Différence entre les lanthanides et les actinides

Les éléments sont regroupés en blocs et colonnes en fonction de leurs propriétés chimiques. Des éléments ayant une similitude dans la composition chimique et les propriétés sont placés dans des colonnes proximales ou des blocs similaires. Le bloc F, situé à la partie la plus inférieure du tableau périodique des éléments, est composé de lanthanides et d'actinides. Commun à ces éléments sont partiellement remplis ou entièrement occupés en coquille F. Ils sont appelés la «série de transition intérieure».

Lanthanides

Johann Galodin a découvert les lanthanides en 1794 alors qu'il étudiait un minéral noir appelé Galodonite. Les lanthanides sont composés d'éléments entre le baryum au hafnium et sont généralement désignés comme des «métaux de terres rares». Ces métaux sont blancs argentés et abondants dans la croûte de la terre, les plus légers étant plus abondants. La majorité des réserves de lanthanide peuvent être trouvées en Chine et se trouvent dans des minerais ioniques des provinces du sud de la Chine. Les principales sources sont Bastnasite (LN FCO3), Monazite (LN, TH) PO4 et Xenotime (Y, LN) PO4. Après extraction pour les principales sources, les lanthanides sont séparés des autres impuretés par des séparations chimiques, une cristallisation fractionnaire, des méthodes d'échange d'ions et une extraction du solvant. Commercialement, ils sont utilisés pour produire des supraconducteurs, des pièces automobiles et des aimants. Ils sont généralement non toxiques et ne sont pas complètement absorbés par le corps humain.

Configuration électronique

Généralement, les lanthanides sont trivalents, à quelques exceptions près. 4f électrons se trouvent intérieur aux électrons trivalents externes. En raison de sa structure stable, une fois le composé formé, il ne participe à aucune liaison chimique, ce qui rend son processus de séparation difficile. La configuration d'électrons 4F confère les comportements magnétiques et optiques des éléments de lanthanure. C'est la raison pour laquelle il peut être utilisé dans les tubes à rayons cathodiques. Les autres configurations de valence pour les lanthanides sont des configurations quadrivalentes et divalents. Les lanthanides quadrivalents sont le caririum, le praseodymium et le terbium. Les lanthanides divalents sont Samarium, Europium et Ytterbium.

Propriétés chimiques

Les lanthanides se différencient de la façon dont ils réagissent avec l'air par le processus d'oxydation. Les lanthanides lourds tels que le gadolinium, le scandium et le yttrium réagissent plus lentement que les lanthanides plus légers. Il y a une différence structurelle avec le produit oxyde formé à partir de lanthanides. Les lanthanides lourds forment la modification cubique, les lanthanides moyens forment la phase monoclinique et les lanthanides légers pour une structure d'oxyde hexagonal. Pour cette raison, les lanthanides légers doivent être stockés dans une atmosphère de gaz inerte pour l'empêcher d'oxydation rapide.

Formation complexe

Les ions de lanthanure ont des charges élevées, ce qui est censé favoriser la formation de complexes. Cependant, les ions individuels ont une grande taille par rapport aux autres métaux de transition. À cause de cela, ils ne forment pas facilement des complexes. Dans les solutions d'eau, l'eau est un ligand plus fort que l'amine; Par conséquent, les complexes avec amines ne sont pas formés. Certains complexes stables peuvent être formés avec du groupe CO, CN et organométallique. La stabilité de chaque complexe est indirectement proportionnelle aux rayons ioniques de l'ion de lanthanure.

Actinides

Les actinides sont des éléments chimiques radioactifs qui occupent le bloc F du tableau périodique des éléments. Il y a 15 éléments dans ce groupe, de l'actinium à Lawrencium (numéro atomique 89-103). La plupart de ces éléments sont artificiels. En raison de sa radioactivité, les éléments populaires de ce groupe, l'uranium et le plutonium avaient été utilisés pour la guerre explosive comme armes atomiques. Ce sont des produits chimiques toxiques qui émettent des rayons qui produisent un cancer et une destruction tissulaire. Une fois absorbée, ils migrent vers la moelle osseuse et interfèrent avec la fonction de la moelle pour produire du sang. En raison de leur radioactivité, leurs niveaux électroniques sont moins compris par rapport aux lanthanides.

Propriétés chimiques

Les actinides ont plusieurs états d'oxydation. Les actinides trivalents sont des actiniums, de l'uranium à travers Einsteinium. Ils sont en cristal et sont similaires aux lanthanides. Les actinides quadrivalents sont le thorium, la protacinium, l'uranium, le neptunium, le plutonium et le berkelium. Ceux-ci réagissent librement dans des solutions aqueuses, contrairement aux lanthanides. Par rapport aux lanthanides, les actinides ont des états d'oxydation pentavalents, hexavalents et heptavalents. Cela permet la formation d'états d'oxydation plus élevés par l'élimination des électrons situés à périphérie dans la configuration 5F.

Formation complexe

Les actinides sont hautement radioactifs et ont une forte propension à former des réactions complexes. En raison de ses isotopes instables, certains actinides sont formés naturellement par décroissance radioactive. Ce sont actinium, thorium, protacinium et uranium. Dans ces processus en décomposition, les rayons toxiques. Les actinides sont capables de fission nucléaire, libérant des quantités massives d'énergie et des neutrons supplémentaires. Cette réaction nucléaire est vitale pour créer des réactions nucléaires complexes. Les actinides sont facilement oxydables. Une fois exposés à l'air, ils s'enflammes en faisant des explosifs efficaces.

Résumé

Lanthanide et les actinides se trouvent à proximité du tableau des éléments périodiques. Ce sont tous deux des métaux de transition intérieurs, qui ont des différences significatives. Les lanthanides remplissent les orbitales 4F et sont généralement non toxiques pour l'homme. Les actinides, en revanche, remplissent les orbitales 5F et sont très toxiques provoquant diverses maladies si elles sont consommées accidentellement. Les actinides ont des états d'oxydation variés allant des états d'oxydation divalents aux états d'oxydation heptavalents. Ils s'oxydent facilement et s'enfoncent en faisant des éléments efficaces pour créer des bombes atomiques. Les lanthanides en revanche sont utilisés commercialement pour les pièces automobiles, les supraconducteurs et les aimants. Les actinides sont hautement radioactifs et ont une propension accrue à subir des réactions complexes. En revanche, les lanthanides ont une configuration électronique stable et ne subissent pas facilement de réactions complexes.