Lanthanides and Actinides Arasındaki Fark

Elementler, kimyasal özelliklerine bağlı olarak bloklar ve kolonlar halinde gruplandırılır. Kimyasal bileşimde ve özelliklerde benzerlik gösteren elementler proksimal kolonlara veya benzer bloklara yerleştirilir. Periyodik Cetvelin en alt kısmında bulunan f blok, lantanidler ve aktinitlerden oluşur. Bu unsurlara ortak kısmen doldurulmuş veya tamamen dolgulu f kabuğu vardır. Bunlara "iç geçiş serisi" denir.

Lanthanides

Johann Galodin, galodimit denilen siyah bir mineral incelendiğinde 1794 yılında lantanitleri keşfetti. Lanthanides, Baryumdan Hafniyum'a kadar olan elementlerden oluşur ve genellikle "nadir toprak metalleri" olarak adlandırılır. Bu metaller gümüşümsü beyazdır ve yerkabuğunda bolca bulunur, daha hafif olanları daha bol bulunur. Lantanit rezervlerinin büyük çoğunluğu Çin'de bulunabilir ve Çin'in güney bölgelerinden iyonik cevherleşebilir. Başlıca kaynaklar Bastnasite (Ln FCO3), Monazite (Ln, Th) PO4 ve Xenotime (Y, Ln) PO4'tür. Temel kaynaklar için özütlemeden sonra, lantanitler kimyasal ayrımlar, fraksiyonel kristalizasyon, iyon değişim yöntemleri ve çözücü ekstraksiyonu yoluyla diğer safsızlıklardan ayrılır. Ticari olarak, süper iletkenler, araba parçaları ve mıknatıslar üretmek için kullanılırlar. Genellikle toksik değildirler ve insan vücudu tarafından tamamen absorbe edilmezler.

Elektronik konfigürasyon

Genellikle, lantanitler üç istisna olmak üzere üç değerliklidir. 4f elektronları içeride dış üç değerli elektronlara uzanır. Kararlı yapısı nedeniyle, bileşik oluştuğunda, herhangi bir kimyasal bağda yer almaz, ayırma işlemini zorlaştırır. 4f elektron konfigürasyonu lantanid elementlerin manyetik ve optik davranışlarını verir. Katod-ışını tüplerinde kullanılmasının nedeni budur. Lantanidler için diğer değerlik konfigürasyonları dört değerli ve iki değerli konfigürasyonlardır. Dörtlü değerli lantanitler seryum, praseodimyum ve terbiyumdur. İki değerlikli lantanitler samaryum, öropyum ve ititeryumdur.

Kimyasal Özellikler

Lantanitler, oksidasyon süreci boyunca havayla nasıl tepki verdiği ile ayırt edilirler. Gadolinyum, skandiyum ve itriyum gibi ağır lantanitler hafif lantanitlerden daha yavaş tepki verirler. Lantanitlerden oluşan oksit ürünü ile yapısal bir fark var. Ağır lantanitler kübik modifikasyonu, orta lantanitler monoklinik fazı, hafif lantanitleri ise altıgen oksit yapısını oluştururlar. Bu nedenle, hafif lantanidlerin hızlı bir şekilde oksitlenmesini önlemek için atıl bir gaz atmosferinde depolanması gerekir.

Kompleks oluşumu

Lanthanide iyonları, kompleks oluşumunu destekleyen yüksek yüklere sahiptir.Bununla birlikte, tekli iyonların diğer geçiş metallerine kıyasla büyük bir boyutu vardır. Bu nedenle, kompleksleri kolayca oluşturmazlar. Su çözeltilerinde su, aminden daha güçlü bir ligandıdır; dolayısıyla aminler ile kompleksler oluşmaz. Bazı kararlı kompleksler CO, CN ve organometalik grup ile oluşturulabilir. Her kompleksin kararlılığı dolaylı olarak lantanid iyonunun iyonik yarıçapıyla orantılıdır.

Aktinitler

Aktinitler, periyodik element tablosunun blokunu işgal eden radyoaktif kimyasal elementlerdir. Bu grupta actinium'dan lawrencium'a (atom numarası 89-103) kadar 15 element var. Bu unsurların çoğu insan yapımıdır. Radyoaktivitesi nedeniyle, bu grubun popüler unsurları olan uranyum ve plütonyum patlayıcı savaş için atom silahı olarak kullanılmıştı. Bunlar, kanser üreten ışınları ve doku tahrip eden toksik kimyasallardır. Bir kez emilirlerse, kemik iliğine göç ederler ve kemik iliğini etkiler ve kan üretirler. Radyoaktiviteleri nedeniyle, lantanidlere kıyasla elektronik seviyeleri daha az anlaşılır.

Kimyasal Özellikler

Aktinitler çoklu oksidasyon durumlarına sahiptir. Trivalent aktinitler akıntinyum, einsteinyum vasıtasıyla uranyumdur. Bunlar kristal benzeri ve lantanitlere benzemektedir. Dörtlü değerli aktinitler toryum, protaktinyum, uranyum, neptünyum, plütonyum ve burkulumdur. Bunlar lantanidlerin aksine sulu çözeltilerde serbestçe reaksiyona girer. Lantanidlerle karşılaştırıldığında, aktinitler beş valanslı, altı değerli ve heptavalent oksidasyon durumlarına sahiptir. Bu, 5f konfigürasyonunda çevresel olarak bulunan elektronların çıkarılması yoluyla daha yüksek oksidasyon durumlarının oluşmasına izin verir.

Kompleks oluşumu

Aktinitler radyoaktiftir ve karmaşık reaksiyonlar oluşturmak için güçlü bir eğilime sahiptir. Kararsız izotopları nedeniyle, bazı aktinitler radyoaktif bozunma ile doğal olarak oluşur. Bunlar actinium, thorium, protactinium ve uranyum. Çürüyen bu süreçlerde toksik ışınlar. Aktinitler, büyük miktarda enerji ve fazladan nötron salan nükleer fizyona sahiptirler. Bu nükleer reaksiyon, karmaşık nükleer reaksiyonlar yaratmada hayati öneme sahiptir. Aktinitler kolayca oksitlenebilir. Havaya maruz kaldıklarında tutuştururlar ve onları etkili patlayıcılar haline getirirler.

Özet

Lantanid ve Aktinitler, Periyodik Elemanlar Tablosu'nda oldukça yakınlardadır. Bunlar hem iç geçiş metalleridir hem de önemli farklılıklar gösterirler. Lanthanides 4f orbitallerini doldurur ve genellikle insanlar için toksik değildir. Actinides, diğer yandan, 5f orbitallerini doldurur ve eğer yanlışlıkla tüketilirse çok çeşitli toksik etkilere neden olur. Aktinitler, iki değerlikten heptavalent oksidasyon durumlarına kadar değişen çeşitli oksidasyon durumlarına sahiptir. Kolaylıkla oksitlenirler ve tutuşurlar ve onları atom bombaları yaratmada etkili unsurlar yaparlar. Öte yandan, lantanidler ticari olarak otomobil parçaları, süper iletkenler ve mıknatıslar için kullanılır. Aktinitler radyoaktiftir ve karmaşık tepkime eğilimi artar. Buna karşın, lantanidlerin dengeli bir elektronik konfigürasyonu vardır ve kolayca karmaşık reaksiyonlara girmezler.