Χαρακτηριστικά Lanthanide

Οι λανθανίδες είναι τα χημικά στοιχεία που κυμαίνονται από Lanthanum έως Lutetium. Μοιράζονται κοινά χαρακτηριστικά, για τα οποία ταξινομούνται σε ειδική κατηγορία στο κάτω μέρος του περιοδικού πίνακα.

Κύρια χαρακτηριστικά των λανθανίδων:

• Βρίσκονται στην περίοδο 6 του περιοδικού πίνακα.
• Καλύπτουν 15 στοιχεία, από 57 έως 71.
• Μοιράζονται τη δομή του Lanthanum, στην οποία προστίθεται ένα επίπεδο ενέργειας f, το οποίο είναι λιγότερο χημικά αντιδραστικό.
• Ονομάστηκαν σπάνιες γαίες επειδή σε φυσική κατάσταση συνδυάζονται πάντα για να σχηματίσουν οξείδια.
• Μερικά είναι σχετικά άφθονα.
• Αν και έχουν μεταβλητές σθένους, οι περισσότεροι έχουν σθένους +3.
• Καθώς ο ατομικός του αριθμός αυξάνεται, η ακτίνα του μειώνεται.
• Όλα έχουν λαμπερή μεταλλική εμφάνιση.

Ατομικά χαρακτηριστικά των λανθανιδών:

Λανθάνιο (Λα).

• Ατομικός αριθμός 57
• Ατομικό βάρος: 139
• Στερεάς κατάστασης
• Εμφάνιση: Μεταλλικό, ασημί λευκό
• Βαλένθια: +3
• Σημείο τήξεως: 920 ° C
• Σημείο βρασμού: 3457 ° C

Ανακαλύφθηκε το 1839. Στη βιομηχανία χρησιμοποιείται σε κράματα με άλλα λανθανίδια για την κατασκευή ελαφρύτερων πετρών. στην οπτική χρησιμοποιείται για οπτικά γυαλιά. Χρησιμοποιείται επίσης για σφουγγάρια υδρογόνου, χρησιμοποιείται για να περιέχει αέρια. Στην ιατρική χρησιμοποιείται με τη μορφή ανθρακικού λανθανίου, για τη θεραπεία της νεφρικής ανεπάρκειας, καθώς έχει συγγένεια να αναμειγνύεται με φωσφορικά άλατα, μειώνοντας την υπερφωσφομία.

Δημήτριο (Ce)

• Ατομικός αριθμός 58
• Ατομικό βάρος: 140
• Κατάσταση: Μαλακό στερεό
• Εμφάνιση: Μεταλλικό, ασημί γκρι, σαν σίδερο
• Βαλένθια: +3, +4
• Σημείο τήξεως: 798 ° C
• Σημείο βρασμού: 3426 ° C

Ανακαλύφθηκε το 1803. Είναι η πιο άφθονη λανθανίδη. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή καταλυτών, κυρίως για αυτοκίνητα (καταλυτικούς μετατροπείς) και για πυρόλυση λαδιού. Σε μορφή οξειδίου χρησιμοποιείται για να γυαλίζει γυαλιά και φακούς. Αν και δεν έχει γνωστές βιολογικές λειτουργίες, στην ιατρική χρησιμοποιείται σε αλοιφές εγκαύματος.

Πρασεοδύμιο (Pr)

• Ατομικός αριθμός 59
• Ατομικό βάρος: 144
• Κατάσταση: Μαλακό στερεό
• Εμφάνιση: Μεταλλικό, ασημί λευκό
• Βαλένθια: +3
• Σημείο τήξεως: 931 ° C
• Σημείο βρασμού: 3520 ° C

Ανακαλύφθηκε το 1841 και απομονώθηκε το 1885. Στη βιομηχανία χρησιμοποιείται σε κράματα με μαγνήσιο για την κατασκευή κινητήρων αεροπλάνου. Χρησιμοποιείται για να δώσει κίτρινο γυαλί και σμάλτα. Τα κράματα νικελίου έχουν μαγνητικές ιδιότητες. Αντιδρά με αλογόνα για την παραγωγή φθοριδίων, χλωριδίων, βρωμιδίων και ιωδιδίων.

Νεοδύμιο (Nd)

• Ατομικός αριθμός 60
• Ατομικό βάρος: 139
• Στερεάς κατάστασης
• Εμφάνιση: Μεταλλικό, ασημί λευκό
• Βαλένθια: +3
• Σημείο τήξεως: 1024 ° C
• Σημείο βρασμού: 3100 ° C

Ανακαλύφθηκε το 1885, όταν απομονώθηκε το πρασεοδύμιο. το νεοδύμιο απομονώθηκε μέχρι το 1925. Είναι μια από τις πιο δραστικές λανθανίδες. Στη βιομηχανία χρησιμοποιείται για το χρωματισμό του γυαλιού και των σμάλτων. Λόγω της ικανότητάς του να απορροφά φως, χρησιμοποιείται στην αστρονομία για τη δημιουργία κρυστάλλων με τους οποίους βαθμονομούνται φασματόμετρα υπέρυθρων και φίλτρα. Μία από τις κύριες χρήσεις του είναι η παραγωγή μαγνητών υψηλής μαγνητικής έντασης. Αυτοί οι μαγνήτες χρησιμοποιούνται για όργανα ακριβείας, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται σε σκληρούς δίσκους υπολογιστών, καθώς και σε μερικά ηχεία λεπτής μορφής.

Προμηθίου (Pm)

• Ατομικός αριθμός 61
• Ατομικό βάρος: 145
• Στερεάς κατάστασης
• Εμφάνιση: ?
• Βαλένθια: +3
• Σημείο τήξεως: 1100 ° C
• Σημείο βρασμού: 3000 ° C

Η ύπαρξή του είχε προβλεφθεί το 1902, αλλά δεν μπορούσε να αποδειχθεί μέχρι το 1944. Αυτή η λανθανίδη δεν βρίσκεται στη φύση, αποτελεί την πηγή της απόκτησης και μελέτης της σχάσης του ουρανίου. Όταν η σχάση ουρανίου σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα, ένα από τα άτομα που παράγονται από αυτόν τον ατομικό διαχωρισμό είναι το προμεθίου. Έχει ραδιενεργά χαρακτηριστικά, τα οποία του δίνουν φωσφορίζοντα και χρησιμοποιείται για βαθμονομητές και πυρηνικές μπαταρίες που χρησιμοποιούνται σε διαστημικά σκάφη.

Σαμάριο (Sm)

• Ατομικός αριθμός 62
• Ατομικό βάρος: 150
• Στερεάς κατάστασης
• Εμφάνιση: Μεταλλικό, ασημί λευκό
• Βαλένθια: +3
• Σημείο τήξεως: 1072 ° C
• Σημείο βρασμού: 1803 ° C

Ανακαλύφθηκε το 1853 και απομονώθηκε το 1879. Έχει πολλά ισότοπα και τουλάχιστον δύο από αυτά είναι ραδιενεργά. Στη βιομηχανία χρησιμοποιείται στην οπτική για την παραγωγή κρυστάλλων που απορροφούν υπέρυθρο φως. Χρησιμοποιείται επίσης ως καταλύτης για την απόκτηση αλκοόλ και ως στοιχείο σε ορισμένους λαμπτήρες φθορισμού και τηλεοράσεις. Όσον αφορά την υγεία, εάν εισπνέεται (όπως το οξείδιο που χρησιμοποιείται για τη στίλβωση κρυστάλλων), μπορεί να προκαλέσει πνευμονικές εμβολές ή να επηρεάσει το ήπαρ. Τα ραδιενεργά ισότοπα χρησιμοποιούνται στην ακτινοθεραπεία ασθενών με τελική ασθένεια.

Europium (ΕΕ)

• Ατομικός αριθμός 63
• Ατομικό βάρος: 152
• Στερεάς κατάστασης
• Εμφάνιση: Μεταλλικό, ασημί λευκό
• Βαλένθια: +2, +3
• Σημείο τήξεως: 826 ° C
• Σημείο βρασμού: 1527 ° C

Ανακαλύφθηκε το 1890. Είναι το πιο αντιδραστικό των λανθανίδων. Έχει χρησιμοποιηθεί σε λαμπτήρες φθορισμού και τηλεοράσεις, ωστόσο για την πρόκληση πνευμονικής εμβολής εάν είναι εισπνεύσει ή βλάψει το συκώτι εάν συσσωρευτεί στο ανθρώπινο σώμα, δεν έχει σχεδόν καμία βιομηχανική χρήση. Στην ατομική έρευνα χρησιμοποιείται αφού απορροφά νετρόνια.

Γαδολίνιο (Gd)

• Ατομικός αριθμός 64
• Ατομικό βάρος: 157
• Στερεάς κατάστασης
• Εμφάνιση: Μεταλλικό, ασημί λευκό
• Βαλένθια: +3
• Σημείο τήξεως: 1312 ° C
• Σημείο βρασμού: 3250 ° C

Το Gadolinium έχει λίγες χρήσεις, με κυριότερη τη μαγνητική βιομηχανική ψύξη, καθώς αυξάνει τις μαγνητικές του ιδιότητες σε χαμηλές θερμοκρασίες. αλλά καθώς αυτός ο τύπος ψυγείων απαιτεί τη χρήση αρσενικού, δεν χρησιμοποιούνται για οικιακή ψύξη. Στην ιατρική χρησιμοποιείται ως μέσο αντίθεσης για μαγνητικό-πυρηνικό συντονισμό.

Terbium (Tb)

• Ατομικός αριθμός 65
• Ατομικό βάρος: 159
• Στερεάς κατάστασης
• Εμφάνιση: Μεταλλικό, ασημί λευκό
• Βαλένθια: +4
• Σημείο τήξεως: 1356 ° C
• Σημείο βρασμού: 3230 ° C

Ανακαλύφθηκε το 1843 και απομονώθηκε το 1905. Είναι πολύ σημαντικό στη βιομηχανία ηλεκτρονικών, καθώς είναι ένα από τα στοιχεία που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ημιαγωγών. Άλλες χρήσεις είναι η κατασκευή σωλήνων φθορισμού και σωλήνων εικόνας. Χρησιμοποιείται επίσης ως καταλύτης στις κυψέλες καυσίμου. Αν και δεν έχει βιολογικές λειτουργίες, η εισπνοή ή η είσοδος στο ανθρώπινο σώμα έχει τοξικές επιδράσεις, επηρεάζοντας κυρίως το ήπαρ.

Dysprosium (Dy)

• Ατομικός αριθμός 66
• Ατομικό βάρος: 162,5
• Στερεάς κατάστασης
• Εμφάνιση: Μεταλλικό, ασημί λευκό
• Βαλένθια: +2, +3
• Σημείο τήξεως: 1407 ° C
• Σημείο βρασμού: 2567 ° C

Ανακαλύφθηκε το 1843 και απομονώθηκε το 1905. Είναι πολύ σημαντικό στη βιομηχανία ηλεκτρονικών, καθώς είναι ένα από τα στοιχεία που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ημιαγωγών. Άλλες χρήσεις είναι η κατασκευή σωλήνων φθορισμού και σωλήνων εικόνας. Χρησιμοποιείται επίσης ως καταλύτης στις κυψέλες καυσίμου. Αν και δεν έχει βιολογικές λειτουργίες, η εισπνοή ή η είσοδος στο ανθρώπινο σώμα έχει τοξικές επιδράσεις, επηρεάζοντας κυρίως το ήπαρ.

Holmium (Χο)

• Ατομικός αριθμός 67
• Ατομικό βάρος: 166
• Στερεάς κατάστασης
• Εμφάνιση: Μεταλλικό, ασημί λευκό
• Βαλένθια: +3
• Σημείο τήξεως: 1474 ° C
• Σημείο βρασμού: 2700 ° C

Ανακαλύφθηκε το 1878 και το όνομά του προέρχεται από την πόλη της ανακάλυψής της, Στοκχόλμη, στα Λατινικά, Holmia. Δεν έχει σχεδόν καμία πρακτική χρήση. Ωστόσο, χρησιμοποιείται σε ορισμένες βιομηχανίες ως καταλύτης για χημικές αντιδράσεις, καθώς και για ορισμένα ηλεκτρονικά συστατικά. Χρησιμοποιείται επίσης για την αλλαγή της συχνότητας και της έντασης της δέσμης λέιζερ.

Erbium (Er)

• Ατομικός αριθμός 68
• Ατομικό βάρος: 167
• Στερεάς κατάστασης
• Εμφάνιση: Μεταλλικό, ασημί λευκό
• Βαλένθια: +3
• Σημείο τήξεως: 1795 ° C
• Σημείο βρασμού: 2863 ° C

Ανακαλύφθηκε το 1843. Χρησιμοποιείται στην πυρηνική βιομηχανία ως ρυθμιστικό διάλυμα νετρονίων. Σε μορφή οξειδίου είναι μια χρωστική για κρύσταλλα, που τους δίνει μια ροζ απόχρωση. Αυτά τα κρύσταλλα χρησιμοποιούνται σε οπτικά και κοσμήματα. Χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή οπτικών ινών.

Θούλιο (Tm)

• Ατομικός αριθμός 69
• Ατομικό βάρος: 167
• Στερεάς κατάστασης
• Εμφάνιση: Μεταλλικό, ασημί λευκό
• Βαλένθια: +3
• Σημείο τήξεως: 1545 ° C
• Σημείο βρασμού: 1947 ° C

Ανακαλύφθηκε το 1879. Παρά τη χαμηλή διαθεσιμότητα, λόγω των ραδιενεργών χαρακτηριστικών του, η κύρια χρήση του είναι ως πηγή ακτίνων Χ σε φορητό εξοπλισμό και για λέιζερ στερεάς κατάστασης.

Ytterbium (Yb)

• Ατομικός αριθμός 70
• Ατομικό βάρος: 173
• Στερεάς κατάστασης
• Εμφάνιση: Μεταλλικό, ασημί λευκό
• Βαλένθια: +3
• Σημείο τήξεως: 824 ° C
• Σημείο βρασμού: 1194 ° C

Ανακαλύφθηκε το 1878 και απομονώθηκε το 1907. Τα ραδιενεργά ισότοπα χρησιμοποιούνται για φορητό εξοπλισμό ακτίνων Χ που λειτουργεί χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα. Χρησιμοποιείται επίσης για τη βελτίωση των κραμάτων χάλυβα και την αύξηση της αντοχής τους, ένα χαρακτηριστικό που χρησιμοποιείται στην οδοντιατρική, λόγω της βελτίωσης των μηχανικών ιδιοτήτων του χάλυβα. Πρέπει να το χειρίζεστε με προσοχή καθώς μπορεί να προκαλέσει ερεθισμό και εγκαύματα. Επίσης, όταν αντιδρά με αέρα, μπορεί να προκαλέσει έκρηξη ή πυρκαγιά.

Λουτέτιο (Λου)

• Ατομικός αριθμός 71
• Ατομικό βάρος: 175
• Στερεάς κατάστασης
• Εμφάνιση: Μεταλλικό, ασημί λευκό
• Βαλένθια: +3
• Σημείο τήξεως: 1652 ° C
• Σημείο βρασμού: 3402 ° C

Ανακαλύφθηκε το 1907. Είναι το λιγότερο άφθονο χημικό στοιχείο στον φλοιό της γης. Παρά τη χαμηλή διαθεσιμότητά του, χρησιμοποιείται για διύλιση λαδιού και ως καταλύτης για αντιδράσεις οργανικής χημείας. Ορισμένα ραδιενεργά ισότοπα έχουν επίσης δοκιμαστεί για θεραπείες ακτινοθεραπείας.