Лантаноиды и актиноиды: как их отличить?

Время на чтение:
2 минуты
139
А какой вариант выбираете вы?
Разбираемся в отличиях
1 3

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

Почему лантаноиды называются редкоземельными металлами?

Эти металлы редко встречаются на нашей планете, но при этом очень востребованы в науке и промышленности. Отсюда логичное название.

Почему актиноиды названы в честь актиния, хотя этот элемент не является актиноидом?

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.

Можно ли отличить лантаноиды от актиноидов по внешнему виду?

Обе группы металлов имеют одинаковый серебристый цвет, поэтому отличить сложно. Однако актиноиды источают радиацию, а значит светятся в темноте. Лантаноиды такими свойствами не обладают.

А также про другие отличия: