ทำไมแลนทาไนด์และแอกทิไนด์จึงอยู่ด้านล่างของตารางธาตุ

ตำแหน่งที่แท้จริงของธาตุเหล่านี้

ลองไล่เลขอะตอมตามคาบที่ 6 ซีเซียม (55) แบเรียม (56) แล้วกระโดดไปที่แฮฟเนียม (72) ธาตุ 15 ธาตุตั้งแต่แลนทานัม (57) ถึงลูทีเชียม (71) เติมช่องว่างนั้น คาบที่ 7 มีช่องว่างแบบเดียวกันระหว่างเรเดียม (88) และรัทเทอร์ฟอร์เดียม (104) ซึ่งถูกเติมด้วยธาตุ 15 ธาตุตั้งแต่แอกทิเนียม (89) ถึงลอว์เรนเซียม (103)

ตารางหลายแบบทำเครื่องหมายตำแหน่งในหมู่ 3 ด้วยตัวแทนที่ระบุ 57–71 หรือ 89–103 หากเลื่อนสองแถวนี้เข้าที่ คาบที่ 6 และ 7 จะมีคาบละ 32 ธาตุ และตารางจะมี 32 คอลัมน์แทนที่จะเป็น 18 รูปแบบกว้างนี้เรียกว่าตารางธาตุแบบยาวหรือแบบ 32 คอลัมน์

บล็อก f

แลนทาไนด์และแอกทิไนด์ประกอบกันเป็นบล็อก f ตลอดแถวเหล่านี้ อิเล็กตรอนส่วนใหญ่ถูกเติมลงในระดับพลังงานย่อย f ซึ่งอยู่ลึกกว่าชั้นนอกสุดสองชั้น คือ 4f สำหรับแลนทาไนด์ และ 5f สำหรับแอกทิไนด์ ระดับพลังงานย่อย f จุอิเล็กตรอนได้ 14 ตัว นี่จึงเป็นเหตุผลที่บล็อก f กว้าง 14 คอลัมน์

แต่ละแถวมี 15 ธาตุ มากกว่า 14 คอลัมน์ของบล็อก f อยู่หนึ่ง เพราะทั้งแลนทานัมและลูทีเชียมนับเป็นแลนทาไนด์ และทั้งแอกทิเนียมและลอว์เรนเซียมนับเป็นแอกทิไนด์ ขณะที่ในแต่ละคู่มีเพียงตัวเดียวที่เป็นของหมู่ 3 จริง ๆ นักเคมียังคงถกเถียงกันว่าควรเป็นคู่ไหน

เนื่องจากอิเล็กตรอนที่เพิ่มเข้ามาอยู่ลึกภายในอะตอม อิเล็กตรอนชั้นนอกสุดจึงแทบไม่เปลี่ยนไปตลอดแต่ละแถว แลนทาไนด์ทุกธาตุลงท้ายด้วย 6s² เช่น นีโอดิเมียมคือ [Xe] 4f⁴ 6s² นี่คือเหตุผลที่แลนทาไนด์คล้ายกันมากในทางเคมีและแยกออกจากกันได้ยาก

แลนทาไนด์

แลนทาไนด์ รวมกับสแกนเดียมและอิตเทรียม มักเรียกว่าธาตุหายาก (แรร์เอิร์ท) แม้จะชื่ออย่างนั้น แต่ส่วนใหญ่ไม่ได้หายากเป็นพิเศษในเปลือกโลก เพียงแต่กระจายตัวอยู่และแยกออกจากกันได้ยาก

ส่วนใหญ่เป็นโลหะอ่อนสีเงินที่มักเกิดเป็นไอออน +3 หลายธาตุสำคัญต่อเทคโนโลยีสมัยใหม่ นีโอดิเมียมใช้ในแม่เหล็กถาวรแรงสูงสำหรับมอเตอร์ หูฟัง และกังหันลม ซาแมเรียมใช้ในแม่เหล็กซาแมเรียม–โคบอลต์ที่ทนความร้อน ยูโรเพียมใช้ในสารเรืองแสงของหน้าจอและหลอดไฟ และแกโดลิเนียมใช้ในสารเพิ่มความเปรียบต่างสำหรับการสแกน MRI ตลอดอนุกรมนี้ อะตอมหดเล็กลงเล็กน้อย จาก 240 pm สำหรับแลนทานัมเป็น 221 pm สำหรับลูทีเชียมในข้อมูลของเว็บไซต์นี้ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการหดตัวของแลนทาไนด์

แอกทิไนด์

แอกทิไนด์ทั้งหมดเป็นกัมมันตรังสี มีเพียงทอเรียมและยูเรเนียมเท่านั้นที่พบในปริมาณมากในธรรมชาติ แอกทิเนียมและโพรแทกทิเนียมมีอยู่เพียงปริมาณน้อยนิดในแร่ยูเรเนียมและทอเรียม และเนปจูเนียมกับพลูโทเนียมก็พบเพียงเล็กน้อยเช่นกัน แต่ธาตุเกือบทั้งหมดหลังยูเรเนียมถูกสร้างขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หรือเครื่องเร่งอนุภาค

ยูเรเนียมและพลูโทเนียมเป็นเชื้อเพลิงของพลังงานนิวเคลียร์ และอะเมริเซียม-241 ใช้ในเครื่องตรวจจับควันตามบ้านจำนวนมาก แอกทิไนด์แสดงช่วงประจุที่กว้างกว่าแลนทาไนด์ เช่น ยูเรเนียมเป็นได้ทั้ง +3, +4, +5 หรือ +6 แอกทิไนด์ที่หนักที่สุด เช่น โนเบเลียมและลอว์เรนเซียม เคยถูกสร้างขึ้นเพียงปริมาณน้อยนิดเท่านั้น

การอ่านธาตุเหล่านี้บนตาราง

เมื่อคุณค้นหาแลนทาไนด์หรือแอกทิไนด์ ให้จำไว้ว่าคาบของมันคือ 6 หรือ 7 แม้จะพิมพ์ไว้ในแถวล่างก็ตาม นีโอดิเมียม (60) อยู่ในคาบที่ 6 และยูเรเนียม (92) อยู่ในคาบที่ 7 ตารางหลายแบบเว้นหมายเลขหมู่ของธาตุเหล่านี้ไว้ว่าง เพราะคอลัมน์ของบล็อก f ไม่ได้อยู่ใน 18 หมู่ที่มีหมายเลข

วิธีจำช่วงอย่างง่ายคือ แถวแลนทาไนด์เริ่มต่อจากแบเรียม (56) และแถวแอกทิไนด์เริ่มต่อจากเรเดียม (88) ซึ่งเป็นโลหะหมู่ 2 ที่อยู่ล่างสุดของคอลัมน์