, лазери и свръхпроводници, както и за оцветяване на стъкло, за изработване на материали фосфоресциращи и дори за контрол на ядрените реакции.
Бележка за нотация
Химическият символ Ln може да се използва за обозначаване на всеки лантанид като цяло, а не конкретно към елемента лантан. Това може да е объркващо, особено в ситуации, когато самият лантан не се счита за член на групата!