Характеристики на лантанид

Лантанидите са химичните елементи, които варират от лантан до лутеций. Те споделят общи характеристики, за които са класифицирани в специална категория в долната част на периодичната таблица.

Основни характеристики на лантанидите:

• Те се намират в период 6 от периодичната таблица.
• Те обхващат 15 елемента, от 57 до 71.
• Те споделят структурата на Lanthanum, към което се добавя енергийно ниво f, което е по-малко химически реактивно.
• Наричани са редки земи, тъй като в естествено състояние те винаги се комбинират, за да образуват оксиди.
• Някои са относително изобилни.
• Въпреки че имат променлива валентност, повечето имат валентности +3.
• С увеличаването на атомното му число радиусът му намалява.
• Всички те имат лъскав метален вид.

Индивидуални характеристики на лантанидите:

Лантан (Ла).

• Атомно число 57
• Атомно тегло: 139
• В твърдо състояние
• Външен вид: металик, сребристо бял
• Валенсия: +3
• Точка на топене: 920 ° С
• Точка на кипене: 3457 ° C

Открит е през 1839г. В промишлеността се използва в сплави с други лантаниди за направата на по-леки камъни; в оптиката се използва за оптични очила. Използва се и за водородни гъби, използвани за съдържане на газове. В медицината се използва под формата на лантанов карбонат за лечение на бъбречна недостатъчност, тъй като има афинитет да се смесва с фостати, намалявайки хиперфосфемията.

Церий (Ce)

• Атомно число 58
• Атомно тегло: 140
• Състояние: Меко твърдо вещество
• Външен вид: металик, сребристо сиво, подобно на желязо
• Валенсия: +3, +4
• Точка на топене: 798 ° С
• Точка на кипене: 3426 ° C

Открит е през 1803г. Това е най-разпространеният лантанид. От него се правят катализатори, главно за автомобили (каталитични конвертори) и за крекинг на масло. В оксидна форма се използва за полиране на очила и лещи. Въпреки че няма известни биологични функции, в медицината се използва в мехлеми от изгаряния.

Празеодим (Pr)

• Атомно число 59
• Атомно тегло: 144
• Състояние: Меко твърдо вещество
• Външен вид: металик, сребристо бял
• Валенсия: +3
• Точка на топене: 931 ° C
• Точка на кипене: 3520 ° C

Открит е през 1841 г. и изолиран през 1885 г. В индустрията се използва в сплави с магнезий за производство на самолетни двигатели; Използва се за придаване на стъкло и емайли жълт цвят. Никеловите сплави имат магнитни свойства. Реагира с халогени, образувайки флуориди, хлориди, бромиди и йодиди.

Неодим (Nd)

• Атомно число 60
• Атомно тегло: 139
• В твърдо състояние
• Външен вид: металик, сребристо бял
• Валенсия: +3
• Точка на топене: 1024 ° C
• Точка на кипене: 3100 ° C

Открит е през 1885 г., когато е изолиран празеодим; неодим е изолиран до 1925г. Това е един от най-реактивните лантаниди. В индустрията се използва за оцветяване на стъкло и емайли. Поради способността си да абсорбира светлината, той се използва в астрономията за създаване на кристали, с които се калибрират инфрачервените спектрометри и филтри. Едно от основните му приложения е да се правят магнити с висока магнитна интензивност. Тези магнити се използват за прецизни инструменти, като тези, използвани в компютърните твърди дискове, както и някои тонколони високоговорители.

Прометиум (Pm)

• Атомно число 61
• Атомно тегло: 145
• В твърдо състояние
• Външен вид: ?
• Валенсия: +3
• Точка на топене: 1100 ° C
• Точка на кипене: 3000 ° C

Съществуването му е предсказано през 1902 г., но не може да бъде доказано до 1944 г. Този лантанид не се среща в природата, тъй като е източникът за неговото получаване и изследване на деленето на уран. При делене на уран в ядрен реактор, един от атомите, които се получават от това атомно разделяне, е прометиумът. Той има радиоактивни характеристики, които му придават фосфоресценция, и се използва за калибратори и ядрени батерии, използвани в космическите кораби.

Самарий (Sm)

• Атомно число 62
• Атомно тегло: 150
• В твърдо състояние
• Външен вид: металик, сребристо бял
• Валенсия: +3
• Точка на топене: 1072 ° С
• Точка на кипене: 1803 ° C

Открит е през 1853 г. и изолиран през 1879 г. Той има няколко изотопа и поне два от тях са радиоактивни. В индустрията се използва в оптиката за направата на кристали, които поглъщат инфрачервената светлина. Използва се също като катализатор за получаване на алкохол и като елемент в някои флуоресцентни лампи и телевизори. По отношение на здравето, ако се вдишва (като оксида, използван за полиране на кристали), може да причини белодробни емболии или да засегне черния дроб. Радиоактивните изотопи се използват в лъчетерапията на неизлечимо болни пациенти.

Европий (ЕС)

• Атомно число 63
• Атомно тегло: 152
• В твърдо състояние
• Външен вид: металик, сребристо бял
• Валенсия: +2, +3
• Точка на топене: 826 ° С
• Точка на кипене: 1527 ° C

Открит е през 1890г. Той е най-реактивният от лантанидите. Използва се във флуоресцентни лампи и телевизори, но за причиняване на белодробни емболии, ако е така вдишва или уврежда черния дроб, ако се натрупа в човешкото тяло, той почти няма промишлена употреба. При атомни изследвания се използва, тъй като абсорбира неутроните.

Гадолиний (Gd)

• Атомно число 64
• Атомно тегло: 157
• В твърдо състояние
• Външен вид: металик, сребристо бял
• Валенсия: +3
• Точка на топене: 1312 ° C
• Точка на кипене: 3250 ° C

Гадолиниумът има малко приложения, като основната е магнитното промишлено охлаждане, тъй като увеличава магнитните си свойства при ниски температури; но тъй като този тип охладители изискват използването на арсен, те не се използват в битовото охлаждане. В медицината се използва като контрастно вещество за магнитно-ядрен резонанс.

Тербий (Tb)

• Атомно число 65
• Атомно тегло: 159
• В твърдо състояние
• Външен вид: металик, сребристо бял
• Валенсия: +4
• Точка на топене: 1356 ° С
• Точка на кипене: 3230 ° C

Открит е през 1843 г. и изолиран през 1905 г. Това е много важно в електронната индустрия, тъй като е един от елементите, използвани за направата на полупроводници. Други приложения са за направата на флуоресцентни лампи и епруветки за картини. Използва се и като катализатор в горивните клетки. Въпреки че няма биологични функции, вдишването или навлизането му в човешкото тяло има токсични ефекти, засягащи предимно черния дроб.

Диспрозиум (Dy)

• Атомно число 66
• Атомно тегло: 162,5
• В твърдо състояние
• Външен вид: металик, сребристо бял
• Валенсия: +2, +3
• Точка на топене: 1407 ° С
• Точка на кипене: 2567 ° C

Открит е през 1843 г. и изолиран през 1905 г. Това е много важно в електронната индустрия, тъй като е един от елементите, използвани за направата на полупроводници. Други приложения са за направата на флуоресцентни лампи и епруветки за картини. Използва се и като катализатор в горивните клетки. Въпреки че няма биологични функции, вдишването или навлизането му в човешкото тяло има токсични ефекти, засягащи предимно черния дроб.

Холмий (Ho)

• Атомно число 67
• Атомно тегло: 166
• В твърдо състояние
• Външен вид: металик, сребристо бял
• Валенсия: +3
• Точка на топене: 1474 ° С
• Точка на кипене: 2700 ° C

Открит е през 1878 г. и името му произлиза от града на откриването му, Стокхолм, на латински, Holmia. Той почти няма практически приложения; той обаче се използва в някои индустрии като катализатор за химични реакции, както и за някои електронни компоненти. Използва се и за промяна на честотата и интензитета на лазерния лъч.

Ербий (Er)

• Атомно число 68
• Атомно тегло: 167
• В твърдо състояние
• Външен вид: металик, сребристо бял
• Валенсия: +3
• Точка на топене: 1795 ° С
• Точка на кипене: 2863 ° C

Открит е през 1843г. Използва се в ядрената индустрия като неутронен буфер. В оксидна форма е оцветител за кристали, който им придава розов оттенък; Тези кристали се използват в оптиката и бижутата. Използва се и за направата на оптични влакна.

Тулий (Tm)

• Атомно число 69
• Атомно тегло: 167
• В твърдо състояние
• Външен вид: металик, сребристо бял
• Валенсия: +3
• Точка на топене: 1545 ° C
• Точка на кипене: 1947 ° C

Открит е през 1879г. Въпреки ниската си наличност, поради радиоактивните си характеристики, основното му използване е като рентгенов източник в преносимо оборудване и за твърдотелни лазери.

Итербий (Yb)

• Атомно число 70
• Атомно тегло: 173
• В твърдо състояние
• Външен вид: металик, сребристо бял
• Валенсия: +3
• Точка на топене: 824 ° C
• Точка на кипене: 1194 ° C

Открит е през 1878 г. и изолиран през 1907 г. Радиоактивните изотопи се използват за преносимо рентгеново оборудване, което работи без електричество. Използва се също за подобряване на стоманените сплави и повишаване на тяхната устойчивост, характеристика, която се използва в стоматологията, поради подобряването на механичните свойства на стоманата. С него трябва да се работи внимателно, тъй като може да причини дразнене и изгаряния. Освен това, когато реагира с въздух, може да предизвика експлозия или пожар.

Лутеций (Lu)

• Атомно число 71
• Атомно тегло: 175
• В твърдо състояние
• Външен вид: металик, сребристо бял
• Валенсия: +3
• Точка на топене: 1652 ° С
• Точка на кипене: 3402 ° C

Открит е през 1907г. Това е най-слабо разпространеният химичен елемент в земната кора. Въпреки ниската си наличност, той се използва за рафиниране на нефт и като катализатор за органични химични реакции. Някои радиоактивни изотопи също са тествани за лечение с лъчева терапия.