Unterhalb des Hauptkörpers der Periodensystem sind zwei Reihen von Elementen. Dies sind die Lanthaniden und die Aktiniden. Wenn Sie sich die Ordnungszahlen der Elemente ansehen, werden Sie feststellen, dass sie in die Zwischenräume unter Scandium und Yttrium passen. Der Grund, warum sie dort (normalerweise) nicht aufgeführt sind, liegt darin, dass die Tabelle dadurch zu breit wird, um auf Papier gedruckt zu werden. Jede dieser Elementreihen hat charakteristische Eigenschaften.
Es gibt jedoch Streit darüber, wo genau die Lanthaniden beginnen und enden. Technisch gesehen ist entweder Lanthan oder Lutetium eher ein D-Block-Element als ein F-Block-Element. Die beiden Elemente haben jedoch gemeinsame Merkmale mit anderen Elementen in der Gruppe.
Die Lanthaniden sind durch das chemische Symbol gekennzeichnet Ln bei der Diskussion der allgemeinen Lanthanoidchemie. Die Gruppe von Elementen trägt tatsächlich einen von mehreren Namen: Lanthaniden, Lanthanidenreihen, Seltenerdmetallen, Seltenerdelementen, gewöhnlichen Erdelementen, inneren Übergangsmetallen und Lanthanoiden. Das
IUPAC formal bevorzugt die Verwendung des Begriffs "Lanthanoide", da das Suffix "-ide" in der Chemie eine spezifische Bedeutung hat. Die Gruppe erkennt jedoch an, dass der Begriff "Lanthanid" vor dieser Entscheidung liegt, sodass er allgemein akzeptiert wird.Alle Lanthaniden sind glänzende, silberfarbene Übergangsmetalle. Wie andere Übergangsmetalle bilden sie farbige Lösungen, Lanthanoidlösungen neigen jedoch dazu, eine blasse Farbe zu haben. Die Lanthaniden sind in der Regel weiche Metalle, die mit einem Messer geschnitten werden können. Während die Atome eine von mehreren Oxidationsstufen aufweisen können, ist die + 3-Bedingung am häufigsten. Die Metalle sind im Allgemeinen ziemlich reaktiv und bilden bei Einwirkung von Luft eine Oxidbeschichtung. Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym und Europium sind so reaktiv, dass sie in Mineralöl gespeichert werden. Gadolinium und Lutetium laufen jedoch an der Luft nur langsam an. Die meisten Lanthaniden und ihre Legierungen lösen sich schnell in Säure, entzünden sich an der Luft bei etwa 150 bis 200 ° C und reagieren beim Erhitzen mit Halogenen, Schwefel, Wasserstoff, Kohlenstoff oder Stickstoff.
Elemente der Lanthanoid-Reihe zeigen auch ein Phänomen, das als bezeichnet wird Lanthanoidkontraktion. Bei der Lanthanoidkontraktion dringen die 5s- und 5p-Orbitale in die 4f-Unterschale ein. Da die 4f-Unterschale nicht vollständig vor den Auswirkungen der positiven Kernladung, der Atomladung, geschützt ist Der Radius der Lanthanoidatome nimmt sukzessive ab und bewegt sich über das Periodensystem von links nach richtig. (Hinweis: Dies ist in der Tat der allgemeine Trend für den Atomradius, der sich über das Periodensystem bewegt.)
Lanthanoidmineralien enthalten in der Regel alle Elemente der Serie. Die variieren jedoch je nach Häufigkeit der einzelnen Elemente. Das Mineral Euxenit enthält Lanthaniden in nahezu gleichen Anteilen. Monazit enthält hauptsächlich leichtere Lanthaniden, während Xenotim hauptsächlich schwerere Lanthaniden enthält.