Unterschied zwischen d- und f-Blockelementen

Hauptunterschied - d gegen f Blockelemente

Ein chemisches Element ist jedes Material, das nicht auf chemischem Wege abgebaut oder verändert werden kann. Es sind 118 chemische Elemente bekannt. Diese chemischen Elemente sind die Bausteine ​​der Materie. Alle chemischen Elemente sind im Periodensystem der Elemente in der Reihenfolge zunehmender Ordnungszahl angeordnet. Es gibt auch vier Elementgruppen in der Periodentabelle: s-Block, p-Block, d-Block und f-Block. Elemente werden basierend auf ihren Elektronenkonfigurationen in diese Gruppen eingeteilt. Beispielsweise haben s-Blockelemente ihre äußersten Elektronen in einem s-Orbital. p-Blockelemente haben ihre äußersten Elektronen in einem p-Orbital. Der Hauptunterschied zwischen d-Blockelementen und f-Blockelementen ist der d-Blockelemente sind chemische Elemente mit Elektronen, die in ihre d-Orbitale gefüllt sind, während f-Blockelemente chemische Elemente sind, deren Elektronen mit ihren f-Orbitalen gefüllt sind.

Wichtige Bereiche

1. Was sind d Blockelemente?
     - Definition, chemische Eigenschaften
2. Was sind f-Blockelemente?
     - Definition, chemische Eigenschaften, Lanthanide und Actinide
3. Was ist der Unterschied zwischen d- und f-Blockelementen
     - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Actinide, Aufbauprinzip, d-Block, Elektronenkonfiguration, f-Block, innere Übergangselemente, Lanthaniden, Orbitale, Periodensystem

Was sind d Blockelemente?

d Blockelemente sind chemische Elemente, deren Elektronen in ihre Orbitale gefüllt sind. Die allererste Voraussetzung dafür, dass ein Element ein d-Blockelement ist, ist das Vorhandensein von d-Orbitalen. Elemente mit mindestens einem Elektron in ihren d-Orbitalen werden als d-Blockelemente kategorisiert. Der d-Block der Periodentabelle befindet sich zwischen dem s-Block und dem p-Block.

Eine wichtige Tatsache bei d-Blockelementen ist, dass sie Orbitale haben, die teilweise oder vollständig mit Elektronen gefüllt sind. Nach dem Aufbauprinzip füllen Elektronen die Orbitale in aufsteigender Reihenfolge der Energien der Orbitale. Mit anderen Worten füllen Elektronen das ns-Orbital vor dem Füllen des (n-1) d-Orbitals. Dies liegt daran, dass die Energie von ns-Orbital niedriger als (n-1) d-Orbital ist. In Elementen der ersten Reihe des Periodensystems füllen Elektronen zuerst das 4s-Orbital, bevor sie das 3d-Orbital füllen.

Abbildung 1: Vier Hauptgruppen des Periodensystems

Es gibt aber auch einige Ausnahmen. Obwohl das Energieniveau niedriger ist, füllen Elektronen manchmal die Orbitale mit der stabilsten Elektronenkonfiguration. Zum Beispiel ns¹nd¹⁰ Konfiguration ist stabiler als ns²nd⁹. Das liegt an der Stabilität der vollständigen Füllung der d-Orbitale. Diese zwei Beispiele sind unten gezeigt.

Chrom (Cr) = [Ar] 3d⁵4s¹

Kupfer (Cu) = [Ar] 3d¹⁰4s¹

Alle d-Blockelemente sind Metalle. Sie zeigen aufgrund ihrer starken metallischen Bindungen sehr hohe Schmelz- und Siedepunkte. Die Abnahme der Atomradien ist im Vergleich zu s- und p-Blockelementen gering. Darüber hinaus sind die Dichten aufgrund der metallischen Natur sehr hoch. Aufgrund der Anwesenheit von d-Elektronen zeigen d-Blockelemente variable Oxidationszustände.

Was sind f-Blockelemente?

f-Block Elemente sind chemische Elemente, deren Elektronen in ihre f-Orbitale gefüllt sind. Der f-Block wird in der Periodentabelle als separate Gruppe am unteren Rand der Periodentabelle angezeigt. Das liegt daran, dass Elektronen die f-Orbitale füllen, die durch andere Orbitale abgeschirmt werden. Daher sind f-Blockelemente bekannt alsinnere Übergangselemente”. Die wahre Position des f-Blocks in der Periodentabelle liegt zwischen dem s-Block und dem d-Block. Diese Elemente werden als seltene Elemente bezeichnet, da die meisten dieser Elemente selten auf der Erde vorkommen.

Es gibt zwei Serien von f-Blockelementen, die als bezeichnet werden,

• Lanthanoid-Reihe (Elemente sind als Lanthanoide bekannt)
• Actinidenreihe (Elemente sind als Actiniden bekannt)

Diese beiden Serien werden entsprechend dem Element, von dem die Serie ausgeht, als solche bezeichnet. Die Lanthanoidserie beginnt unmittelbar nach Lanthanum (La) und die Actinidserie beginnt mit Actinium (Ac). Alle Lanthaniden und Actiniden sind Metalle.

Abbildung 2: Lanthanide und Actinide

Lanthanide-Serie

Die Lanthanoidserie enthält 14 Elemente, die unmittelbar nach Lanthan beginnen. Daher enthält diese Serie zusammen mit Lanthan insgesamt 15 Elemente. Die Ordnungszahl der Reihe liegt zwischen 57 und 71. Sie werden als "erste innere Übergangsreihe" bezeichnet. Lanthanide gehören zur 4f-Serie, da diese Elektronen ihre Elektronen bis zu den 4f-Orbitalen füllen. Aber Lanthan hat eine völlig leere f-Unterschale. daher werden die Elemente von Cer (Ce) bis Lutetium (Lu) als Lanthaniden betrachtet.

 Die 4f-Elektronen dieser Elemente sind vollständig durch andere Orbitale abgeschirmt und nehmen an keiner chemischen Bindung teil. Die Lanthaniden sind silberweiße Metalle und gute Wärmeleiter. Die Elemente mit vollständig oder halb gefüllten f-Orbitalen sind stabiler als andere Elemente der Serie.

Der stabilste Oxidationszustand der Lanthanide ist +3. Einige Elemente zeigen auch +2 und +4 Oxidationszustände, sind jedoch nicht stabil als +3 Oxidationszustand. Lanthanide sind hochreaktiv und können mit Elementen wie Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff usw. Reagieren.

Nahezu alle von Lanthaniden gebildeten Ionen sind farblos. Lanthanide sind elektropositive Elemente. Daher bevorzugen sie die Bildung von Molekülen mit elektronegativen Elementen. Während der gesamten Serie sind jedoch die Änderungen der chemischen und physikalischen Eigenschaften weniger.

Actinide-Serie

Actinide sind chemische Elemente, die in der Actinidenreihe des f-Blocks im Periodensystem der Elemente zu finden sind. Alle Actiniden sind aufgrund ihrer instabilen Natur radioaktive Elemente. Diese Elemente bestehen aus sehr großen Atomen. Actinide haben ihre Valenzelektronen im 5f-Orbital. Die Actinidreihe besteht aus chemischen Elementen mit den Ordnungszahlen 89 bis 103.

Die am häufigsten vorkommenden Actiniden auf der Erde sind Uran und Thorium. Sie sind schwach radioaktiv und setzen während des radioaktiven Zerfalls hohe Energie frei. Die prominente Oxidationsstufe unter den Aktiniden beträgt +3. Außerdem zeigen Actinide Oxidationszustände wie +4, +5 und +6.

Actinide bilden basische Oxide und Hydroxide. Sie haben die Fähigkeit, Komplexe mit Liganden wie Chloriden, Sulfaten usw. zu bilden. Die meisten Actinidenkomplexe sind bunt. Aufgrund der Radioaktivität und des Schwermetallverhaltens werden Actinide jedoch als toxische Verbindungen betrachtet.

Unterschied zwischen d- und f-Blockelementen       

Definition

d Blockelemente: d Blockelemente sind chemische Elemente, deren Elektronen in ihre Orbitale gefüllt sind.

f Blockelemente: f-Blockelemente sind chemische Elemente, deren Elektronen in ihre f-Orbitale gefüllt sind.

Andere Namen

d Blockelemente: d Blockelemente werden als "Übergangselemente" bezeichnet..

f Blockelemente: f Blockelemente werden als "innere Übergangselemente" bezeichnet..

Oxidationszustände

d Blockelemente: d-Blockelemente zeigen abhängig von ihren Elektronenkonfigurationen einen weiten Bereich von Oxidationszuständen.

f Blockelemente: Der stabilste Oxidationszustand für f-Blockelemente ist +3, und es können auch andere Oxidationszustände vorliegen.

Stabilität

d Blockelemente: Fast alle Elemente im d-Block sind stabil.

f Blockelemente: Die meisten f-Blockelemente sind radioaktiv.

Gruppen

d Blockelemente: d Blockelemente können entweder Übergangselemente oder Nichtübergangselemente sein.

f Blockelemente:  f Blockelemente sind in zwei Serien als Lanthaniden und Actiniden.

Elektronenkonfiguration

d Blockelemente: d-Blockelemente haben die äußersten Orbitale teilweise oder vollständig gefüllt.

f Blockelemente: f-Blockelemente werden vereinheitlicht, indem sich ein oder mehrere ihrer äußersten Elektronen im Erdorbital befinden.

Fazit

Das Periodensystem der Elemente zeigt die Anordnung aller bekannten chemischen Elemente nach ihren Ordnungszahlen. Es gibt vier Hauptgruppen chemischer Elemente, die unter den Mitgliedern jeder Gruppe ähnliche chemische und physikalische Eigenschaften aufweisen. Der d-Block und der f-Block sind zwei Gruppen unter diesen vier Gruppen. Der Hauptunterschied zwischen d-Blockelementen und f-Blockelementen besteht darin, dass d-Blockelemente chemische Elemente sind, deren Elektronen in ihre Orbitale gefüllt sind, während f-Blockelemente chemische Elemente sind, deren Elektronen in ihre f-Orbitale gefüllt sind.

Referenz:

1. „Allgemeine Eigenschaften und Reaktionen der Actiniden“. Chemie LibreTexts, Libretexts, 21. August 2017, hier verfügbar.
2. „Lanthanide: Eigenschaften und Reaktionen“. Chemie LibreTexts, Libretexts, 20. August 2017, hier verfügbar.
3. „f-Block-Elemente: Alles, was Sie wissen müssen!“ Toppr Bytes, 30. Juli 2017, hier verfügbar.

Bildhöflichkeit:

1. "Periodensystemstruktur" Von Sch0013r - Datei: PTable structure.png (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. „Periodic table simple ca“ Von László Németh - Eigene Arbeit (CC0) über Commons Wikimedia [Cropped]