Η βασική διαφορά μεταξύ ακτινιδών και λανθανιδών είναι ότι οι ακτινίδες γεμίζουν ηλεκτρόνια σε 5f υπο-τροχιακά, ενώ οι λανθανίδες γεμίζουν ηλεκτρόνια έως και 4f υποτροχιακά.
Οι λανθανίδες και οι ακτινίδες εμφανίζονται σε δύο ξεχωριστές σειρές στον περιοδικό πίνακα. Επομένως, και τα δύο ανήκουν στο μπλοκ f. Είναι επειδή έχουν τα εξωτερικά ηλεκτρόνια τους στα f τροχιακά. Επομένως, μπορούμε να τα ονομάσουμε ως στοιχεία μπλοκ f.
Τι είναι οι ακτινίδες;
Ακτινίδες είναι ένα σύνολο στοιχείων στον περιοδικό πίνακα με τους ατομικούς αριθμούς να κυμαίνονται από το 90 έως το 103. Συνεπώς, υπάρχουν 14 μεταλλικά στοιχεία συμπεριλαμβανομένων των εξής:
- θόριο Th (Z=90)
- protactinium Pa (91)
- ουράνιο U (92)
- neptunium Np (93)
- plutonium Pu (94)
- Americium Am (95)
- curium cm (96)
- berkelium Bk (97)
- californium Cf (98)
- einsteinium Es (99)
- fermium Fm (100)
- mendelevium Md (101)
- μια μονάδα Ї 102
- lawrencium Lr (103).
Τα ονομάζουμε ως στοιχεία μπλοκ f. επειδή τα τελικά τους ηλεκτρόνια βρίσκονται σε ένα υποτροχιακό f. Όλες οι ακτινίδες είναι ασταθείς. Επομένως, όλα είναι ραδιενεργά. Δεδομένου ότι είναι μέταλλα, είναι εξαιρετικά ηλεκτροθετικά. Επιπλέον, είναι πυκνά μέταλλα και υπάρχουν πολυάριθμα αλλότροπα. Αυτά τα μέταλλα αμαυρώνουν εύκολα στον αέρα και αντιδρούν με βραστό νερό ή αραιό οξύ απελευθερώνοντας αέριο υδρογόνο.
Εικόνα 01: Θέση ακτινίδης στον περιοδικό πίνακα
Όπως άλλα μέταλλα, μπορούν επίσης να σχηματίσουν ενώσεις με μη μεταλλικά στοιχεία. Επιπλέον, μπορούμε να βρούμε ακτινίδες στο φυσικό περιβάλλον, αν και μερικές είναι πολύ σπάνιες. Για παράδειγμα, το ουράνιο και το θόριο υπάρχουν ως κοιτάσματα στον Καναδά. Λόγω της ραδιενέργειας τους, οι περισσότερες από τις ακτινίδες είναι χρήσιμες στην παραγωγή πυρηνικής ενέργειας. Μπορούμε να παράγουμε στοιχεία ακτινίδης συνθετικά για να τα χρησιμοποιήσουμε για διάφορους σκοπούς. Εκτός από αυτό, μερικά από αυτά είναι χρήσιμα για ιατρικούς σκοπούς, ταυτοποίηση ορυκτών, ακτινογραφία νετρονίων κ.λπ.
Τι είναι οι λανθανίδες;
Οι λανθανίδες περιέχουν στοιχεία από τον ατομικό αριθμό 57 έως το 71. Υπάρχουν 15 μεταλλικά στοιχεία. Αυτά τα στοιχεία περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:
- lanthanum La (57)
- δημήτριο Ce (58)
- Praseodymium Pr (59)
- νεοδύμιο Nd (60)
- προμέθιο Pm (61)
- samarium Sm (62)
- Europium Eu (63)
- Gadolinium Gd (64)
- Terbium Tb (65)
- dysprosium Dy (66)
- Holmium Ho (67)
- yttrium Er (68)
- θούλιο Tm (69)
- Ytterbium Yb (70)
- Lutetium Lu (71).
Αυτοί ανήκουν στο μπλοκ f στον περιοδικό πίνακα. ως εκ τούτου τα τελικά ηλεκτρόνια γεμίζουν στο υπο-τροχιακό 4f. Εκεί, άλλα υποτροχιακά καλύπτουν τα τροχιακά 4f και η χημεία των λανθανιδών διαφέρει λόγω του μεγέθους του ατόμου. Εμφανίζουν κατάσταση οξείδωσης +3. Περαιτέρω, από αριστερά προς τα δεξιά μιας σειράς στον περιοδικό πίνακα, το μέγεθος των +3 ιόντων λανθανίδης μειώνεται, και αυτό το ονομάζουμε συστολή λανθανίδης.
Εικόνα 02: Θέση των λανθανιδών στον περιοδικό πίνακα
Επιπλέον, οι λανθανίδες είναι μέταλλα ασημί χρώματος, τα οποία αντιδρούν εύκολα με το οξυγόνο του αέρα για να παράγουν τα οξείδια τους. Αυτά είναι εξαιρετικά δραστικά, σχετικά μαλακά μέταλλα με υψηλά σημεία τήξης και σημεία βρασμού. Επίσης, σχηματίζουν εύκολα ιοντικές ενώσεις με αμέταλλα. Όταν αντιδρούν με αραιό οξύ ή νερό, οι λανθανίδες παράγουν αέριο υδρογόνο.
Εκτός αυτού, αυτά τα στοιχεία έχουν ασύζευκτα ηλεκτρόνια (εκτός από το λουτέτιο), τα οποία είναι υπεύθυνα για τις παραμαγνητικές τους ιδιότητες. Επιπλέον, τα ονομάζουμε ως μέταλλα σπανίων γαιών λόγω της χαμηλής αφθονίας στην επιφάνεια της γης. Αν και είναι σπάνια, υπάρχουν πολλές χρήσεις από αυτά τα στοιχεία. Ως εκ τούτου, είναι χρήσιμοι ως καταλύτες στην παραγωγή γυαλιού, πετρελαίου κ.λπ. Επιπλέον, είναι χρήσιμοι σε μαγνήτες, φωσφόρους, λαμπτήρες, υπεραγωγούς, οπτοηλεκτρονικές εφαρμογές κ.λπ.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ακτινιδών και λανθανιδών;
Ακτινίδες είναι ένα σύνολο στοιχείων στον περιοδικό πίνακα με τους ατομικούς αριθμούς να κυμαίνονται από 90 έως 103 ενώ οι λανθανίδες είναι ένα σύνολο στοιχείων στον περιοδικό πίνακα με ατομικούς αριθμούς 57 έως 71. Η βασική διαφορά μεταξύ ακτινιδών και λανθανιδών είναι ότι οι ακτινίδες γεμίζουν ηλεκτρόνια σε 5f υποτροχιακά, ενώ οι λανθανίδες γεμίζουν ηλεκτρόνια μέχρι 4f υποτροχιακά. Επιπλέον, όλες οι ακτινίδες είναι ραδιενεργές, αλλά οι λανθανίδες δεν είναι (εκτός από το προμέθιο). Ως άλλη διαφορά μεταξύ ακτινιδών και λανθανιδών, μπορούμε να πούμε ότι οι λανθανίδες εμφανίζουν μέγιστη κατάσταση οξείδωσης +4 ενώ οι ακτινίδες εμφανίζουν +3, +4, +5, +6 και +7 καταστάσεις οξείδωσης.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει μια συγκριτική σύνοψη της διαφοράς μεταξύ ακτινιδών και λανθανιδών.
Σύνοψη – Ακτινίδες εναντίον Λανθανίδων
Οι ακτινίδες είναι ένα σύνολο στοιχείων στον περιοδικό πίνακα με τους ατομικούς αριθμούς να κυμαίνονται από 90 έως 103 ενώ οι λανθανίδες είναι ένα σύνολο στοιχείων στον περιοδικό πίνακα με ατομικούς αριθμούς 57 έως 71. Επομένως, η βασική τους διαφορά υπάρχει στα διαμόρφωση ηλεκτρονίων. Ως εκ τούτου, η βασική διαφορά μεταξύ ακτινιδών και λανθανιδών είναι ότι οι ακτινίδες γεμίζουν ηλεκτρόνια σε 5f υποτροχιακά, ενώ οι λανθανίδες γεμίζουν ηλεκτρόνια έως και 4f υποτροχιακά.
