Właściwości ziem rzadkich

Lantanowce i aktynowce

Science Picture Co / Getty Images

Kiedy patrzysz na Układ okresowy , poniżej głównej części wykresu znajduje się dwuwierszowy blok elementów. Te pierwiastki, plus lantan (pierwiastek 57) i aktyn (pierwiastek 89), znane są zbiorczo jako pierwiastki ziem rzadkich lub metale ziem rzadkich. Właściwie nie są one szczególnie rzadkie, ale przed 1945 r. do oczyszczenia metali z tlenków potrzebne były długie i żmudne procesy. Procesy wymiany jonowej i ekstrakcji rozpuszczalnikowej są obecnie stosowane do szybkiego wytwarzania wysoce czystych, tanich metali ziem rzadkich, ale stara nazwa jest nadal używana. Metale ziem rzadkich znajdują się w grupie 3 układ okresowy pierwiastków , a szósty (5 d konfiguracja elektroniczna) i 7 (5 f okresy konfiguracji elektronicznej). Istnieją pewne argumenty przemawiające za rozpoczęciem trzeciej i czwartej serii przejściowej od lutetu i lawrenu zamiast lantanu i aktynu.

Istnieją dwa bloki ziem rzadkich, seria lantanowców i seria aktynowców. Lantan i aktyn znajdują się w grupie IIIB tabeli. Kiedy patrzysz na układ okresowy pierwiastków zauważcie, że liczby atomowe przeskakują z lantanu (57) na hafn (72) iz aktynu (89) na rutherford (104). Jeśli przejdziesz na dół tabeli, możesz śledzić liczby atomowe od lantanu do ceru i od aktynu do toru, a następnie z powrotem do głównej części tabeli. Niektórzy chemicy wykluczają lantan i aktyn z pierwiastków ziem rzadkich, biorąc pod uwagę lantanowce jako początek następny lantan i aktynowce na początek następny aktyn. W pewnym sensie pierwiastki ziem rzadkich są wyjątkowe metale przejściowe , posiadający wiele właściwości tych pierwiastków.

Wspólne właściwości ziem rzadkich

Te wspólne właściwości dotyczą zarówno lantanowców, jak i aktynowców.

• Ziem rzadkich to metale srebrne, srebrzystobiałe lub szare.
• Metale mają wysoki połysk, ale łatwo matowieją na powietrzu.
• Metale mają wysoką przewodność elektryczną.
• Ziemie rzadkie mają wiele wspólnych właściwości. To sprawia, że ​​trudno je oddzielić, a nawet odróżnić od siebie.
• Są bardzo niewielkie różnice w rozpuszczalności i tworzeniu kompleksów między pierwiastkami ziem rzadkich.
• Metale ziem rzadkich naturalnie występują razem w minerałach (np. monacyt jest mieszanym fosforanem ziem rzadkich).
• Metale ziem rzadkich znajdują się z niemetalami, zwykle w stopniu utlenienia 3+. Istnieje niewielka tendencja do różnicowania wartościowość . (Europ ma również wartościowość 2+, a cer również wartościowość 4+.)