F- 블록 요소의 분류

F- 블록 요소는 궤도가 지속적으로 채워진 4F 및 5F 요소로 구성됩니다. 그룹 3 요소는 F 블록 요소의 구성원입니다. 

그들은 란타나데와 액티 나이드의 두 시리즈로 구성됩니다. Lanthanides는 하나의 산화 상태 만 포함하기 때문에이 계열의 다른 전이 요소보다 서로 비슷합니다. 크기가 작은 크기 변화의 영향을 모호하게 할 수있는 탁월한 기회와 핵 전하는 화학적 특성과 유사한 요소에 의해 제공됩니다. 

란타 노이드와는 반대로, 액티 나이드는 훨씬 더 복잡한 원소이며, 여러 산화 상태와 방사성 특성으로 인해 합병증이 발생합니다.

Lanthanides (4F 시리즈)

이 섹션의 요소에서 마지막 전자는 4F 궤도로 들어갑니다.

일반 특성

• 전자 구성

 란타 노이드의 일반적인 구성

 [xe] 4f¹e¹⁴ 5dº⁻¹ 6S²

 여기에는 3 개의 불완전한 껍질이 포함되어 있습니다

• 산화 상태

• 란타니드 시리즈의 모든 원소의 산화 상태는 +3입니다. 일부 금속 (사마 리움, 유로움 및 이테르비움)은 이전에 +2 산화 상태를 갖는 것으로 생각되었다. 이 금속과 이들의 유도체에 대한 추가 연구에 따르면 란타니 나이드 클래스의 모든 금속은 용액에 +2 산화 상태가 있음이 밝혀졌습니다.

• 가장 외부 전자 (6S²)와 1 개의 내부 전자의 사용. 사용 된 내부 전자는 5D 전자이지만 4F 전자는 존재하지 않으면 사용할 수 있습니다.

• 모든 란타 나이드는 +4 산화 상태를 함유하는 세륨, praeseodymium 및 terbium을 제외한 +3 산화를 가지고 있습니다.

• +2 및 +4 산화 상태는 다음과 같은 경우에만 발생합니다
• 고귀한 가스 구성, 예를 들어, CE⁴⁺ (f⁰)
• 반으로 채워진 F 궤도, 예를 들어, EU²⁺, TB⁴⁺ (f⁷)
• 완전히 채워진 f 궤도 (예 :yb²⁺)

따라서, 이들은 더 높은 산화 상태에서 산화제 및 낮은 상태에서 환원제로서 작용한다. 

• PR, ND, DY 및 TB는 +4 산화 상태를 나타내지 만 산화물에서만

예외 :일부 요소는 fº, f⁷, f¹⁴ 구성, 예를 들어, pr⁴⁺, nd², nd⁺⁴, sm⁺² dy⁺⁴, tm⁺²⁺

• 자기 특성

4F 서브 쉘에서 3- 양성 이온에서 짝을 이루지 않은 전자의 수는 란타늄에서 가돌리늄으로 계속 증가하고 있습니다. 그래서 란타민과 루테 티움은 디아마그네틱이고 다른 사람들은 상당히 상당합니다.

• 색상

불완전한 4F 궤도로 인해, 란타나이드 이온은 짝을 이루지 않은 전자를 가지므로, 가시적 인 빛의 에너지를 흡수하고, F-F 전이를 겪고, 색을 나타냅니다. 색상의 범위는 4F 영역의 짝을 이루지 않은 전자에 따라 다릅니다.

• 다른 속성

• 이 그룹은 녹는 점이 높은 고밀도 금속으로 구성됩니다.
• 이온화 에너지-첫째, 즉 600 kJ/mole이고, 두 번째는 1200 kJ/mole이고, 비어 있거나 반으로 가득 찬 안정적인 안정으로 이어지면 세 번째는 낮습니다. 이것이 LA, GD, LU가 3 위인 이유입니다.
• 전기 양성 특성은 낮은 I.p
로 인해 높습니다
• 크기가 크기 때문에 충전량이 적으므로 복합체를 형성하는 경향이 많지 않습니다.
• 좋은 감소 요원
• 화학 행동

이 시리즈의 초기 멤버들은 매우 반응성입니다. 그들은 원자가 증가하는 알루미늄처럼 행동합니다.

ln³⁺ (aq) + 3e⁻ → ln (s)

O2의 LN 화상은 LN2O3가된다

S로 가열 된 LN은 LN2S3

사용

그들은 판과 파이프 용 합금강 생산에 사용됩니다. 예를 들어, 미타 메탈은 총알과 껍질을 생산하기 위해 Mg 기반 합금에 사용되는 란타나이드 금속의 합금입니다.

란타 노이드 수축

핵 전하가 증가하고 내부 (N-2) F 궤도로 유입되는 전자로 인해, 트라이 양성 란타나이드 이온의 이온 반경의 원자 크기는 LA에서 LU로 연속적으로 떨어집니다. 란탄 이드 수축은 원자 수가 증가함에 따라 크기가 점진적입니다.

란타나이드 수축의 결과

1. 란타니데이드는 원자 반경의 사소한 차이로 인해 분리하기가 어렵습니다.
2. 이것은 또한 가수 분해에 대한 강한 경향과 복잡한 염의 형성과 같은 특성의 차이, 소금의 열 안정성과 용해도 감소와 같은 특성을 설명합니다.
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3. 두 번째 및 세 번째 전환 시리즈 요소는 비슷한 크기입니다.

란타나이드의 응용

• 세륨은 란타 노이드에서 가장 유용한 요소입니다. 

CEO, LA2O3, ND2O3 및 PR2P3 CEO는 안경의 탈색제로 사용됩니다

• Cerium molybdate Cerium tungstate와 같은 란타 노이드 화합물은 페인트 및 염료로 사용됩니다

액티 노이드

액티 나이드는 마지막 전자가 항 종양 쉘의 5F 궤도에 들어가는 원소이다. 천연 액티노이드- th, pa 및 u, rest 11은 인공적입니다.

일반 특성

• 전자 구성

일반 구성 - [RN] 5F¹⁻¹⁴ 6D⁰⁻¹ 7S²

• 산화 상태
  • 표준 산화 상태 - +3 원자 수가 증가함에 따라 산화 상태가 더 안정적이됩니다.
  • 그들은 란타 나이드보다 더 많은 O.S를 보여줍니다.

• 기타 특성
  • 외관상의 은빛으로 다양한 구조를 가지고 있습니다
  • 미세하게 나뉘어 질 때, 그들은 반응성이 높습니다
  • 자기 특성은 란타 나이드보다 더 복잡합니다. 5F 전자가 상응하는 란타 나이드의 4F 전자보다 핵 전하에서 더 효과적으로 차폐되기 때문에 초기 란타나이드보다 낮은 것을 의미합니다.

결론

• 란타나데는 4F 시리즈 요소이며, 액티 나이드는 5F 시리즈 요소입니다. 
• 란타 나이드의 일반적인 구성은 [xe] 4f¹⁻¹⁴ 5dº⁻¹ 6s²입니다. 
반면에
• Actinides의 일반 구성은 [rn] 5f¹⁻¹⁴ 6d⁰⁻¹ 7s²입니다. 
• 란타니데이드의 가장 일반적인 산화 상태는 +3이고 액티 나이드는 +3입니다. 
• 란타니데이드는 짝을 이루지 않은 전자로 인한 색상이 다르고 액티 나이드는 색이 은빛입니다.