لانثانيدات

الرقم الذري	الاسم	الرمز	58	سيريوم	Ce
59	براسيوديميوم	Pr
60	نيوديوم	Nd
61	بروميثيوم	Pm
62	ساماريوم	Sm
63	يوروبيوم	Eu
64	جادولينيوم	Gd
65	تريبيوم	Tb
66	ديسبروسيوم	Dy
67	هولميوم	Ho
68	إبريوم	Er
69	ثوليوم	Tm
70	إتيربيوم	Yb
71	لوتيتيوم	Lu

اللانثينيدات هي سلسلة من 15 عنصر أرضي نادر تبدأ من سيريوم إلى لوتيتيوم في الجدول الدوري، بالأرقام الذرية من 58 إلى 71 ، وبعض العلماء يضيف إليهم عنصر لانثانوم 57 الذي يسبقهم في الجدول الدوري. وترجع تسمية سلسلة اللانثانيدات إلى عنصر اللانثانوم رغم أنه لا يوجد فيها (طبقا لبعض العلماء). وتلى سلسة اللانثينيدات سلسة الأكتينيدات.

وتتكون سلسلة اللانثينيدات من سلسلة عناصر متتالية يكون فيها المدار f ممتلئا جزئيا أو كليا بالإلكترونات، بينما تكون المدارات الخارجية p وd فارغة. وحيث ان المدار f ليس نشيطا كيميائيا مثل المدارات s وd وp ، فإن عناصر سلسلة اللانثينيدات تكون متشابهة كيميائيا. ويتم وضع سلسة اللانثينيدات تحت الجدول الدوري كما لو كانت تذييل له. بينما يوضح الجدول الدوري الطويل المكان الفعلى لمجموعة اللانثينيدات.

الخواص

(أنظر أسفله)

عنصر كيميائي	لانثانوم	سيريوم	براسوديميوم	نيوديميوم	بروميثيوم	ساماريوم	يوروبيوم	غادولينيوم	تربيوم	ديسبروسيوم	هولميوم	إربيوم	ثوليوم	إتيربيوم	لوتيشيوم
عدد ذري	57	58	59	60	61	62	63	64	65	66	67	68	69	70	71
شكله
كثافة (g/cm³)	6.162	6.770	6.77	7.01	7.26	7.52	5.244	7.90	8.23	8.540	8.79	9.066	9.32	6.90	9.841
نقطة انصهار (°C)	920	795	935	1024	1042	1072	826	1312	1356	1407	1461	1529	1545	824	1652
البنية الإلكترونية للذرة*	5d¹	4f¹5d¹	4f³	4f⁴	4f⁵	4f⁶	4f⁷	4f⁷5d¹	4f⁹	4f¹⁰	4f¹¹	4f¹²	4f¹³	4f¹⁴	4f¹⁴5d¹
Ln³⁺ البنية الإلكترونية*^[1]	4f⁰^[2]	4f¹	4f²	4f³	4f⁴	4f⁵	4f⁶	4f⁷	4f⁸	4f⁹	4f¹⁰	4f¹¹	4f¹²	4f¹³	4f¹⁴
Ln³⁺ نصف قطر الذرة pm	103	102	99	98.3	97	95.8	94.7	93.8	92.3	91.2	90.1	89	88	86.8	86.1

الخواص الكيميائية

نظرا لتشابه بنية غلاف إلكترونات التكافؤ لتلك العناصر فتتصرف اللانثانيدات كيميائيا مثل عناصر المجموعة الثالثة في الجدول الدوري سكانديوم وإيتربيوم وتكون معهما مجموعة العناصر الأرضية النادرة. وتلك العناصر تتأكسد سريعا، وتتفاعل إلى حد ما مع الماء منتجة غاز الهيدروجين.

بدءا من السيريوم يمتلئ المدار 4f رويدا رويدا حتى نصل إلى اللوتيتيوم الذي يتم امتلاؤه ب 14 من الإلكترونات. ونظرا لكون المدارات 4f تكون موجودة تحتية في الذرة فهي تكون - بعكس إلكترونات المدار d - غير مشاركة في النشاط الكيميائي. وتتشابه جميع اللانثانيدات في خواصها الكيميائية. وتتميز جميعها عدد أكسدة +3. كما تظهر لبعضها اعداد أكسدة +2 و +4.

الخواص الفيزيائية

التركيب البلوري للانثانيدات نظام بلوري سداسي مركزي الوسط.(ما عدا السيريوم والسماريوم والأوروبيوم والإيتربيوم).

تتبلور اللانثانيدات (ما عدا السيريوم والسماريوم والأوروبيوم والإيتربيوم ) في النظام البلوري السداسي ،وهي فلزات براقة تشبه الفضة، مرنة، وتتفاعل كيميائيا. ويتميزون بالبنية ذات. تقل الصلادة بتزايد العدد الذري.

تنتمي الانثانيدات مثلما تنتمي الأكتينيدات إلى مجموعة العناصر الانتقالية الداخلية أو بمعنى آخر إلى عناصر المجموعة f ، حيث تكون المدارات f في تلك السلسلة غير مكتملة بالإلكترونات.

الاستخدامات

يستخدم السيريوم في صناعة حجر الولاعة كما يستخدم كمحفز في تكرير البترول
ويستخد النيوديم والبراسيوديم لتلوين النظارات، وصناعة النظارات الواقية لعملية اللحام ، كما يستحدم البراسيوديم في صناعة الليزر بدلا من الروبين.
البروميثيوم: يستخدم كمصدر حراري في الأقمار الصناعية.
يستخدم الساماريوم: لصناعة المغناطيسات الذاتية ، كما يستخدم في صناعة السماعات
الأوروبيوم والديسبروسيوم: يستخدمان كماص للنيوترونات في المفاعلات النووية. كما يستخدم الأوروبيوم كمادة منشطة للون الأحمر في أنابيب التلفزيون.
الجادولينيوم: يستخدم كمادة منشطة للون الأخضر في أنابيب التلفزيون.
التربيوم: يستخدم في صناعة الليزر
الهولميوم: بدخل في سبائك الفولاذ ويجعلة سهل التشكيل
الإربيوم: يستخدم في المرشحات الضوئية للتصوير تصنيع
إيتربيوم: يستخدم كمصدر للأشعة السينية بدون كهرباء، فملما في أجهزة أشعة إكس المحمولة.
يستخدم اللوتيتيوم كمحفز في تكرير البترول ولإجراء البلمرة في الكيمياء.

عينات من نترات اللانثانيدات في شكلها السداسي. من اليسار الى اليمين: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu.

طالع أيضا

المراجع

^ Walter Koechner (2006). Solid-state laser engineering. Springer. ص. 47–. ISBN:978-0-387-29094-2. مؤرشف من الأصل في 2020-01-25. اطلع عليه بتاريخ 2012-01-15. {{استشهاد بكتاب}}: |archive-date= / |archive-url= timestamp mismatch (مساعدة)
^ Lanthanum – Chemistry Encyclopedia – reaction, water, elements, metal, gas, name, atom. Chemistryexplained.com. Retrieved on 2012-01-15. نسخة محفوظة 03 أكتوبر 2017 على موقع واي باك مشين.

وصلات خارجية

USGS للمعلومات عن إحصائيات العناصر الأرضية النادرة

[1] Walter Koechner (2006). Solid-state laser engineering. Springer. ص. 47–. ISBN:978-0-387-29094-2. مؤرشف من الأصل في 2020-01-25. اطلع عليه بتاريخ 2012-01-15. {{استشهاد بكتاب}}: |archive-date= / |archive-url= timestamp mismatch (مساعدة)

[2] Lanthanum – Chemistry Encyclopedia – reaction, water, elements, metal, gas, name, atom. Chemistryexplained.com. Retrieved on 2012-01-15. نسخة محفوظة 03 أكتوبر 2017 على موقع واي باك مشين.

[1]

[2]