Лантаноиды и актиноиды: как их отличить?
Лантаноиды
К лантаноидам относятся 15 элементов периодической таблицы Менделеева. Это металлы, начиная с Лантана (отсюда и название) с атомными номерами с 57 по 71:
- Лантан-La (57);
- Церий-Ce (58);
- Празеодим-Pr (59);
- Неодим-Nd (60);
- Прометий-Pm (61);
- Самарий-Sm (62);
- Европий-Eu (63);
- Гадолиний-Gd (64);
- Тербий-Tb (65);
- Диспрозий-Dy (66);
- Гольмий-Ho (67);
- Эрбий-Er (68);
- Тулий-Tm (69);
- Иттербий-Yb (70);
- Лютеций-Lu (71).
У всех указанных элементов стабильные изотопы, исключение составляет прометий.
Все элементы расположены в блоке f в периодической таблице, у них заполняются 4f-подоболочки (суборбитали), что определяет их физические и химические свойства.
Основные свойства лантаноидов:
- металлы серебристого цвета;
- мягкие;
- тугоплавкие;
- химически высокоактивные;
- легко вступают в реакцию окисления (с кислородом);
- способны образовывать ионные связи с неметаллами;
- во время реакции с водой или кислотами высвобождают водород.
Кроме того некоторые элементы имеют на внешнем электронном уровне неспаренные электроны, что наделяет их магнитными, люминесцентными и спектроскопическими свойствами.
Все лантаноиды редко встречаются на нашей планете, однако нашли широкое применение в науке и промышленности благодаря необычным свойствам и высокой химической активности.
Их используют как катализаторы при производстве нефти и стекла, а также в магнитах, сверхпроводниках и люминофорах. Гадолиний применяется в медицине во время процедуры МРТ (подсвечивает опухоли и рубцы).
Актиноиды
К актиноидам относятся 15 радиоактивных элементов периодической таблицы Менделеева с 89 по 103:
- Актиний-Ac (89);
- Торий-Th (90);
- Протактиний-Pa (91);
- Уран-U (92);
- Нептуний-Np (93);
- Плутоний-Pu (94);
- Америций-Am (95);
- Кюрий-Cm (96);
- Берклий-Bk (97);
- Калифорний-Cf (98);
- Эйнштейний-Es (99);
- Фермий-Fm (100);
- Менделевий-Md (101);
- Нобелий-No (102);
- Лоуренсий-Lr (103).
Все элементы обладают схожими свойствами и образуют две группы: трансурановую (за ураном) и трансплутониевую (за плутонием).
Данные элементы обладают схожими свойствами, так как у них заполняются электронами 5f орбитали (подоболочки).
Общие свойства:
- высокая плотность;
- пластичность;
- серебристый цвет;
- тускнеют при наличии кислорода (на воздухе);
- вступают в реакцию с водой с высвобождением водорода;
- высокая радиоактивность;
- нестабильные изотопы;
- трудно синтезируются;
- легко формируют ионные связи с неметаллами;
- степени окисления от +3 до +7.
Актиноиды нашли широкое применение человеком в разных сферах. Начиная от медицины, заканчивая ядерным оружием. Уран и плутоний используются для получения атомной электроэнергии и при производстве ядерной бомбы. Радиоактивные элементы применяются в медицине для лечения раковых заболеваний.
При этом все элементы очень опасны, так как радиоактивное излучение в больших дозах наносит непоправимый урон организму человека.
Разница между лантаноидами и актиноидами
Основная разница между лантаноидами и актиноидами заключается в следующих особенностях:
- У лантаноидов заполнение электронами суборбиталей заканчивается на 4-м уровне, у актиноидов – на 5-м.
- Актиноиды радиоактивны, лантаноиды – нет.
- Актиноиды образуют большое количество нестабильных изотопов, лантаноиды – стабильные изотопы.
- Максимальная степень окисления лантаноидов составляет +4, у актиноидов – +7.
- Лантаноиды имеют меньшую массу ядра (из-за порядкового номера), актиноиды – большую.
- Актиноиды легко образуют комплексы, лантаноиды – не образуют.
Лантаноиды и актиноиды имеют массу отличий. По сути это разные элементы, которые ничего общего между собой не имеют, кроме того что это металлы. У них разная электронная конфигурация на наружном электронном уровне, что полностью определяет свойства элементов обеих групп.
Часто задаваемые вопросы
Эти металлы редко встречаются на нашей планете, но при этом очень востребованы в науке и промышленности. Отсюда логичное название.
Актиний хоть и имеет отличия от остальных актиноидов, но близок к ним по свойствам (он также радиоактивен), поэтому для удобства его включают в их число.
Обе группы металлов имеют одинаковый серебристый цвет, поэтому отличить сложно. Однако актиноиды источают радиацию, а значит светятся в темноте. Лантаноиды такими свойствами не обладают.
