Lantanowce - Polski Serwis Naukowy

Lantanowce – grupa pierwiastków chemicznych wydzielona z 6. okresu układu okresowego.

Rozpoczyna się ona od lantanu. (liczba atomowa 57) i kończy na lutecie (liczba atomowa 71). Łącznie liczy ona 15 pierwiastków: lantan, cer, prazeodym, neodym, promet, samar, europ, gadolin, terb, dysproz, holm, erb, tul, iterb i lutet.

Lantanowce dzieli się na podgrupę ceru (Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd – tzw. lantanowce lekkie) oraz podgrupę terbu (Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu – tzw. lantanowce ciężkie).

W literaturze można spotkać różne sposoby klasyfikacji pierwiastków chemicznych o liczbach atomowych od 57 (lantan) do 71 (lutet) oraz od 89 (aktyn) do 103 (lorens). Oto najczęściej spotykane podziały:

Prazeodym (Pr, łac. praseodymium) – pierwiastek chemiczny z grupy lantanowców w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od greckich słów πρασιoς (prasios) i διδυμoς (didymos) dających razem określenie "zielony bliźniak".

Wszystkie lantanowce mają jednakową budowę zewnętrznej powłoki elektronowej, a rozbudowują podpowłokę 4f, są więc razem z aktynowcami częścią bloku f układu okresowego. Powoduje to, że mają one bardzo zbliżone właściwości fizyczne i chemiczne. Są to metale, które mogą osiągać maksymalny stopień utlenienia +IV, choć najczęściej występują na +III stopniu utlenienia. Możliwość występowania lantanowców na +II i +IV stopniu utlenienia tłumaczy się różnicami stanu energetycznego elektronów na poziomie 4f w zależności od ich liczby. Elektrony najtrwalej są związane wówczas, gdy poziom 4f zapełniony jest do połowy (7 elektronów) lub całkowicie, dlatego najtrwalszą konfigurację poziomu 4f mają gadolin i lutet. Stopień utlenienia +IV przejawiają Ce, Pr, Tb, Dy, a stopień utlenienia +II – Nd, Pm, Sm, Eu, Tm, Yb, tj. pierwiastki, których liczba elektronów na poziomie 4f jest bliska 0, 7 i 14.

Liczba atomowa ( Z ) (liczba porządkowa) określa, ile protonów znajduje się w jądrze danego atomu. Jest także równa liczbie elektronów niezjonizowanego atomu. Pojawia się ona w symbolicznym zapisie jądra izotopu:

Dysproz (Dy, łac. dysprosium) – pierwiastek chemiczny, lantanowiec. Nazwa pochodzi od greckiego słowa dysprositos oznaczającego "trudny do otrzymania". Pierwiastek został odkryty w 1886 roku przez Paula Émile Lecoq de Boisbaudran.

Wpływ elektronów przybywających do podpowłoki 4f, jest słabszy niż elektronów przybywających do podpowłoki (n-1)d w pierwiastkach zewnątrzprzejściowych. Przeważającym czynnikiem jest przyciąganie elektronów walencyjnych przez jądro. Ładunek jądra zwiększa się w kierunku od ceru do lutetu, co powoduje zmniejszanie promieni atomowych i jonowych lantanowców ze wzrostem liczby atomowej, czyli tzw. kontrakcję lantanowców.

Neodym (Nd, łac. neodymium) – pierwiastek chemiczny, lantanowiec. Nazwa pochodzi od greckich słów neos i didymos dających razem określenie "nowy bliźniak".

Lantan (La, łac. lanthanum) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od greckiego słowa lanthanein – ukrywać się.

W przyrodzie występują w formie mieszanych minerałów, z których trudno jest wyodrębnić czyste pierwiastki. Główny minerał, w którym występuje lantan i kilka lantanowców to monacyt.

Lantanowce razem ze skandowcami (itr i skand) określane są zwyczajowo mianem metali ziem rzadkich, gdyż dawniej uważano, że występują one stosunkowo rzadko. Obecnie wiadomo jednak, że ich zawartość w skorupie ziemskiej nie jest mniejsza od zawartości niektórych metali użytkowych, oraz że ich minerały są znacznie bardziej rozpowszechnione niż sądzono dawniej.

Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej (ang. International Union of Pure and Applied Chemistry, w skrócie IUPAC [aj-ju-pak]) – międzynarodowa organizacja zajmująca się przede wszystkim standaryzacją symboliki, nazewnictwa i wzorców wielkości fizycznych stosowanych przez chemików na całym świecie. Oprócz tego IUPAC zajmuje się koordynacją badań naukowych oraz organizacją międzynarodowych kongresów i konferencji o tematyce chemicznej.

Lutet (Lu, łac. lutetium) – pierwiastek chemiczny z grupy lantanowców w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od łacińskiej nazwy Paryża. Dawna nazwa to kasjop (Cp).

W geochemii stosuje się skrót REE (Rare Earth Element) dla pierwiastków ziem rzadkich (lantanowców plus itr i skand). Wchodzą one zazwyczaj wszystkie razem w skład minerałów bardzo trwałych i odpornych na wietrzenie.

Lista lantanowców, oraz ich podstawowe właściwości

Lantanowce wg IUPAC

Uwagi

Pomiędzy początkowymi [Xe] i końcowymi 6s powłokami elektronowymi.

Przypisy

Wg IUPAC lantan zalicza się do lantanowców, w podręcznikach spotyka się jednak często przypisanie lantanu do skandowców, a nie lantanowców, np. J.D. Lee: Zwięzła chemia nieorganiczna. Wyd. 1. Warszawa: PWN, 1997, s. 308-309, 395. ISBN 83-01-12352-4. lub Adam Bielański: Podstawy chemii nieorganicznej. Wyd. 5. Warszawa: PWN, 2002, s. 991. ISBN 83-01-13654-5.
Nomenclature of Inorganic Chemistry: Second Edition – Definitive Rules 1970. „Pure Appl. Chem.”. 28 (1), s. 1–110, 1971. doi:10.1351/pac197128010001.
Nomenclature of Inorganic Chemistry. IUPAC Recommendations 2005 („Red Book”). The Royal Society of Chemistry, 2005, s. 51.
Walter Koechner: Solid-state laser engineering. New York: Springer, 2006, s. 47. ISBN 978-0-387-29094-2. [dostęp 2012-03-04].
Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw: Chemistry of the Elements (2nd ed.). Wyd. 1997. Oxford: Butterworth-Heinemann, s. 1233. ISBN 0080379419.

Zobacz też

Klasyfikacja lantanowców i aktynowców

aktynowce

skandowce

Układ okresowy pierwiastków - zestawienie wszystkich pierwiastków chemicznych w postaci rozbudowanej tabeli, uporządkowanych według ich rosnącej liczby atomowej, grupujące pierwiastki według ich cyklicznie powtarzających się podobieństw właściwości, zgodnie z prawem okresowości Dmitrija Mendelejewa.

Adam Bielański (właść. Adam Jan Firlej-Bielańśki) herbu Lewart (ur. 14 grudnia 1912 roku w Krakowie) – polski chemik, profesor Uniwersytetu Jagiellońskiego, członek Polskiej Akademii Nauk, przewodniczący honorowy Komitetu Chemii PAN.