化学におけるランタニドの定義
ランタノイドはどの元素ですか?
この周期表で強調表示されている元素は、ランタニド元素グループに属しています。
トッド・ヘルメンスタイン、sciencenotes.org
本体の下部 周期表 は 2 行の要素です。これらは、 ランタニド そしてその アクチニド .元素の原子番号を見ると、それらがスカンジウムとイットリウムの下のスペースに収まっていることがわかります。それらが（通常）そこにリストされていない理由は、これにより表が広すぎて紙に印刷できないためです.これらの要素の各行には、特徴的なプロパティがあります。
重要ポイント: ランタニドとは?
- ランタニドは、周期表の本体の下にある 2 つの行の上部にある元素です。
- 正確にどの元素を含めるべきかについては意見の相違がありますが、多くの化学者は、ランタニドは原子番号 58 から 71 の元素であると述べています。
- これらの要素の原子は、部分的に満たされた 4f サブレベルを持つことによって特徴付けられます。
- これらの元素には、ランタニド系列や希土類元素など、いくつかの名前があります。 IUPACの優先名は実際には ランタノイド .
ランタニドの定義
の ランタニド と一般的に考えられている 要素 と 原子番号 58-71 ( ランタン に ルテチウム ）。ランタニド系列は、4f サブレベルが満たされている要素のグループです。これらの元素はすべて金属です（具体的には、 遷移金属 ）。それらはいくつかの共通のプロパティを共有しています。
しかし、ランタニドがどこで始まりどこで終わるかについては、いくつかの論争があります。技術的には、ランタンまたはルテチウムは、f ブロック元素ではなく d ブロック元素です。しかし、この 2 つの要素は、グループ内の他の要素と特性を共有しています。
命名法
ランタニドは化学記号で示されます 線 一般的なランタニド化学について議論するとき。元素のグループは、実際には、ランタニド、ランタニド系列、希土類金属、希土類元素、共通地球元素、内部遷移金属、ランタノイドなど、いくつかの名前のいずれかで呼ばれます。のIUPAC接尾辞「-ide」は化学において特定の意味を持つため、正式には「ランタノイド」という用語の使用を好みます。ただし、このグループは、「ランタニド」という用語がこの決定よりも前のものであることを認めているため、一般的に受け入れられています。
ランタニド元素
ランタニドは次のとおりです。
- ランタン、原子番号58
- セリウム、原子番号58
- プラセオジム、原子番号60
- ネオジム、原子番号61
- サマリウム、原子番号62
- ユーロピウム 、原子番号63
- ガドリニウム、原子番号64
- テルビウム、原子番号65
- ジスプロシウム、原子番号66
- ホルミウム、原子番号67
- エルビウム、原子番号68
- ツリウム、原子番号69
- イッテルビウム、原子番号70
- パリ、原子番号71
一般特性
すべてのランタニドは、光沢のある銀色の遷移金属です。他の遷移金属と同様に、それらは着色溶液を形成しますが、ランタニド溶液は色が薄い傾向があります。ランタニドは、ナイフで切ることができる柔らかい金属である傾向があります。原子はいくつかの酸化状態のいずれかを示すことができますが、+3 状態が最も一般的です。金属は一般に非常に反応性が高く、空気にさらされると酸化被膜を形成します。ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、ユウロピウムは非常に反応性が高く、鉱油に保存されています。ただし、ガドリニウムとルテチウムは空気中でゆっくりと変色します。ほとんどのランタニドとその合金は酸に急速に溶解し、空気中で約 150 ～ 200 °C で発火し、加熱するとハロゲン、硫黄、水素、炭素、または窒素と反応します。
ランタニド系列の元素は、と呼ばれる現象も示します。 ランタニド収縮 .ランタニドの収縮では、5s 軌道と 5p 軌道が 4f サブシェルに入ります。 4f サブシェルは正の核電荷の影響から完全に保護されていないため、ランタニド原子の原子半径は、周期表を左から右に移動して連続的に減少します。 (注: 実際、これは周期表を移動する原子半径の一般的な傾向です。)
自然界での発生
ランタニド鉱物は、シリーズ内のすべての元素を含む傾向があります。ただし、各元素の存在量によって異なります。鉱物ユークセナイトには、ほぼ等しい割合でランタニドが含まれています。モナザイトには主に軽いランタニドが含まれていますが、ゼノタイムには主に重いランタニドが含まれています。
ソース
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