Lanthaniderne eller lanthanoid-serien er en gruppe overgangsmetaller placeret på det periodiske bord i den første række (periode) under hovedelementet i tabellen. Lanthaniderne kaldes almindeligvis de sjældne jordelementer (REE), selvom mange mennesker også grupperer scandium og yttrium under denne etiket. Derfor er det mindre forvirrende at kalde lanthaniderne en undergruppe af de sjældne jordartsmetaller.
Lanthanides
Her er en liste over de 15 elementer, der er lanthanider, der løber fra atomnummer 57 (lanthanum eller Ln) og 71 (lutetium eller Lu):
- lanthanum: symbol Ln, atomnummer 57
- cerium: symbol Ce, atomnummer 58
- praseodym: symbol Pr, atomnummer 59
- Neodym: symbol Nd, atomnummer 60
- promethium: symbol Pm, atomnummer 61
- samarium: symbol Sm, atomnummer 62
- Europium: symbol Eu, atomnummer 63
- Gadolinium: symbol Gd, atomnummer 64
- terbium: symbol Tb, atomnummer 65
- dysprosium: symbol Dy, atomnummer 66
- Holmium: symbol Ho, atomnummer 67
- Erbium: symbol Er, atomnummer 68
- thulium: symbol Tm, atomnummer 69
- Ytterbium: symbol Yb, atomnummer 70
- lutetium: symbol Lu, atomnummer 71
Bemærk, at undertiden anses lanthanider for at være elementerne følge lanthanum på det periodiske system, hvilket gør det til en gruppe på 14 elementer. Nogle referencer udelukker også lutetium fra gruppen, fordi det har en enkelt valenselektron i 5d-skallen.
Lanthanides egenskaber
Da lanthaniderne alle er overgangsmetaller, deler disse elementer fælles egenskaber. I ren form er de lyse, metalliske og sølvfarvede. Den mest almindelige oxidationstilstand for de fleste af disse elementer er +3, selvom +2 og +4 også generelt er stabile. Fordi de kan have forskellige oxidationstilstande, har de en tendens til at danne stærkt farvede komplekser.
Lanthanider er reaktive - let dannende ioniske forbindelser med andre elementer. For eksempel reagerer lanthanum, cerium, praseodym, neodym og europium med ilt til dannelse af oxidbelægninger eller pletter efter kort udsættelse for luft. På grund af deres reaktivitet opbevares rene lanthanider i en inert atmosfære, såsom argon, eller opbevares under mineralolie.
I modsætning til andre mest andre overgangsmetaller har lanthaniderne en tendens til at være bløde, undertiden til det punkt, hvor de kan skæres med en kniv. Derudover forekommer ingen af elementerne fri i naturen. Når man bevæger sig over det periodiske system, formindskes radius for 3+ ion for hvert på hinanden følgende element; dette fænomen kaldes lanthanidkontraktion.
Med undtagelse af lutetium er alle lanthanidelementerne f-blokelementer, der henviser til udfyldningen af 4f-elektronskallen. Selvom lutetium er et d-blok-element, betragtes det normalt som et lanthanid, fordi det deler så mange kemiske egenskaber med de andre elementer i gruppen.
Selvom elementerne kaldes sjældne jordelementer, er de overraskende ikke særligt knappe i naturen. Det er imidlertid vanskeligt og tidskrævende at isolere dem fra hinanden fra deres malme og tilføje deres værdi.
Endelig er lanthanider værdsat for deres anvendelse i elektronik, især tv- og skærmskærme. De bruges også i lightere, lasere og superledere og til at farve glas, fremstille materialer fosforiserende og endda kontrollere atomreaktioner.
En note om notation
Det kemiske symbol Ln kan bruges til at henvise til ethvert lanthanid generelt, ikke specifikt elementet lanthanum. Dette kan være forvirrende, især i situationer, hvor lanthanum i sig selv ikke betragtes som et medlem af gruppen!