Перейти до тексту
Укрсловник енциклопедичний словник

ЛАНТАНОЇДИ

Лантаноїди

Лантаноїди, або лантаніди (від назви лантану й грец. εἶδος — вигляд), — родина хімічних елементів з порядковими номерами 57–71, від лантану до лютецію, близьких за хімічними властивостями; разом зі скандієм та ітрієм утворюють рідкісноземельні елементи.

Розділ: Хімічні елементи Оновлено ≈ 2 хв читання

Коротко

  • IUPAC відносить до лантаноїдів 15 елементів, від La до Lu; у старих довідниках лантан часто не включали й говорили про 14 елементів.
  • Атоми різняться кількістю електронів на внутрішній 4f-оболонці, тому хімічно елементи дуже подібні.
  • Через лантаноїдне стиснення радіус іона зменшується від лантану до лютецію.
  • Головні руди — монацит і бастнезит; в Україні промислові концентрації виявлено на Українському щиті, але видобутку немає.

Перші «рідкісні землі» відкрили наприкінці XVIII — на початку XIX століття: 1794 року ітрієву, 1803-го — церієву. Згодом з’ясувалося, що за кожною такою «землею» ховається кілька дуже подібних елементів, які хіміки довго розділяли кропіткими повторними операціями. Так склалася родина лантаноїдів.

Склад і будова

Лантаноїди займають у періодичній системі місця з номерами 57–71. Міжнародний союз теоретичної та прикладної хімії (IUPAC) включає до родини 15 елементів, від лантану до лютецію, і рекомендує саме назву «лантаноїди». У старих довідниках лантан часто виносили окремо, і тоді родина налічувала 14 елементів, від церію до лютецію.

Зовнішні електронні оболонки атомів однакові, а відрізняються вони кількістю електронів на внутрішній 4f-оболонці — від нуля в лантану до чотирнадцяти. Тому хімічно лантаноїди надзвичайно схожі. З ростом порядкового номера радіус іона Ln³⁺ зменшується від 103 пм у лантану до 86 пм у лютецію; це явище називають лантаноїдним стисненням.

Властивості

Лантаноїди — сріблясто-білі метали (празеодим і неодим злегка жовтуваті), що тьмяніють у вологому повітрі. Вони хімічно активні: взаємодіють з водою з виділенням водню, з більшістю неметалів, утворюють сплави з багатьма металами. Активність зменшується з ростом номера: церій на повітрі горить легше за магній, а гадоліній місяцями лишається стійким.

Цікаві й магнітні властивості. Більшість лантаноїдів сильно парамагнітні, а гадоліній стає феромагнетиком нижче 16 °C. Диспрозій залежно від температури буває пара-, феро- й антиферомагнетиком. Типовий ступінь окиснення в сполуках +3.

У природі

За поширенням лантаноїди поділяють на дві групи:

Група Елементи Типові мінерали
церієва (легкі) Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu монацит, бастнезит, церит
ітрієва (важкі) Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu ксенотим, гадолініт

Відомо понад 250 мінералів з лантаноїдами. Найпоширеніші лантан, церій і неодим, найрідкісніші — тербій, тулій і лютецій. В Україні руди лантаноїдів не видобувають, хоча промислові концентрації виявлено в південно-східній і південно-західній частинах Українського щита.

Запитання

Які елементи належать до лантаноїдів?

Лантан, церій, празеодим, неодим, прометій, самарій, європій, гадоліній, тербій, диспрозій, гольмій, ербій, тулій, ітербій і лютецій. Перші чотирнадцять, до ітербію, заповнюють 4f-оболонку; лютецій часто розглядають і як перехідний метал.

Чому лантаноїди називають рідкісноземельними, якщо їх у земній корі немало?

Сумарний вміст лантаноїдів у земній корі близько 0,01 %, тобто порівнянний із вмістом міді. Проте вони розсіяні, рідко утворюють багаті родовища й дуже подібні між собою хімічно, тож їх важко розділити й отримати в чистому вигляді. Назва «рідкісні землі» пішла від перших відкритих оксидів — ітрієвої (1794) і церієвої (1803) «земель».

Де застосовують лантаноїди?

Близько 10 % економічної вартості лантаноїдів припадає на каталізатори. Їхні сполуки використовують як люмінофори, зокрема в рентгенівських детекторах; мішметал — сплав лантаноїдів — додають до рідкої сталі, щоб видалити кисень і сірку. Різноманіття застосувань пояснюють тонкими відмінностями електричних, оптичних і магнітних властивостей окремих елементів.

Див. також

  • Актиній Усі ізотопи радіоактивні; найстабільніший — актиній-227 з періодом напіврозпаду близько 21,8 року.
  • Актиноїди Усі актиноїди радіоактивні; у помітних кількостях у природі трапляються лише торій та уран.
  • Апатит Основні різновиди: фторапатит, хлорапатит і гідроксилапатит — залежно від того, який аніон переважає.
  • Розділ «Хімія» Хімічні елементи, органічна й неорганічна хімія, аналітичні методи, хіміки.

Джерела

  1. Лантаноїди — Вікіпедія (українська)
  2. Lanthanide — Wikipedia (англійська)

Статтю написано редакцією словника за наведеними джерелами; дати й факти звірено між ними. Якщо джерела розходяться, це сказано в тексті.

Поруч у словнику