Lantanowce

l.a.	nazwa	symbol

57	Lantan	La
58	Cer	Ce
59	Prazeodym	Pr
60	Neodym	Nd
61	Promet	Pm
62	Samar	Sm
63	Europ	Eu
64	Gadolin	Gd
65	Terb	Tb
66	Dysproz	Dy
67	Holm	Ho
68	Erb	Er
69	Tul	Tm
70	Iterb	Yb
71	Lutet	Lu

Lantanowce – grupa pierwiastków chemicznych wydzielona z 6 okresu układu okresowego. Ich nieoficjalny wspólny symbol to Ln^[1].

Rozpoczyna się ona od lantanu^[a] (liczba atomowa 57) i kończy na lutecie (liczba atomowa 71). Łącznie liczy ona 15 pierwiastków: lantan, cer, prazeodym, neodym, promet, samar, europ, gadolin, terb, dysproz, holm, erb, tul, iterb i lutet^[6]^[2]^[3].

Lantanowce dzieli się na podgrupę ceru (Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd – tzw. lantanowce lekkie) oraz podgrupę terbu (Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu – tzw. lantanowce ciężkie).

Lantanowce mają bardzo zbliżone właściwości fizyczne i chemiczne. Są to metale, które mogą osiągać maksymalny stopień utlenienia IV, choć najczęściej występują na III stopniu utlenienia. Możliwość występowania lantanowców na II i IV 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 i lutet. Stopień utlenienia IV przejawiają Ce, Pr, Tb, Dy, a stopień utlenienia II – Nd, Pm, Sm, Eu, Tm, Yb, tj. pierwiastki, których liczba elektronów na poziomie 4f jest bliska 0, 7 i 14.

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.

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.

Lantanowce razem ze skandowcami (itr i skand) określane są zwyczajowo mianem metali ziem rzadkich, gdyż dawniej uważano, że występują one stosunkowo rzadko. Obecnie wiadomo jednak, że ich zawartość w skorupie ziemskiej nie jest mniejsza od zawartości niektórych metali użytkowych oraz że ich minerały są znacznie bardziej rozpowszechnione, niż sądzono dawniej.

W geochemii stosuje się skrót REE (rare earth element) dla pierwiastków ziem rzadkich (lantanowców plus itr i skand). Wchodzą one zazwyczaj wszystkie razem w skład minerałów bardzo trwałych i odpornych na wietrzenie.

Lista lantanowców oraz ich podstawowe właściwości

Lantanowce według IUPAC

Pierwiastek chemiczny	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
Liczba atomowa	57	58	59	60	61	62	63	64	65	66	67	68	69	70	71
Zdjęcie
Gęstość (g/cm³)	6,162	6,770	6,77	7,01	7,26	7,52	5,244	7,90	8,23	8,540	8,79	9,066	9,32	6,90	9,841
Temperatura topnienia (°C)	920	795	935	1024	1042	1072	826	1312	1356	1407	1461	1529	1545	824	1652
Konfiguracja elektronowa^[b]	5d¹	4f¹5d¹	4f³	4f⁴	4f⁵	4f⁶	4f⁷	4f⁷5d¹	4f⁹	4f¹⁰	4f¹¹	4f¹²	4f¹³	4f¹⁴	4f¹⁴5d¹
Ln³⁺ konfiguracja elektronowa^[7]	4f⁰	4f¹	4f²	4f³	4f⁴	4f⁵	4f⁶	4f⁷	4f⁸	4f⁹	4f¹⁰	4f¹¹	4f¹²	4f¹³	4f¹⁴
Ln³⁺ promień (pm)^[8]	103	102	99	98,3	97	95,8	94,7	93,8	92,3	91,2	90,1	89	88	86,8	86,1

Zobacz też

Uwagi

↑ Według IUPAC lantan zalicza się do lantanowców^[2]^[3], w podręcznikach spotyka się jednak często przypisanie lantanu do skandowców, a nie lantanowców^[4]^[5].
↑ Pomiędzy początkowymi [Xe] i końcowymi 6s² powłokami elektronowymi.

Przypisy

↑ James House: Inorganic Chemistry. Wyd. 2. Elsevier, 2013, s. 367–371. ISBN 978-0-12-385110-9.
↑ ^a ^b ZofiaZ. Stasicka ZofiaZ. (red.), Nomenklatura chemii nieorganicznej. Zalecenia 1990, Komisja Nomenklatury Chemii Nieorganicznej PTChem, Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego, 1998 (Wiadomości Chemiczne. Biblioteka), s. 55–56, ISBN 83-229-1873-9 [dostęp 2019-03-14] .
↑ ^a ^b Neil G.N.G. Connelly Neil G.N.G. i inni, Nomenclature of Inorganic Chemistry. IUPAC Recommendations 2005 (Red Book), International Union of Pure and Applied Chemistry, RSC Publishing, 2005, s. 51, ISBN 978-0-85404-438-2 (ang.).
↑ John DavidJ.D. Lee John DavidJ.D., Zwięzła chemia nieorganiczna, wyd. 4, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1997, s. 308–309, 395, ISBN 83-01-12352-4 .
↑ Adam Bielański: Podstawy chemii nieorganicznej. Wyd. 5. Warszawa: PWN, 2002, s. 991. ISBN 83-01-13654-5.
↑ Nomenclature of Inorganic Chemistry: Second Edition – Definitive Rules 1970, „Pure and Applied Chemistry”, 28 (1), 1971, s. 1–110, DOI: 10.1351/pac197128010001 .
↑ Walter Koechner: Solid-state laser engineering. New York: Springer, 2006, s. 47. ISBN 978-0-387-29094-2. [dostęp 2012-03-04].
↑ Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw: Chemistry of the Elements (2nd ed.). Wyd. 1997. Oxford: Butterworth-Heinemann, s. 1233. ISBN 0-08-037941-9.

[6] Według IUPAC lantan zalicza się do lantanowców^[2]^[3], w podręcznikach spotyka się jednak często przypisanie lantanu do skandowców, a nie lantanowców^[4]^[5].

[8] Pomiędzy początkowymi [Xe] i końcowymi 6s² powłokami elektronowymi.

[House-1] James House: Inorganic Chemistry. Wyd. 2. Elsevier, 2013, s. 367–371. ISBN 978-0-12-385110-9.

[PTChem-2] ZofiaZ. Stasicka ZofiaZ. (red.), Nomenklatura chemii nieorganicznej. Zalecenia 1990, Komisja Nomenklatury Chemii Nieorganicznej PTChem, Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego, 1998 (Wiadomości Chemiczne. Biblioteka), s. 55–56, ISBN 83-229-1873-9 [dostęp 2019-03-14] .

[Red_Book_2005-3] Neil G.N.G. Connelly Neil G.N.G. i inni, Nomenclature of Inorganic Chemistry. IUPAC Recommendations 2005 (Red Book), International Union of Pure and Applied Chemistry, RSC Publishing, 2005, s. 51, ISBN 978-0-85404-438-2 (ang.).

[4] John DavidJ.D. Lee John DavidJ.D., Zwięzła chemia nieorganiczna, wyd. 4, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1997, s. 308–309, 395, ISBN 83-01-12352-4 .

[5] Adam Bielański: Podstawy chemii nieorganicznej. Wyd. 5. Warszawa: PWN, 2002, s. 991. ISBN 83-01-13654-5.

[IUPAC1970-7] Nomenclature of Inorganic Chemistry: Second Edition – Definitive Rules 1970, „Pure and Applied Chemistry”, 28 (1), 1971, s. 1–110, DOI: 10.1351/pac197128010001 .

[Walter_Koechner-9] Walter Koechner: Solid-state laser engineering. New York: Springer, 2006, s. 47. ISBN 978-0-387-29094-2. [dostęp 2012-03-04].

[Greenwood-10] Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw: Chemistry of the Elements (2nd ed.). Wyd. 1997. Oxford: Butterworth-Heinemann, s. 1233. ISBN 0-08-037941-9.

[11] Alternatywnie do skandowców zalicza się często nie lutet i lorens, lecz lantan, aktyn oraz hipotetyczny unbiun.

[12] Budowa 8. okresu jest przedmiotem badań teoretycznych i dokładne umiejscowienie pierwiastków tego okresu w ramach układu okresowego jest niepewne.

[1]

[a]

[6]

[2]

[3]

[b]

[7]

[8]

[4]

[5]

[i]

[ii]