Lantanitler ve aktinitler neden periyodik tablonun altındadır?

Gerçekte nereye aittirler?

6. periyotta atom numaralarını izle: sezyum (55), baryum (56), sonra hafniyuma (72) bir sıçrama. Lantandan (57) lütesyuma (71) kadar 15 element bu boşluğu doldurur. 7. periyotta radyum (88) ile rutherfordyum (104) arasında aynı boşluk vardır; onu aktinyumdan (89) lavrensiyuma (103) kadar 15 element doldurur.

Birçok tablo 3. gruptaki yeri 57–71 ya da 89–103 yazan bir yer tutucuyla işaretler. İki satırı yerine kaydırsaydın 6. ve 7. periyotların her biri 32 element içerirdi ve tablo 18 yerine 32 sütunlu olurdu. Bu geniş düzene uzun biçimli ya da 32 sütunlu periyodik tablo denir.

f bloğu

Lantanitler ve aktinitler f bloğunu oluşturur. Bu satırlar boyunca elektronlar esas olarak en dıştaki kabuğun iki kabuk altındaki bir f alt kabuğuna eklenir: lantanitler için 4f, aktinitler için 5f. Bir f alt kabuğu 14 elektron alır; f bloğunun 14 sütun genişliğinde olmasının nedeni budur.

Her satırda 14 f bloğu sütunundan bir fazla, 15 element listelenir. Bunun nedeni, hem lantanın hem lütesyumun lantanit, hem aktinyumun hem lavrensiyumun aktinit sayılması, ama her çiftten yalnızca birinin gerçekten 3. gruba ait olmasıdır. Kimyacılar hangi çiftin olması gerektiğini hâlâ tartışıyor.

Eklenen elektronlar atomun çok derinlerinde yer aldığı için en dıştaki elektronlar her satır boyunca neredeyse hiç değişmez. Her lantanit 6s² ile biter; örneğin neodim [Xe] 4f⁴ 6s²'dir. Lantanitlerin kimyasal olarak birbirine bu kadar benzemesinin ve ayrılmasının bu kadar zor olmasının nedeni budur.

Lantanitler

Lantanitler, skandiyum ve itriyumla birlikte çoğu zaman nadir toprak elementleri olarak anılır. Adına rağmen çoğu Dünya kabuğunda özellikle nadir değildir; yalnızca dağınıktırlar ve birbirinden ayrılmaları zordur.

Çoğunlukla yumuşak, gümüşi metallerdir ve tipik olarak +3 iyonları oluştururlar. Birçoğu modern teknoloji için hayatidir: neodim motorlarda, kulaklıklarda ve rüzgâr türbinlerinde kullanılan güçlü kalıcı mıknatıslarda, samaryum ısıya dayanıklı samaryum–kobalt mıknatıslarında, evropiyum ekranların ve lambaların fosforlarında, gadolinyum ise MR taramalarının kontrast maddelerinde kullanılır. Seri boyunca atomlar bu sitenin verilerinde lantan için 240 pm'den lütesyum için 221 pm'ye kadar hafifçe küçülür; bu etkiye lantanit büzülmesi denir.

Aktinitler

Tüm aktinitler radyoaktiftir. Doğada yalnızca toryum ve uranyum büyük miktarlarda bulunur. Aktinyum ve protaktinyum uranyum ve toryum cevherlerinde çok az izler halinde bulunur, neptünyum ve plütonyumun da izleri vardır; ama uranyumdan sonraki elementlerin neredeyse hepsi nükleer reaktörlerde ya da parçacık hızlandırıcılarında üretilir.

Uranyum ve plütonyum nükleer enerjinin yakıtlarıdır, amerikyum-241 ise birçok ev tipi duman dedektöründe kullanılır. Aktinitler lantanitlerden daha geniş bir yük aralığı gösterir: örneğin uranyum +3, +4, +5 ya da +6 olabilir. Nobelyum ve lavrensiyum gibi en ağır aktinitler yalnızca çok küçük miktarlarda üretilebilmiştir.

Tabloda nasıl okunurlar?

Bir lantanit ya da aktinite bakarken, alt satırda gösterilse bile periyodunun 6 ya da 7 olduğunu unutma. Neodim (60) 6. periyottadır, uranyum (92) 7. periyottadır. Birçok tablo bu elementler için grup numarasını boş bırakır, çünkü f bloğu sütunları numaralandırılmış 18 grup arasında değildir.

Aralıkları hatırlamanın hızlı bir yolu: lantanit satırı baryumun (56) hemen ardından, aktinit satırı radyumun (88) hemen ardından başlar; ikisi de sütunlarının en altındaki 2. grup metalleridir.