Die Lanthaniden- oder Lanthanoid-Reihe ist eine Gruppe von Übergangsmetallen befindet sich im Periodensystem in der ersten Zeile (Periode) unter dem Hauptteil des Tisches. Die Lanthaniden werden allgemein als Seltenerdelemente (REE) bezeichnet, obwohl viele Menschen Scandium und Yttrium auch unter diesem Label zusammenfassen. Daher ist es weniger verwirrend, die Lanthaniden als Teilmenge von zu bezeichnen die Seltenerdmetalle.
Die Lanthaniden
Hier ist eine Liste der 15 Elemente, bei denen es sich um Lanthaniden handelt, die von Ordnungszahl 57 (Lanthan oder Ln) und 71 (Lutetium oder Lu) ausgehen:
- Lanthan: Symbol Ln, Ordnungszahl 57
- Cer: Symbol Ce, Ordnungszahl 58
- Praseodym: Symbol Pr, Ordnungszahl 59
- Neodym: Symbol Nd, Ordnungszahl 60
- Promethium: Symbol Pm, Ordnungszahl 61
- Samarium: Symbol Sm, Ordnungszahl 62
- Europium: Symbol Eu, Ordnungszahl 63
- Gadolinium: Symbol G-tt, Ordnungszahl 64
- Terbium: Symbol Tb, Ordnungszahl 65
- Dysprosium: Symbol Dy, Ordnungszahl 66
- Holmium: Symbol Ho, Ordnungszahl 67
- Erbium: Symbol Er, Ordnungszahl 68
- Thulium: Symbol Tm, Ordnungszahl 69
- Ytterbium: Symbol Yb, Ordnungszahl 70
- Lutetium: Symbol Lu, Ordnungszahl 71
Beachten Sie, dass manchmal Lanthaniden als Elemente betrachtet werden folgenden Lanthan auf dem Periodensystem, was es zu einer Gruppe von 14 Elementen macht. Einige Referenzen schließen auch Lutetium aus der Gruppe aus, da es ein einzelnes Valenzelektron in der 5d-Schale aufweist.
Eigenschaften der Lanthaniden
Da die Lanthaniden alle Übergangsmetalle sind, haben diese Elemente gemeinsame Eigenschaften. In reiner Form sind sie hell, metallisch und silbrig. Die häufigste Oxidationsstufe für die meisten dieser Elemente ist +3, obwohl +2 und +4 auch im Allgemeinen stabil sind. Da sie eine Vielzahl von Oxidationsstufen aufweisen können, neigen sie dazu, hell gefärbte Komplexe zu bilden.
Lanthaniden sind reaktiv und bilden mit anderen Elementen leicht ionische Verbindungen. Beispielsweise reagieren Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym und Europium mit Sauerstoff unter Bildung von Oxidbeschichtungen oder Anlaufen nach kurzer Einwirkung von Luft. Aufgrund ihrer Reaktivität werden reine Lanthaniden in einer inerten Atmosphäre wie Argon gelagert oder unter Mineralöl aufbewahrt.
Im Gegensatz zu den meisten anderen Übergangsmetallen sind die Lanthaniden in der Regel weich, manchmal bis zu dem Punkt, an dem sie mit einem Messer geschnitten werden können. Darüber hinaus kommt keines der Elemente in der Natur frei vor. Wenn Sie sich über das Periodensystem bewegen, nimmt der Radius des 3+ -Ions jedes aufeinanderfolgenden Elements ab. Dieses Phänomen wird als Lanthanoidkontraktion bezeichnet.
Mit Ausnahme von Lutetium sind alle Lanthanidenelemente F-Block-Elemente, was sich auf die Füllung der 4f-Elektronenhülle bezieht. Obwohl Lutetium ein D-Block-Element ist, wird es normalerweise als Lanthanoid angesehen, da es so viele chemische Eigenschaften mit den anderen Elementen in der Gruppe teilt.
Überraschenderweise sind die Elemente, obwohl sie als Seltenerdelemente bezeichnet werden, in der Natur nicht besonders selten. Es ist jedoch schwierig und zeitaufwändig, sie von ihren Erzen zu isolieren, was ihren Wert erhöht.
Schließlich werden Lanthanoide für ihre Verwendung in der Elektronik, insbesondere bei Fernseh- und Monitoranzeigen, geschätzt. Sie werden auch in Feuerzeugen, Lasern und Supraleitern verwendet und um Glas zu färben, Materialien phosphoreszierend zu machen und sogar Kernreaktionen zu steuern.
Ein Hinweis zur Notation
Das chemische Symbol Ln kann verwendet werden, um sich auf ein beliebiges Lanthanid im Allgemeinen zu beziehen, nicht speziell auf das Element Lanthan. Dies kann verwirrend sein, insbesondere in Situationen, in denen Lanthan selbst nicht als Mitglied der Gruppe betrachtet wird!