Lanthanide

O Lantanóides (de acordo com a terminologia IUPAC) (anteriormente lantanídeos) série é composta por 15 elementos com números atômicos 57 a 71, a partir de lantânio para lutécio . Todos os lantanídeos são elementos f-bloco, o que corresponde ao enchimento do reservatório de elétrons 4f, com exceção de lutécio, que é um Lantanóides d-bloco. A série Lantanóides (Ln) tem o nome de lantânio.

Terminologia

O nome trivial " terras raras "é por vezes utilizado para descrever todos os lantanídeos juntamente com escândio e ítrio . O termo "terras raras" surge a partir dos minerais de onde foram isolados, que eram incomuns minerais do tipo óxidos. O uso deste nome está obsoleta por IUPAC, como eles não são nem raros em abundância, nem "terras" (um termo obsoleto para fortemente básico insolúvel em água óxidos de metais eletropositivos incapaz de ser fundido no metal usando a tecnologia final do século 18). Estes elementos são, de facto, bastante abundantes na natureza, embora raras, em comparação com as terras "comuns", tais como cal ou magnésia. O cério é o elemento mais abundante 26 na crosta da Terra, neodímio é mais abundante do que o ouro e até mesmo túlio (os comuns lantanídeos menos de ocorrência natural) é mais abundante do que o iodo. Apesar de sua abundância, até mesmo o termo técnico "lantanídeos" reflete um sentimento de indefinição por parte desses elementos, uma vez que vem do grego λανθανειν (lanthanein), "a mentir escondido."

IUPAC actualmente recomenda o nome Lantanóides em vez de lantanídeos, como o "-IDE" sufixo indica geralmente negativos iões enquanto que o sufixo "oid" indica semelhança com um dos membros da família, contendo de elementos. Na literatura mais antiga, o nome "lanthanon" foi frequentemente utilizado. Há arranjos da tabela periódica alternativas que excluem lantânio ou lutécio de aparecer junto com os outros lantanídeos.

Química

Lantanídeos são quimicamente semelhantes entre si. Comparação útil também pode ser feita com os actinóides , onde a concha 5f está parcialmente cheios. Os lantanídeos são normalmente colocada por baixo do corpo principal da tabela periódica na forma de uma nota de rodapé. O versão de largura total da tabela periódica mostra a posição dos lantanídeos mais claramente.

O raios iónicos dos lantanídeos diminuir ao longo do período - a chamada contração Lantanóides. Excepto para o cério (III e IV) e európio (III e II), os lantanídeos ocorrer como catiões trivalentes na natureza. Como consequência, os seus comportamentos geochemical são uma função normal do raio iónico e, por conseguinte, o número atómico. Esta propriedade resulta em variações nas abundâncias de lantanídeos que traçam materiais naturais por meio de processos físicos e químicos. Além disso, dois dos lantanídeos têm isótopos radioativos com meias-vidas longas ⁽¹⁴⁷ Sm e ¹⁷⁶ Lu) que os minerais de data e rochas da Terra, a Lua e os meteoritos. A contração dos lantanídeos é responsável pela grande divisão geoquímica que divide os lantanídeos em luz e minerais pesados de lantanídeos enriquecidos, sendo este último quase inevitavelmente associado e dominado por ítrio. Essa divisão se reflete nos primeiros dois "terras raras" que foram descobertos: óxido de ítrio (1794) e óxido de cério (1803). A divisão é impulsionado pela diminuição do número de coordenação que o raio iónico diminui, e é dramaticamente ilustrado pelos dois minerais anidros de fosfato, a monazite (monoclínica) e xenotima (tetragonal). A divisão geoquímica colocou mais dos lantanídeos leves no crosta terrestre, mas mais dos pesos pesados no manto da Terra. O resultado é que, apesar de grandes jazidas ricas são encontrados que são enriquecidas nas lantanídeos leves, correspondentemente grandes jazidas para os pesados são poucos. Os lantanídeos obedecer à Regra Oddo-Harkins, que afirma que elementos ímpares são menos abundantes do que seus vizinhos pares.

A maioria dos lantanídeos são amplamente utilizados em lasers . Estes elementos desviar UV e radiação electromagnética infravermelho e são normalmente utilizados na produção de lentes de óculos de sol.

Devido às suas configurações eletrônicas específicas, lantanídeos átomos tendem a perder três elétrons, geralmente 5d ¹ e ² 6s, para atingir o seu estado de oxidação mais estável como iões trivalentes.

Os trications lantanídeos, apresentam uma configuração electrónica do núcleo Xe com a adição de n electrões 4f, com n variando de 0 [por La (III)] a 14 [para Lu (III)]. Este 4f ⁿ sub-shell está dentro do íon, protegido pelas 5s ² e ⁶ 5p fechadas sub-shells. Assim, trications lantanídeos são muitas vezes referidos como "gases nobres cobrados triple-positivamente".

A natureza de contratação das orbitais 4f, juntamente com a sua pequena sobreposição com as orbitais atómicas ligando, atribui um caráter predominantemente iônico para ligações atômicas lantanídeos-ligando em complexos. Assim, as interacções electrostáticas entre o principalmente trication lantanídeos e os átomos dos ligandos resultam em arranjos geométricos irregulares e um punhado de elevados números de coordenação. Na verdade, esta carregada positivamente triple- escudo fechado gás inerte característica densidade de elétrons é o fundamento da lantanídeo faísca modelo, utilizada na química computacional de complexos lantanídeos.

Várias propriedades, tais como energias de ionização, propriedades ópticas, momentos magnéticos e geometrias de complexos, etc, servem como prova de que os orbitais 4f são de fato totalmente blindado contra os efeitos do ligando.

Lantanídeos que entram no corpo humano devido à exposição a vários processos industriais pode afectar os processos metabólicos. Iões lantanídeos trivalentes, especialmente La ³⁺ e Gd ^{3 +,} pode interferir com os canais de cálcio em células humanas e animais. Lantanídeos também podem alterar ou até mesmo inibir a ação de várias enzimas. Iões lantanídeos encontrados nos neurónios podem regular transmissão sináptica, bem como bloquear alguns receptores (por exemplo, receptores de glutamato).

Propriedades

Todos os lantanideos se assemelham lantânio . Eles são electropositivos trivalentes metais. Eles são brilhantes e prateado-branco, e manchar facilmente quando exposto ao ar. Muitos fazem de aço. Eles reagem violentamente com a maioria dos não-metais. Eles são relativamente suave, mas sua dureza aumenta com o número atômico. Lantanídeos queimar no ar. Eles têm alto ponto de fusão e pontos de ebulição .

Mnemônica

Para lembrar a seqüência dos elementos lantanídeos, vário frases mnemónicas têm sido utilizados. Este é o mais comum:

Adies le C An't P ut N ickels P roperly em lote S-máquinas. E muito G IRL T Ries D Aily, owever H, E muito t ime Y ou L ook.