Proč jsou lanthanoidy a aktinoidy dole pod periodickou tabulkou?

Kam skutečně patří

Sleduj protonová čísla napříč 6. periodou: cesium (55), baryum (56) a pak skok na hafnium (72). Tuto mezeru vyplňuje 15 prvků od lanthanu (57) po lutecium (71). Sedmá perioda má stejnou mezeru mezi radiem (88) a rutherfordiem (104), kterou vyplňuje 15 prvků od aktinia (89) po lawrencium (103).

Mnohé tabulky označují místo ve 3. skupině zástupným políčkem s nápisem 57–71 nebo 89–103. Kdyby se oba řádky zasunuly na místo, 6. i 7. perioda by obsahovaly po 32 prvcích a tabulka by měla 32 sloupců místo 18. Toto široké uspořádání se nazývá dlouhá forma nebo 32sloupcová periodická tabulka.

Blok f

Lanthanoidy a aktinoidy tvoří blok f. V těchto řádcích se elektrony přidávají hlavně do podslupky f ležící o dvě slupky pod nejvzdálenější: 4f u lanthanoidů a 5f u aktinoidů. Podslupka f pojme 14 elektronů, proto je blok f široký 14 sloupců.

Každý řádek uvádí 15 prvků, o jeden víc než 14 sloupců bloku f. Je to proto, že lanthan i lutecium se počítají mezi lanthanoidy a aktinium i lawrencium mezi aktinoidy, zatímco do 3. skupiny skutečně patří jen jeden z každé dvojice. Chemici stále diskutují, která dvojice to má být.

Protože přidávané elektrony leží tak hluboko uvnitř atomu, nejvzdálenější elektrony se v rámci každého řádku téměř nemění. Každý lanthanoid končí na 6s²; neodym je například [Xe] 4f⁴ 6s². Proto jsou lanthanoidy chemicky tak podobné a tak těžko se od sebe oddělují.

Lanthanoidy

Lanthanoidy se spolu se skandiem a yttriem často nazývají prvky vzácných zemin. Přes tento název není většina z nich v zemské kůře nijak zvlášť vzácná; jsou prostě rozptýlené a obtížně se od sebe oddělují.

Jsou to většinou měkké stříbřité kovy, které typicky tvoří ionty +3. Mnohé z nich jsou pro moderní technologie nezbytné: neodym se používá v silných permanentních magnetech pro motory, sluchátka a větrné turbíny, samarium v teplotně odolných samarium-kobaltových magnetech, europium v luminoforech obrazovek a lamp a gadolinium v kontrastních látkách pro snímky magnetickou rezonancí. V rámci řady se atomy mírně zmenšují, od 240 pm u lanthanu po 221 pm u lutecia v datech tohoto webu, což se nazývá lanthanoidová kontrakce.

Aktinoidy

Všechny aktinoidy jsou radioaktivní. Ve větším množství se v přírodě vyskytují jen thorium a uran. Aktinium a protaktinium existují ve stopových množstvích v uranových a thoriových rudách, stejně jako stopy neptunia a plutonia, ale téměř všechny prvky za uranem se vyrábějí v jaderných reaktorech nebo urychlovačích částic.

Uran a plutonium jsou palivem jaderné energetiky a americium-241 se používá v mnoha domácích detektorech kouře. Aktinoidy vykazují širší rozsah nábojů než lanthanoidy: uran může mít například +3, +4, +5 nebo +6. Nejtěžší aktinoidy, například nobelium a lawrencium, byly dosud vyrobeny jen v nepatrných množstvích.

Jak je číst v tabulce

Když vyhledáváš lanthanoid nebo aktinoid, pamatuj, že jeho perioda je 6 nebo 7, i když je vytištěn v dolním řádku. Neodym (60) je v 6. periodě a uran (92) v 7. periodě. Mnohé tabulky nechávají u těchto prvků číslo skupiny prázdné, protože sloupce bloku f nepatří mezi 18 číslovaných skupin.

Rychlý způsob, jak si zapamatovat rozsahy: řádek lanthanoidů začíná hned za baryem (56) a řádek aktinoidů hned za radiem (88), dvěma kovy 2. skupiny na dně jejich sloupce.