Lanthanides र actinides: आवधिक तालिका मा स्थिति

रासायनिक तत्व, पृथ्वीको गोले मा प्रस्तुत प्रत्येक: वातावरण, lithosphere र hydrosphere - उदाहरणका चमक एक मौलिक परमाणु-आणविक सिद्धान्त र आवधिक व्यवस्था पुष्टि गर्छ कि रूपमा सेवा गर्न सक्नुहुन्छ। रूसी वैज्ञानिकहरू एम वी Lomonosovym र डी आई Mendeleevym - तिनीहरूले प्राकृतिक इतिहास को luminaries द्वारा formulated थिए। Lanthanides र Actinides - दुई परिवार, जो 14 रासायनिक तत्व, साथै धातु आफूलाई शामिल - लान्थानम र एक्टिनियम। उनको गुण - शारीरिक र रासायनिक दुवै - यो काम हामीलाई द्वारा सम्बोधन गर्न। साथै, हामी मा स्थिति निर्धारण आवधिक प्रणाली हाइड्रोजन, lanthanides, actinides को अणुहरु को इलेक्ट्रन orbitals को संरचना मा निर्भर गर्दछ।

आविष्कारको इतिहास

दुर्लभ पृथ्वी धातु को समूह पहिलो मिश्रित गरेर लेट 18 औं शताब्दीमा यू गाडोलिनियम प्राप्त गरेका थिए - यट्रियम को ओक्साइड। प्रारम्भिक 20 औं शताब्दी, जब सम्म रसायन मा जी Moseley द्वारा अनुसन्धान धन्यवाद धातु को एक समूह को अस्तित्व सजग भयो। तिनीहरूले लान्थानम र हाफनियम बीच आवधिक तालिका मा स्थित थिए। अर्को रासायनिक तत्व - एक्टिनियम, लान्थानम जस्तै, 14 रेडियोधर्मी को एक परिवार खेल्छ रासायनिक तत्व, यी actinides। मा विज्ञान आफ्नो खोज मध्य-20 औं शताब्दीमा सम्म 1879 देखि भयो। Lanthanides र actinides शारीरिक र रासायनिक गुण मा समानता धेरै छन्। च-sublayer को पाँचौ स्तर - यो जो ऊर्जा स्तर मा हो यी धातु, को अणुहरु मा इलेक्ट्रनों को व्यवस्था बताए गर्न सकिन्छ, अर्थात् lanthanide च-sublayer को चौथो स्तर छ, र actinides लागि। अर्को, हामी थप विस्तार माथिको-उल्लेख धातु को अणुहरु को इलेक्ट्रॉन गोले विचार गर्नुहोस्।

अणु-आणविक सिद्धान्त को प्रकाश मा भित्री संक्रमण तत्व को संरचना

को रसायन एम वी Lomonosova संरचना को शानदार खोज अणुहरु को इलेक्ट्रॉन गोले थप अध्ययनको लागि आधार थियो। एक रासायनिक तत्व, को अधिकतम प्लैंक अनुसन्धान को प्राथमिक कण संरचना को रदरफोर्डले मोडेल, एफ Hund दबाइ को lanthanides र actinides द्वारा विशेषता छन् जो शारीरिक र रासायनिक गुणहरू, को आवधिक विभिन्नता को विद्यमान कानुनको सही व्याख्या फेला दिनुभयो। तपाईं संक्रमण तत्व को अणुहरु को संरचना को अध्ययन मा आवधिक व्यवस्था डी आई Mendeleeva को महत्त्वपूर्ण भूमिका बेवास्ता गर्न सक्दैनन्। हामीलाई थप विवरण यस मुद्दा हेरौं।

आवधिक प्रणाली डी आई Mendeleeva मा भित्री संक्रमण तत्व ठाँउ

मा तेस्रो समूह को छैटौं - लामो अवधि - परिवार धातु छ लान्थानम, मध्यम र प्रबन्ध गर्न ल्यूटेशियम समावेशी। लान्थानम अणु 4f-sublayer मा खाली र पूर्ण ल्यूटेशियम 14 औं इलेक्ट्रॉनों भरिएको। तत्व therebetween disposed मा, त्यहाँ च-orbitals एक क्रमिक भर्ने छ। थोरियम देखि लरेनसियम गर्न - - actinides को परिवार मा सोही सिद्धान्त कि भर्नु इलेक्ट्रॉनों 5F-sublayer हुन्छ मात्र फरक संग नकारात्मक चार्ज कणहरु को संग्रह अवलोकन छ। बाह्य ऊर्जा स्तर को संरचना र एउटै माथिको धातु को सबै thereon नकारात्मक कण को संख्या (बराबर दुई गर्न)। यो वास्तवमा को lanthanides र actinides, भित्री संक्रमण तत्व भनिन्छ, धेरै समानता छ किन बारेमा प्रश्नको जवाफ।

दुवै परिवार को रासायनिक साहित्य केही स्रोतहरूले SubGroup को दोस्रो पक्ष मा संयुक्त छन्। तिनीहरूले प्रत्येक परिवारको दुई धातु समावेश गर्दछ। मा छोटो फारम को आवधिक प्रणाली को रासायनिक तत्व डि Mendeleev प्रतिनिधिहरूलाई यी परिवार छन् पृथक देखि तालिका नै र प्रबन्ध अलग पङ्क्तिहरू। तसर्थ, आवधिक प्रणालीमा actinides र lanthanides को स्थिति भित्री PERIODICITY भर्नु स्तर मा अणुहरु र इलेक्ट्रॉनों को संरचना को सामान्य योजना गर्न पत्राचार र एउटै ओक्सीकरण उपस्थिति सामान्य समूहमा आन्तरिक संक्रमण धातु aggregating कारण। यी रासायनिक तत्व मा सुविधा र गुण बराबर लान्थानम वा एक्टिनियम छ। किन lanthanides र actinides रासायनिक तत्व को तालिका हटाइयो भनेर हो।

च-sublayer को विद्युतीय कन्फिगरेसन धातु को गुण असर रूपमा

हामी अघि भने छन् रूपमा, आवधिक प्रणालीमा lanthanides र actinides को स्थिति सीधा आफ्नो शारीरिक र रासायनिक विशेषताहरु निर्धारण गर्छ। उदाहरणका लागि, मध्यम आयनों, गाडोलिनियम र lanthanide परिवारको अन्य तत्व कारण च-sublayer को संरचनात्मक सुविधाहरूमा उच्च चुम्बकीय क्षणमा छ। यो चुम्बकीय गुण संग अर्धचालक उत्पादन लागि dopants रूपमा धातु प्रयोग गर्न सम्भव छ। Sulfides परिवार तत्व एक्टिनियम (जस्तै, sulfide प्रोट्याकटिनियम, थोरियम) आफ्नो अणु मा एक मिश्रित छ रासायनिक सम्बन्ध गाँसिसकेको को प्रकार: ईओण-covalent वा covalent-धातु। निर्माण को यो सुविधा नयाँ शारीरिक र रासायनिक गुण को उद्भव गर्न नेतृत्व, र lanthanides र actinides फ्लोरोसेन्ट गुण किन रूपमा प्रश्न गर्न प्रतिक्रिया रूपमा सेवा छ। उदाहरणका लागि, एक्टिनियम चाँदीको एक नमूना अँध्यारो bluish आभा मा glows। यो कारणले गर्दा एक उच्च ऊर्जा स्तरमा परमाणु र इलेक्ट्रॉनों को excitation therein "जम्प" को प्रभाव अन्तर्गत हुन्छ र त्यसपछि आफ्नो स्थिर कक्षा फर्कन जो बिजुली वर्तमान धातु आयनों, प्रकाश को फोटोन को कार्य, छ। यो lanthanides र actinides phosphors छन् कि यस कारण लागि हो।

को अणुहरु को ईओण radii कम को नतिजा

लान्थानम र एक्टिनियम, आफ्नो परिवारको, धातु आयनों को आकार संकेतक radii मा एक monotonic कमी तत्त्वहरू जस्तै मा। विज्ञान, यस्ता अवस्थामा मा lanthanide र actinide सङ्कुचन को बोल्न। विज्ञान सेट निम्न ढाँचा: संग वृद्धि शुल्क को नाभिक को अणुहरु, जब तत्व हौं एक र एउटै अवधि र आफ्नो radii कमी। यो निम्नानुसार व्याख्या गर्न सकिन्छ: यस्तो सेरियम, प्रासेओडाइमियम, Neodymium, अणुहरु को ऊर्जा स्तर को संख्या र सधैं छ बराबर रूपमा धातु लागि। तर केन्द्रक शुल्क क्रमशः वृद्धि द्वारा एक र गठन +58, +59, +60। यो कि सकारात्मक चार्ज नाभिक तिर इलेक्ट्रॉनों को भित्री गोले को आकर्षण को शक्ति बढ्छ हो। एक परिणाम रूपमा अणुहरु को radii एक कमी छ। को ईओण radii को परमाणु नम्बर वृद्धि संग ईओण धातु यौगिकों पनि कम छन्। यस्तै परिवर्तन तत्व एक्टिनियम परिवार अवलोकन गरेका थिए। को lanthanides र actinides जोडाहरू भनिन्छ किन कि छ। आयन radii कम मुख्यतया Ce (OH) _3, पीआर (OH) ₃ को hydroxides आधारभूत गुण को एक कमजोर तिर _{जान्छ,} र ल्यूटेशियम को आधार पहिले नै amphoteric गुण प्रदर्शन।

अनपेक्षित परिणाम आधा युरोपियम अणु गर्न orbitals मा 4f-sublevel unpaired इलेक्ट्रॉनों भर्नु जान्छ। उहाँले अर्धव्यास छैन कम छ, तर बरु वृद्धि एटम। lanthanides गाडोलिनियम 5d-sublevel को श्रृंखला मा निम्न, त्यहाँ एक इलेक्ट्रन 4f-sublevel यूरोपीय संघ को लागि समान छ। यस्तो संरचना गाडोलिनियम अणुहरु को अर्धव्यास मा एक आकस्मिक कमी गराउँछ। यस्तै घटना यटरबियम एक जोडी अवलोकन छ - ल्यूटेशियम। यो एकाएक 5d-sublevel इलेक्ट्रन अवलोकन उपस्थिति मा रूपमा घट्छ ल्यूटेशियम गर्दा ठूलो 4f-sublayer भर्नु पूरा गर्न कारण को पारमाणविकअर्धव्यास पहिलो तत्व। एक्टिनियम र परमाणु र आयनों यो परिवार radii अन्य रेडियोधर्मी तत्व मा leaps र सीमा मा, साथै monotonically परिवर्तन छैन, तर lanthanides को कि रूपमा। तसर्थ, lanthanides र actinides आफ्नो यौगिकों को गुण correlatively को अणुहरु को इलेक्ट्रॉन गोले को आयोनिकअर्धव्यास र संरचना निर्भर जो तत्व हो।

valence अमेरिका

Lanthanides र Actinides तत्व जसको विशेषताहरु एकदम समान छौं। विशेष, यो valence आयनों र अणुहरु आफ्नो ओक्सीकरण अमेरिका सम्बन्धित छ। उदाहरणका लागि, थोरियम र प्रोट्याकटिनियम, बिहिबार को यौगिकों मा, तीन को एक valence exhibiting लागि (OH) _3, PaCl _3, THF _3, प ₂ (कं ₃₎ को _3. यी पदार्थ को सबै अघुलनशील छन् र को धातु जस्तै रासायनिक गुण लान्थानम परिवार: .., मध्यम, प्रासेओडाइमियम, Neodymium, र त्यसैले यी यौगिकों को Lanthanides मा निस्केको पनि त्रिसंयोजक हुनेछ। जोडाहरू - यी उदाहरणहरू हाम्रो दाबी छ कि lanthanides र actinides को विशुद्धता प्रमाणित। तिनीहरूले यस्तै शारीरिक र रासायनिक गुण छ। यो मुख्यतया आन्तरिक संक्रमण तत्व दुवै परिवार को अणुहरु मा इलेक्ट्रन orbitals संरचना बताए गर्न सकिन्छ।

धातु गुण

दुई समूहका सबै प्रतिनिधिको 4f-, 5f- पूरा भइरहेको छ कि धातु, साथै घ-sublevels छन्। लान्थानम र दुर्लभ पृथ्वी को तत्व आफ्नो परिवार भनिन्छ। आफ्नो शारीरिक र रासायनिक विशेषताहरु अलग प्रयोगशाला अवस्थामा तिनीहरूले ठूलो कठिनाई संग अलग ताकि समान छन्। अक्सर ऑक्सीकरण +3 देखाउँदै लान्थानम श्रृंखला तत्व धेरै समानता छ पृथ्वीकाक्षारियधातु (बारियम, क्याल्सियम, स्ट्रोनटियम)। Actinides पनि साथै पनि रेडियोधर्मी मा अत्यन्तै सक्रिय धातु हो।

को lanthanides र actinides र स्पर्श गुण को संरचनात्मक सुविधाहरू जस्तै, उदाहरणका लागि, सूक्ष्मता pyrophoric विभाजित। धातु अनुहार-केन्द्रित स्फटिक lattices को आकार मा एक कमी पनि छ। थप सबै रासायनिक दुवै परिवार को तत्व - कारण तीव्र गतिमा darkening हावा को उच्च जवाब एक चांदी sheen संग एक धातु। तिनीहरूले सम्बन्धित ओक्साइड फिलिम थप ओक्सीकरण देखि सुरक्षा द्वारा ढाकेका छन्। सबै तत्व पर्याप्त नेप्टुनियम र प्लुटोनियम बाहेक दुर्दम्य हो, पग्लिने तापमान तल एकदम 1000 ° सी छ

विशेषता रासायनिक प्रतिक्रिया

पहिले उल्लेख रूप मा, lanthanides र actinides रासायनिक सक्रिय धातु हो। हलोजेन, साथै फस्फोरस, कार्बन - त्यसैले लान्थानम, परिवारको सेरियम र अन्य सदस्यहरु सजिलै सरल पदार्थ संग जोडिएको गर्न सकिन्छ। Lanthanides पनि दुवै कार्बन मोनोअक्साइड र कार्बन डाइअक्साइड अन्तरक्रिया सक्छ। तिनीहरूले पनि पानी विघटित गर्न सक्षम छन्। यस्तो उदाहरण SeCl ₃ वा PRF ₃ रूपमा सरल लवण, _{बाहेक,} तिनीहरूले डबल लवण गठन। विश्लेषणात्मक रसायन मा, एउटा महत्त्वपूर्ण स्थान lanthanide धातु-glycine र साइट्रिक एसिड संग प्रतिक्रिया कब्जा। यो जटिल यौगिकों परिणामस्वरूप यस्तो प्रक्रिया जस्तै अयस्क रूपमा lanthanides, एक मिश्रण को जुदाई लागि लागू छन्।

एक नाइट्रेट, क्लोराइड र सल्फेट एसिड संग प्रतिक्रिया द्वारा, धातु संवाददाता लवण गठन। तिनीहरूले पानीमा सजिलै घुलनशील र स्फटिक hydrates गठन को सजिलै सक्षम छ। यो lanthanide लवण को जलीय समाधान उनको सम्बन्धित आयनों मा उपस्थिति द्वारा बताए छ जो, रंगीन हुन् भनेर उल्लेख गर्नुपर्छ। नुन समाधान सामारियम वा प्रासेओडाइमियम हरियो Neodymium - रातो-बैजनी, युरोपियम र प्रोमेथियम - गुलाबी। ऑक्सीकरण +3 मा आयनों रंग भएकोले धातु आयनों, lanthanides को खोज को लागि विश्लेषणात्मक रसायन प्रयोग गरिन्छ (तथाकथित उच्च गुणस्तरीय प्रतिक्रिया)। एउटै उद्देश्यका लागि पनि यस्तो आंशिक crystallization र आयन विनिमय Chromatography रूपमा रासायनिक विश्लेषण को तरिकाहरू प्रयोग।

तत्व को actinides समूह को दुई मा प्रतिष्ठित गर्न सकिन्छ। यो बर्कले, खेत, मध्यम, नोबेलियम, लरेनसियम र युरेनियम, नेप्टुनियम, प्लुटोनियम, omeretsy छ। रासायनिक गुण आफ्नो परिवारको पहिलो र लान्थानम धातु गर्न समान छन्। दोस्रो समूह को तत्व धेरै समान रासायनिक विशेषताहरु (पर्याप्त आपसमा समान) छ। सल्फर, नाइट्रोजन, कार्बन: सबै actinides चाँडै गैर-धातु अन्तरक्रिया गर्नुहोस्। अक्सिजन legandami तिनीहरूले जटिल यौगिकों गठन। देख्न सकिन्छ रूपमा, धातु को दुवै परिवार रासायनिक व्यवहार मा प्रत्येक अन्य समान। किन lanthanides र actinides धातु अक्सर जोडिएको भनिन्छ कि छ।

स्थिति हाइड्रोजन आवधिक प्रणाली, को lanthanides, को actinides

यो खातामा हाइड्रोजन पर्याप्त प्रतिक्रियाशील पदार्थ छ भन्ने तथ्यलाई लिन आवश्यक छ। यो रासायनिक प्रतिक्रिया अवस्था निर्भर नै प्रकट: एक एजेन्ट कम र oxidizing एजेन्ट रूपमा। किन आवधिक प्रणाली मा, हाइड्रोजन साथ दुई समूहका प्रमुख उपसमूहहरु छ भन्ने छ।

पहिलो हाइड्रोजन एक कम एजेन्ट, साथै रूपमा कार्य क्षारियधातु, यहाँ स्थित। तत्व हलोजेन साथ 7th समूह ठाउँमा हाइड्रोजन यसको लचक संकेत गर्छ। मा छैटौं अवधि यो छ, जस्तै पहिले उल्लेख, परिवारको lanthanides, गाया मा छुट्टै पङ्क्ति लागि सुविधा र compactness को तालिका। सातौं अवधि actin समान विशेषताहरु संग रेडियोयाक्टिभतत्वकोरङचयनगर्दछ एक समूह समावेश गर्दछ। Actinides छन् स्थित बाहिर तालिका को रासायनिक तत्व डि Mendeleyev अन्तर्गत नजिक परिवारको लान्थानम। , अध्ययन कम से कम आफ्नो अणुहरु को नाभिक देखि यी तत्व कारण रेडियोधर्मिता धेरै अस्थिर छन्। को lanthanides र actinides आन्तरिक संक्रमण तत्व हो, र आफ्नो physicochemical विशेषताहरु धेरै समान छन् भन्ने सम्झनुहोस्।

धातु उद्योग उत्पादन लागि सामान्य विधि

थोरियम, प्रोट्याकटिनियम र युरेनियम, अयस्क प्रत्यक्ष उत्पादित छ जो बाहेक अन्य actinides युरेनियम धातु प्रवाह छिटो न्युट्रोन सार्दा नमूनाहरू irradiating द्वारा तयार गर्न सकिन्छ। मा औद्योगिक मात्रा नेप्टुनियम र प्लुटोनियम छ निकालिएको देखि व्यतित इन्धन देखि आणविक रिएक्ट्र्स। एकदम जटिल र महँगो प्रक्रिया, मुख्य विधि आयन विनिमय र multistage निकासी छन् जो - प्राप्त actinides याद गर्नुहोस्। Lanthanides, दुर्लभ पृथ्वी तत्व भनिन्छ जो, chlorides वा fluorides को इलेक्ट्रोलीज प्राप्त। ultrapure lanthanides प्राप्त गर्न, metallothermal विधि प्रयोग।

आन्तरिक संक्रमण तत्व कहाँ लागू गर्न

हामी अध्ययन जो धातु प्रयोग को स्पेक्ट्रम एकदम व्यापक छ। एक्टिनियम को एक परिवार को लागि - सबै, आणविक हतियार र ऊर्जा माथि छ। Actinides छन् महत्त्वपूर्ण मा चिकित्सा, दोष पत्ता लगाउने, सक्रियता विश्लेषण। यो आणविक रिएक्ट्र्स स्रोतहरू मा न्यूट्रोन कब्जा रूपमा lanthanides र actinides को प्रयोग, बेवास्ता गर्न असम्भव छ। Lanthanides पनि साथै phosphors को उत्पादन मा, फलाम गर्न alloying थपिएको र इस्पात रूपमा प्रयोग।

प्रकृति मा वितरण

actinides र lanthanides को आक्साइड अक्सर Zirconium, थोरियम, यट्रियम पृथ्वी भनिन्छ। तिनीहरूले अनुरूप धातु को तयारी को लागि एक प्रमुख स्रोत हो। अरुणग्रह, को actinides को मुख्य प्रतिनिधि अयस्क वा खनिज चार प्रकार को रूप मा lithosphere को बाहिरी पत्र छ रूपमा। सबै को पहिलो, यो जो युरेनियम डाइअक्साइड छ, pitchblende छ। यो धातु को उच्च सामग्री हो। अक्सर रेडियम युरेनियम डाइअक्साइड जम्मा (नसाहरु) सँगसँगै। तिनीहरूले क्यानाडा, फ्रान्स, जाएर मा पाइन्छन्। परिसर थोरियम र युरेनियम अयस्क त्यस्ता सुन वा चाँदी जस्तै बहुमूल्य धातु को अन्य अयस्क समावेश गर्दछ।

रूस, दक्षिण अफ्रिका, क्यानाडा र अष्ट्रेलिया मा धनी यस्तो कच्चा माल को सूची। केही sedimentary चट्टानको खनिज carnotite समावेश गर्दछ। यसको संरचना, युरेनियम, Vanadium बाहेक अर्को प्रवेश गर्छ। कच्चा युरेनियम को चौथो प्रकार - एक फस्फेट अयस्क र zhelezouranovye स्लेट। आफ्नो रिजर्व छन् मा मोरक्को, स्वीडेन र संयुक्त राज्य अमेरिका। हालै कोइला र लिग्नाइट समावेश युरेनियम अशुद्धियों जम्मा रूपमा होनहार छलफल। तिनीहरूले स्पेन उत्पादित गर्दै छन्, चेक गणतन्त्र, साथै दुई अमेरिकी राज्य अमेरिका - उत्तर र दक्षिण डकोटा।