Lantanowce - grupa
pierwiastków chemicznych
wydzielona z 6. okresu
układu okresowego
.
Rozpoczyna się ona od
ceru
(
liczba atomowa
58) i kończy na
lutecie
(liczba atomowa 71). Łącznie liczy ona 14 pierwiastków:
cer
,
prazeodym
,
neodym
,
promet
,
samar
,
europ
,
gadolin
,
terb
,
dysproz
,
holm
,
erb
,
tul
,
iterb
i
lutet
.
Do lantanowców zalicza się też zwykle sam
lantan
, od którego wywodzi się nazwa całej grupy, i tak też czyni
IUPAC
, wielu chemików woli jednak zaliczać ten pierwiastek do
skandowców
.[1]
Skandowce (
lantan
,
itr
i
skand
) razem z lantanowcami określano kiedyś łącznie mianem metali
ziem rzadkich
, gdyż dawniej uważano, że występują one stosunkowo rzadko. Obecnie wiadomo jednak, że ich zawartość w
skorupie ziemskiej
bynajmniej nie jest mniejsza od zawartości niektórych metali użytkowych, oraz że ich minerały są znacznie bardziej rozpowszechnione niż to dawniej sądzono. Dzieli się je na podgrupę ceru (Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd - tzw. lantanowce lekkie) oraz podgrupę itru (Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu - tzw. lantanowce ciężkie).
Wszystkie lantanowce mają jednakową budowę zewnętrznej powłoki elektronowej, a rozbudowują podpowłokę 4f, są więc razem z
aktynowcami
częścią
bloku f
układu okresowego. Powoduje to, że mają one bardzo zbliżone właściwości fizyczne i chemiczne. Są to
metale
, które mogą osiągać maksymalny
stopień utlenienia
+4, choć najczęściej występują na +3 stopniu utlenienia. Możliwość występowania lantanowców na +2 i +4 stopniu utlenienia tłumaczy się różnicami stanu energetycznego elektronów na poziomie 4f w zależności od ich liczby. Elektrony najtrwalej są związane wówczas, gdy poziom 4f zapełniony jest do połowy (7 elektronów) lub całkowicie, dlatego najtrwalszą konfigurację poziomu 4f mają gadolin Gd i lutet Lu. Stopień utlenienia +4 przejawiają Ce, Pr, Tb, Dy a stopień utlenienia +2 Sm, Eu, Tm, Yb, tj. pierwiastki, których liczba elektronów na poziomie 4f jest bliska 0, 7 i 14.
W przyrodzie występują w formie mieszanych minerałów, z których trudno jest wyodrębnić czyste pierwiastki. Główny minerał, w którym występuje lantan i kilka lantanowców to
monacyt
.
W geochemii stosuje się skrót REE dla pierwiastków ziem rzadkich (lantanowców). Wchodzą one zazwyczaj wszystkie razem w skład minerałów bardzo trwałych i odpornych na wietrzenie.
Wpływ
elektronów
przybywających do podpowłoki 4f, jest słabszy niż elektronów przybywających do podpowłoki (n-1)d w pierwiastkach zewnątrzprzejściowych. Przeważającym czynnikiem jest przyciąganie
elektronów walencyjnych
przez
jądro
. Ładunek jądra zwiększa się w kierunku od
ceru
do
lutetu
, co powoduje zmniejszanie
promieni atomowych
i
jonowych
lantanowców ze wzrostem
liczby atomowej
, czyli tzw. kontrakcję lantanowców.
Przypisy