ランタノイドは希土類元素としても知られています。それらは、内部遷移要素のファミリーからのものです。それらは周期表の一番下にあります。
最初のランタニド元素は 1787 年に発見されました。最初は鉱物の形で発見され、その後、構成要素のランタニド元素に分離されました。希土類金属として知られていますが、豊富に存在します。
現在、少量または多量の希土類元素を含む 100 を超える鉱物が知られています。
ランタニドは、原子番号 57 (ランタン) から 71 (ルテチウム) を含む 14 の元素で構成されています。
ランタニドの使用
ランタニド複合体は、がんの検出に役立ちます。その発光と磁気特性により、医療分野で診断と治療に使用されています。多くのランタニド化合物も触媒として機能します。それらのいくつかは、核兵器やロケット燃料の製造にも使用されています。ランタニドの一部の酸化物は、その発光性から蛍光灯にも使用されています。
ランタニドの性質
ランタニドは、原子番号 57 から 71 までの 14 個の均質な元素からなる希土類金属のグループです。ランタニドの電子配置は
(n-2)f¹⁻¹⁴,(n-1)d¹⁻¹0,ns²
ほとんどのランタニド元素は銀色です。それらは柔らかく、ナイフでランタニドを切ることさえできます。自然界では簡単に見つけることができますが、分離するのは非常に困難です。このシリーズの最初の要素はランタンで、最後の要素はルテチウムです。ランタニドの化学的性質は、サイズの違いがほとんどないため、互いに類似しています。ランタニドは、周期表の他の元素よりも密度が高いです。
ランタニドの物理的および化学的性質
ランタニドの物理的および化学的性質は、次のように説明できます。
<オール>- 柔らかい金属:ランタニドは柔らかすぎて、ナイフで切ることができます。ランタニドによって形成される化合物は、ほとんどが 3 価ですが、他の 2 価または 3 価の化合物を含むこともあります。
- ランタニドの収縮:ランタニドの収縮により、最外殻と核の間の核電荷が増加します。その結果、原子半径とイオン半径が減少します。周期表で左から右に行くと、原子番号が大きいランタニドのサイズが小さくなります。共有結合の性質も低下し、ランタニドの水酸化物の基本的な強度が低下します。ランタニドの収縮により、原子サイズが減少し、サイズが小さく核電荷が高いため、多くの配位化合物の形成が観察されます。
- 分離が容易ではない:ランタニド元素の化学的性質が非常に似ているため、ランタニド元素を分離するのは容易ではありません。ランタニド元素の分離が困難なため、ランタニドの水酸化物の基本強度が低下し、配位化合物が形成されます。
- より小さい原子半径とイオン半径:ランタニドは、ランタニドの収縮により原子半径とイオン半径が小さくなります。
- 融点と沸点が高い:ランタニドは、周期表の他の元素よりも融点と沸点が高いですが、傾向に規則性はありません。
- 電気陰性度:電気陰性度とは、電子を受け取りやすいことです。ランタニド系列が上がると、電気陰性度が増加します。
- イオン化:イオン化エネルギーは、中性原子の最外殻から電子を除去するために必要なエネルギーです。ランタニドの収縮により、原子核と外側の電子の間の引力が強すぎるため、イオン化エネルギーが高くなります。最外殻から電子を取り除くには、より多くのエネルギーが必要です。
- 有色イオン:ランタニド イオンは有色です。いずれかの元素が光の周波数を吸収すると、吸収した光を補う色を示します。内部遷移要素は、可視領域に存在する光の周波数を吸収し、カラフルなイオンを生成します。
- 酸化状態:ランタニドは、+2、+3、+4 などのさまざまな酸化状態を示します。それらの最も一般的な酸化状態は +3 です。電子を受け取ったり失ったりすることで、それらは優れた酸化剤および還元剤になります。
結論
ランタニドはブロック外の要素です。これらは内部遷移要素とも呼ばれます。それらの価電子殻の電子は、最後から 2 番目の殻の内側にある最後から 2 番目の殻 (n-2)f 軌道に入ります。ランタニドは多くの物理的および化学的特性を示し、さまざまな分野で使用されています。
