Unterschied zwischen Lanthaniden und Actiniden

Elemente werden in Abhängigkeit von ihren chemischen Eigenschaften in Blöcke und Spalten gruppiert. Elemente mit ähnlicher chemischer Zusammensetzung und Eigenschaften befinden sich in proximalen Spalten oder ähnlichen Blöcken. Der f-Block, der sich am untersten Teil des Periodensystems der Elemente befindet, besteht aus Lanthaniden und Actiniden. Gemeinsam ist diesen Elementen die teilweise oder volle Besetzung der Schale. Sie werden die "innere Übergangsreihe" genannt..

Lanthaniden

Johann Galodin entdeckte Lanthanoide im Jahr 1794, als er ein schwarzes Mineral namens Galodonit untersuchte. Lanthanide setzen sich aus Elementen zwischen Barium und Hafnium zusammen und werden im Allgemeinen als "Seltenerdmetalle" bezeichnet. Diese Metalle sind in der Erdkruste silbrig-weiß und reichlich vorhanden, während die leichteren mehr vorhanden sind. Die meisten Lanthanidreserven befinden sich in China und stammen aus ionischen Erzen aus den südlichen Provinzen Chinas. Hauptquellen sind Bastnasit (Ln FCO3), Monazit (Ln, Th) PO4 und Xenotim (Y, Ln) PO4. Nach der Extraktion für Hauptquellen werden Lanthanide durch chemische Trennungen, fraktionierte Kristallisation, Ionenaustauschverfahren und Lösungsmittelextraktion von anderen Verunreinigungen getrennt. Sie werden kommerziell zur Herstellung von Supraleitern, Autoteilen und Magneten verwendet. Sie sind im Allgemeinen nicht toxisch und werden vom menschlichen Körper nicht vollständig absorbiert.

Elektronische Konfiguration

Im Allgemeinen sind Lanthanide mit wenigen Ausnahmen dreiwertig. 4f Elektronen liegen im Inneren der äußeren dreiwertigen Elektronen. Aufgrund der stabilen Struktur nimmt die Verbindung nach der Bildung der Verbindung nicht an chemischen Bindungen teil, wodurch der Trennprozess schwierig wird. Die 4f-Elektronenkonfiguration vermittelt das magnetische und optische Verhalten der Lanthanidelemente. Dies ist der Grund, warum es in Kathodenstrahlröhren verwendet werden kann. Andere Valenzkonfigurationen für Lanthanoide sind vierwertige und zweiwertige Konfigurationen. Vierwertige Lanthanide sind Cer, Praseodym und Terbium. Zweiwertige Lanthanide sind Samarium, Europium und Ytterbium.

Chemische Eigenschaften

Lanthanide unterscheiden sich darin, wie sie durch Oxidation mit Luft reagieren. Schwere Lanthanide wie Gadolinium, Scandium und Yttrium reagieren langsamer als leichtere Lanthanide. Es besteht ein struktureller Unterschied mit dem aus Lanthanoiden gebildeten Oxidprodukt. Schwere Lanthanoide bilden die kubische Modifikation, mittlere Lanthanoide bilden die monokline Phase und leichte Lanthanoide bilden eine hexagonale Oxidstruktur. Aus diesem Grund sollten leichte Lanthanide in einer Inertgasatmosphäre gelagert werden, um eine schnelle Oxidation zu verhindern.

Komplexbildung

Lanthanoidionen haben hohe Ladungen, was angeblich die Bildung von Komplexen begünstigt. Einzelne Ionen haben jedoch eine große Größe im Vergleich zu anderen Übergangsmetallen. Aus diesem Grund bilden sie nicht leicht Komplexe. In Wasserlösungen ist Wasser ein stärkerer Ligand als Amin; Daher werden Komplexe mit Aminen nicht gebildet. Einige stabile Komplexe können mit der CO-, CN- und metallorganischen Gruppe gebildet werden. Die Stabilität jedes Komplexes ist indirekt proportional zu den Ionenradien des Lanthanidions.

Actinides

Actiniden sind radioaktive chemische Elemente, die den f-Block des Periodensystems der Elemente einnehmen. Es gibt 15 Elemente in dieser Gruppe, von Actinium bis Lawrencium (Ordnungsnummer 89-103). Die meisten dieser Elemente sind von Menschen gemacht. Aufgrund seiner Radioaktivität waren Uran und Plutonium beliebte Elemente dieser Gruppe für die explosive Kriegsführung als Atomwaffen. Dies sind giftige Chemikalien, die Strahlen aussenden, die Krebs erzeugen und das Gewebe zerstören. Sobald sie absorbiert sind, wandern sie in das Knochenmark und stören die Funktion des Marks, um Blut zu produzieren. Aufgrund ihrer Radioaktivität sind ihre elektronischen Niveaus im Vergleich zu Lanthanoiden weniger bekannt.

Chemische Eigenschaften

Actinide haben mehrere Oxidationsstufen. Dreiwertige Actinide sind Actinium, Uran bis Einsteinium. Sie sind kristallähnlich und ähneln Lanthaniden. Quadrivalente Actinide sind Thorium, Protactinium, Uran, Neptunium, Plutonium und Berkelium. Diese reagieren im Gegensatz zu Lanthanoiden in wässrigen Lösungen frei. Actinide weisen im Vergleich zu Lanthaniden einen fünfwertigen, sechswertigen und siebenwertigen Oxidationszustand auf. Dies ermöglicht die Bildung höherer Oxidationszustände durch die Entfernung von peripher angeordneten Elektronen in der 5f-Konfiguration.

Komplexbildung

Actinide sind stark radioaktiv und neigen stark zur Bildung komplexer Reaktionen. Aufgrund seiner instabilen Isotope werden einige Actinide auf natürliche Weise durch radioaktiven Zerfall gebildet. Dies sind Actinium, Thorium, Protactinium und Uran. Bei diesen Zerfallsprozessen entstehen toxische Strahlen. Actinide sind zur Kernspaltung fähig, setzen enorme Mengen an Energie und zusätzliche Neutronen frei. Diese Kernreaktion ist das A und O, um komplexe Kernreaktionen zu erzeugen. Actinide sind leicht oxidierbar. Sobald sie der Luft ausgesetzt sind, entzünden sie sich und machen sie zu wirksamen Sprengstoffen.

Zusammenfassung

Lanthanid und Actinides liegen in der Tabelle der periodischen Elemente in unmittelbarer Nähe. Sie sind beide innere Übergangsmetalle, die signifikante Unterschiede aufweisen. Lanthanide füllen die 4f-Orbitale und sind im Allgemeinen für den Menschen nicht toxisch. Actinide hingegen füllen 5f-Orbitale und sind hochtoxisch und verursachen bei versehentlichem Konsum verschiedene Krankheiten. Actinide weisen unterschiedliche Oxidationszustände auf, die von zweiwertigen bis siebenwertigen Oxidationszuständen reichen. Sie oxidieren leicht und entzünden sich und machen sie zu wirksamen Elementen bei der Herstellung von Atombomben. Lanthanide dagegen werden kommerziell für Autoteile, Supraleiter und Magnete verwendet. Actinide sind stark radioaktiv und neigen zu komplexen Reaktionen. Im Gegensatz dazu haben Lanthanide eine stabile elektronische Konfiguration und gehen keine komplexen Reaktionen ein.