Ниже основной части периодическая таблица два ряда элементов. Эти лантаноиды и актиноидов. Если вы посмотрите на атомные номера элементов, вы заметите, что они помещаются в пространствах под скандием и иттрием. Причина, по которой они (как правило) не указаны в списке, заключается в том, что это сделает таблицу слишком широкой для печати на бумаге. Каждый из этих рядов элементов обладает характерными свойствами.
Тем не менее, есть некоторые споры о том, где именно начинаются и заканчиваются лантаноиды. Технически, лантан или лютеций являются элементом d-блока, а не элементом f-блока. Тем не менее, эти два элемента имеют общие характеристики с другими элементами в группе.
Лантаноиды обозначены химическим символом Ln при обсуждении общей химии лантаноидов. Группа элементов на самом деле носит любое из нескольких названий: лантаноиды, лантаноидные серии, редкоземельные металлы, редкоземельные элементы, обычные земные элементы, внутренние переходные металлы и лантаноиды. IUPAC формально предпочитает использовать термин «лантаноиды», потому что суффикс «-ide» имеет особое значение в химии. Однако группа признает, что термин «лантаноид» предшествует этому решению, поэтому оно является общепринятым.
Все лантаноиды являются блестящими переходными металлами серебристого цвета. Как и другие переходные металлы, они образуют окрашенные растворы, однако растворы лантаноидов имеют тенденцию быть бледными по цвету. Лантаниды - это мягкие металлы, которые можно разрезать ножом. Хотя атомы могут проявлять любую из нескольких степеней окисления, состояние +3 является наиболее распространенным. Металлы, как правило, довольно химически активны и образуют оксидное покрытие при воздействии воздуха. Лантан, церий, празеодим, неодим и европий настолько реактивны, что хранятся в минеральном масле. Однако гадолиний и лютеций лишь медленно тускнеют на воздухе. Большинство лантаноидов и их сплавов быстро растворяются в кислоте, воспламеняются на воздухе при температуре около 150-200 ° C и реагируют с галогенами, серой, водородом, углеродом или азотом при нагревании.
Элементы серии лантаноидов также демонстрируют явление, называемое сокращение лантаноида. При сокращении лантаноидов орбитали 5s и 5p проникают в подоболочку 4f. Поскольку 4f подоболочка не полностью защищена от воздействия положительного ядерного заряда, атомная радиус атомов лантаноидов последовательно уменьшается, перемещаясь по периодической таблице слева направо право. (Примечание. На самом деле это общая тенденция движения атомного радиуса через периодическую таблицу.)
Минералы лантаноидов, как правило, содержат все элементы серии. Тем не менее, варьируются в зависимости от обилия каждого элемента. Минеральный эвксенит содержит лантаноиды в почти равных пропорциях. Монацит содержит в основном более легкие лантаноиды, в то время как ксенотим содержит в основном более тяжелые лантаноиды.