Lanthanides ۽ actinides: جي periodic نظام ۾ پوزيشن

ڪيميائي جزا جي هر ڌرتيء شيل ۾ ڏيکاريل آهي: فضا ۽ hydrosphere lithosphere - بنيادي پرمان ۽ molecular تعليمات سچو ڪندڙ periodic قانون هڪ روشن مثال جي طور تي خدمت ڪري سگهن ٿا. روسي سائنسدان ايم پرھيزگارن کي Lomonosovym ۽ المتوفي اڪبر Mendeleevym - اهي قدرتي تاريخ جي luminaries جي formulated هئا. Lanthanides ۽ Actinides - ٻن خاندانن، جنهن 14 ڪيميائي جزا شامل آهن، گڏو گڏ metals پاڻ - lanthanum ۽ actinium. سندن مالن - ٻنهي طبعي ۽ ڪيميائي - هن ڪم ۾ اسان جي خطاب ڪيو وڃي ٿو. ان کان سواء، اسان ۾ پوزيشن جو تعين جي periodic نظام هائيڊروجن جي، lanthanides، actinides atoms جو برقيو orbitals جي جوڙجڪ تي دارومدار.

دريافت جي تاريخ

yttrium جي oxide - شهيد 18th صدي عيسويء ۾ يو gadolinium ناياب زمين ڌاتو جي ٽوليء کان پهرين مرڪب جي حاصل ڪيا ويا. جي شروعات 20th صدي ايتري قدر، ڪيمسٽري ۾ مقابل Moseley جي تحقيق جي ساراهه metals جي هڪ گروپ جي وجود کان واقف ٿيو. اهي lanthanum ۽ hafnium جي وچ ۾ periodic ٽيبل ۾ واقع ٿيا. ٻئي ڪيميائي عنصر - actinium، lanthanum وانگر، 14 radioactive جي هڪ خاندان صورتون ڪيميائي جزا، انهن actinides. سائنس ۾ سندن دريافت جي وچ 20th صدي جيستائين 1879 ع کان ٿيو. Lanthanides ۽ actinides طبعي ۽ ڪيميائي مال ۾ similarities جو تمام گهڻو آهي. هن electrons جي بندوبست بيان ڪري سگهجي ٿو ته انهن metals جي atoms، جنهن توانائي جي ليول ۾ آهن ۾، ۽ actinides لاء ڇهن lanthanide م-sublayer جي چوٿين سطح تي آهي - م-sublayer جي پنجين سطح. اڳيون، اسان کي وڌيڪ تفصيل سان مٿي-جو ذڪر metals جي atoms جو برقيو شيل ٻڌ.

جي پرمان-molecular نظريي جي روشني ۾ ڪهڙا جي عبوري عنصرن جي جوڙجڪ

chemicals ايم پرھيزگارن کي Lomonosova جي جوڙجڪ جي خوب دريافت atoms جو برقيو شيل جي وڌيڪ اڀياس لاء بنياد هو. هڪ ڪيميائي عنصر جي پرائمري particle جوڙجڪ، ان جي وڌ Planck تحقيق جي Rutherford ماڊل، ايف هند Hund chemists طبعي ۽ ڪيميائي مال جي periodic قسمين قسمين، جنهن جي lanthanides ۽ actinides جي characterized آهن جي موجوده قانونن جي صحيح وضاحت سٽ ڪرڻ جي اجازت ڏني. توهان جي عبوري عنصرن جي atoms جي جوڙجڪ جي مطالعي ۾ periodic قانون المتوفي اڪبر Mendeleeva جي اهم ڪردار کي نظرانداز نه ٿا ڪري سگهو. اسان کي وڌيڪ تفصيل سان هن مسئلي کي ٻڌڻ گھرجي.

جي periodic نظام المتوفي اڪبر Mendeleeva ۾ ڪهڙا جي عبوري عنصرن جاء

هڪ گهڻي عرصي - - جي ڇهين جي ٽين گروپ ۾ خاندان ڌاتو لاء lanthanum، cerium ۽ lutetium جنهنجي ڪرڻ جو پڪو ارادو آهي. lanthanum جوهر 4f-sublayer خالي ۽ مڪمل lutetium 14th electrons ۾ ڀرجي تي. اڪلايا therebetween عنصرن تي، ڪو م-orbitals جي هڪ ھوريان کي ڀريندؤ. آھي. thorium کان lawrencium ڪرڻ - - actinides جي خاندان ۾ سنڌ جو هڪ ئي اصول هتان آهي جو موسمي negatively ته ڀريندؤ. electrons 5f-sublayer ۾ وٺندي صرف فرق سان اڏاريل جو حڪم. ساڳيو ئي مٿي metals جي موڪليل ۾ بيروني توانائي جي سطح تي ۽ منفي اڏاريل جي تعداد ۾ انھيء (ٻه برابر) جي جوڙجڪ. هي حقيقت جي باري ۾ ڇو ته lanthanides ۽ actinides، ڪهڙا جي عبوري عنصرن سڏيو، ڪيترن ئي similarities آهي سوال قبول.

ٻنهي خاندانن جي ڪيميائي ادب جي ڪجهه وسيلن جي subgroup جي ٻئي پاسي ۾ گڏ ٿيل آهن. اهي هر خاندان مان ٻه ڌاتو رکي. ڪيميائي جزا ڌار Mendeleev جي periodic نظام جي مختصر صورت ۾ انهن خاندانن جي نمائندن جي ميز پاڻ مان اڪيلائيء ۽ الڳ الڳ صفون ٻڌي بندوبست آهن. تنهن ڪري، ان جي periodic نظام ۾ actinides ۽ lanthanides جي حيثيت ڪهڙا periodicity ۾ atoms ۽ electrons جي جوڙجڪ جو جنرل رٿ ليول کي ڀريندؤ ڪري سگهي ۽ ساڳي oxidation جي موجودگي جي جنرل گروپ ۾ اندروني جي عبوري metals aggregating وڌو. انهن ڪيميائي جزا ۾ خوبيون ۽ مال جي برابر lanthanum يا actinium آهن. ته ڇو ته lanthanides ۽ actinides ڪيميائي جزا جي ميز تان هٽايو آهي.

م-sublayer جي اليڪٽرانڪ جي تشڪيل metals جي مال اثر جيئن

جيئن ته اسان اڳ ۾ چيو آهي، lanthanides ۽ periodic نظام ۾ actinides جي حيثيت سڌو سنئون سندن طبعي ۽ ڪيميائي ڪنڀار determines. مثال طور، cerium ions، gadolinium، ۽ lanthanide خاندان جي ٻين عنصرن م-sublayer جي بنيادي ڍانچي خصوصيتن جي ڪري اعلي مقناطيسي پل آهن. اها مقناطيسي مال سان semiconductors جي پيداوار لاء dopants طور metals استعمال ڪرڻ ممڪن آهي. سندن انو ۾ Sulfides خاندان عنصرن actinium (مثال طور، sulfide protactinium، thorium) هڪ ملايو آهي : ڪيميائي bonding جو قسم ionic-covalent يا covalent-metallic. هن بنيادي ڍانچي مضمون نئين طبعي ۽ ڪيميائي مال جي شروعات ڪرڻ لاء روانا ٿي ۽ ڇو جو lanthanides ۽ actinides fluorescent مال آهي جي سوال جو جواب جي طور تي خدمت ڪئي آهي. مثال طور، actinium چانديء جو هڪ نمونو جي اونداهي bluish ڄمندو ۾ glows. هي هڪ اعلي توانائي جي سطح تائين منجھس "ٽپو" جي بجلي موجوده ڌاتو ions، روشني جي photons، جنهن جي atoms ۽ electrons جي excitation جي اثر هيٺ وٺندي جي عمل جي ڪري آهي ۽ پوء انهن جي ستي مدار ڏانھن موٽي. اهو ته lanthanides ۽ actinides phosphors آهن هن سبب جي لاء آهي.

جي atoms جو ionic radii ڪش جي غداري

lanthanum ۽ actinium تي، پنھنجي گھر وارن کان عنصرن وانگر، ڌاتو ions جي ماپ جو اشارو radii ۾ هڪ monotonic کان ڊڄندو. رسائن ۾، اهڙين حالتن ۾ سنڌ جي lanthanide ۽ actinide compression جي ڳالهائڻ لاء. کي مقرر طرز عمل: atoms جي نيوڪلئس جي چارج وڌندا سان، جڏهن ته جزا ۽ ساڳي دور ۾ ۽ سندن radii جي ضايع ٿيڻ سان واسطو رکن. هن جي پٺيان طور بيان ڪري سگهجي ٿو: جيئن ته cerium، praseodymium، neodymium، atoms ۽ هميشه ڇهه برابر جي توانائي ليول جو تعداد طور metals لاء. تنهن هوندي به nuclei الزامن جي حوالي هڪ طرف incremented ۽ constitute +58، +59، +60. هيء آهي ته مثبت الزام نيوڪلئس رخ electrons جي ڪهڙا شيل جي ڪشش جي قوت وڌائي ٿو جو مطلب آهي. هڪ پڇاڙي جيئن اتي جي atoms جو radii جي گهٽتائي آهي. جي ionic radii جي وڌندا پرمان نمبر سان ionic ڌاتو مرڪب به بيٺي آهي. ساڳي تبديلين جي عنصرن actinium خاندان ۾ هتان ويا. ته ڇو ته lanthanides ۽ actinides اڄڪلهه سڏيندا آهن آهي. آئن radii ڪش جو بنيادي عيسوي (چڱو) _3، اسهيو (چڱو) ₃ جي hydroxides جي بنيادي مال جي هڪ حال هيڻا ٿي _ويا، ۽ lutetium جي بنياد اڳ ۾ ئي amphoteric مال exhibits.

اڻڄاتل نتيجن کي اڌ europium جوهر کي orbitals ۾ 4f-sublevel unpaired electrons کي ڀريندؤ ٿي ويا آهن. هن چيو ته پنهنجي جوهر ۾ ريڊيس Radius گھٽائي نه آهي، پر بجاء وڌي. lanthanides gadolinium 5d-sublevel جي سلسلي ۾ ان عمل ۾، اتي هڪ برقيو 4f-sublevel يورپي يونين سان ملندڙ جلندڙ آهي. اهڙي جوڙجڪ gadolinium atoms جي ريڊيس Radius ۾ هڪ ٻوڏن جي ضايع ٿيڻ جو ازالو. lutetium - هڪ اهڙي طرح سڄو ytterbium جي هڪ ڏنيون ۾ هتان آهي. هڪ وڏي کي ڀريندؤ. 4f-sublayer مڪمل ڪرڻ سبب جي جوهر ريڊيس Radius جي پهرين هدايت، lutetium ان گھڻي 5d-sublevel برقيو تي جيئن گھڻي قدر جڏهن ظاهر هتان. actinium ۽ atoms ۽ ions جي هن خاندان radii ۾ ٻين radioactive عنصرن ۾ ٻاريل ۽ سرڪشي ۾ monotonically تبديل نه، پر گڏو گڏ ان جي lanthanides جي آهي ته،. اهڙيء طرح، جو lanthanides ۽ actinides عنصرن جنهن ۾ انهن جي مرڪب جي مال correlatively جي ionic ريڊيس Radius ۽ atoms جو برقيو شيل جي جوڙجڪ تي دارومدار آهي.

valence رياستن

Lanthanides ۽ Actinides عنصرن جن ڪنڀار ڪافي جهڙيون آهن. خاص طور تي، ان جي valence ions ۽ atoms ۾ سندن oxidation رياستن ڏک. مثال طور، thorium، protactinium، ٽن مان هڪ valency exhibiting، خميس (چڱو) ₃ جي مرڪب _۾، PaCl _3، ThF _3، PA ₂ (جي ناتي ₃₎ انهن پدارٿن جي _3. سڀ insoluble آهن ۽ مان metals طور تي هڪ ئي ڪيميائي مال آهي lanthanum خاندان: ..، cerium، praseodymium، neodymium، ۽ پوء اڳي انهن مرڪب جي Lanthanides ۾ به trivalent ٿي ويندي. اڄڪلهه - اهي مثال اسان جي دعوا جي نموني ته lanthanides ۽ actinides ثابت. اهي ساڳيون طبعي ۽ ڪيميائي مال آهي. هن جو بنيادي اندروني جي عبوري عنصرن جي ٻنهي خاندانن جي atoms ۾ برقيو orbitals جي جوڙجڪ بيان ڪري سگهجي ٿو.

ڌاتو مال

ٻن گروپن جي سڀني نمائندن metals ته مڪمل پئي ڪيو 4f-، 5f-، گڏو گڏ د-sublevels آهن. Lanthanum ۽ ناياب زمين جي پاسن کي پنهنجي خاندان سڏيو ويندو. سندن طبعي ۽ ڪيميائي ڪنڀار پوء ساڳي آهي ته الڳ الڳ ليبارٽري حالتن هيٺ، اهي وڏي اوکائي سان جدا جدا آهن. اڪثر جي oxidation رياست +3 ڏٺيون، lanthanum سيريز عنصرن سان گڏ ڪيترن ئي similarities آهن کنری زمين metals (barium، calcium، strontium). Actinides به ان کان سواء به radioactive ۾ انتهائي سرگرم metals آهن.

جي lanthanides ۽ actinides ۽ جيئن، مثال طور، عمدو pyrophoric جدا رابطي مال جي بنيادي ڍانچي خصوصيتون. نه به ڌاتو منهن-مرڪوز crystalline lattices جي سائيز ۾ هڪ گهٽتائي آهي. هڪ silvery شين سان گڏ هڪ ڌاتو، جي وهن پکڙجي هوا جي تيز reactivity سبب - ٻنهي خاندانن جي موڪليل ڪيميائي جزا ته شامل ڪريو. هنن وڌيڪ oxidation مان جي حفاظت جي متعلق oxide فلم جي ٻ آهن. سڀ جزا neptunium، ۽ plutonium کانسواء سڀني refractory آهن، جي رجائي گرمي پد بامعني 1000 هيٺ آهي ° سي.

خصلت ڪيميائي ردعمل

اڳ نوٽ جيئن، جي lanthanides ۽ actinides chemically سرگرم metals آهن. halogens، گڏو گڏ فاسفورس، ڪاربان - اهڙيء طرح، lanthanum، cerium ۽ خاندان جي ٻين ميمبرن کي آساني سان سادي پدارٿن سان ڳنڍيل ٿي سگهي ٿو. Lanthanides به ٻنهي ڪاربان مونو آڪسائيڊ ۽ ڪاربان ڊاء آڪسائيڊ سان لهه وچڙ ڪري سگهون ٿا. اهي به پاڻي decompose لاء قابل آهن. جيئن مثال طور SeCl ₃ يا PrF ₃ طور سادو ڳريل هوندو، _سواء، اهي اڀي ڳريل بڻجي. تجزياتي رسائن ۾، هڪ اهم جاء جي lanthanide ڌاتو-glycine ۽ citric تيزابي سان رد عمل کي سائو. سنڌ جي نتيجي ۾ پيچيده مرڪب اهڙي عمل اهڙي ores طور lanthanides، جي آميزش جي جدائي لاء لاڳو آهن.

هڪ nitrate، chloride ۽ sulfate تيزابي سان رد عمل جو قسم، metals جي لاڳاپيل ڳريل بڻجي. اهي پاڻيء ۾ با آساني وليء آهن ۽ crystalline hydrates نظر ايندا جو آساني سان قابل آهي. اها ڳالهه نوٽ ڪرڻ گهرجي ته lanthanide ڳريل جي aqueous حل رنگ آهن، جنهن کي انهن جي متعلق ions ۾ موجودگي جي وضاحت آهي. لوڻ حل samarium يا praseodymium سائي neodymium - لال-واڱڻائي، europium ۽ promethium - گلابي. تنهنڪري oxidation حالت ۾ ions +3 رنگ آهن، ان جو ڌاتو ions، lanthanides (اعلي معيار جي رد عمل ايترو-سڏيو) جي ڳولا لاء تجزياتي رسائن ۾ استعمال ڪيو ويندو آهي. ساڳي ئي مقصد لاء به اهڙي ڪسري crystallization ۽ آئن جي بدلي chromatography طور ڪيميائي تجزيي جي طريقن استعمال ڪيو.

عنصرن جي actinides گروپ جي ٻن ۾ ممتاز ٿي سگهي ٿو. هن Berkeley، کيت، mendelevium، nobelium، lawrencium ۽ سائنسدانن، neptunium، plutonium، omeretsy آهي. ڪيميائي مال پهرين هڪ ۽ سندس گھر وارن مان lanthanum metals سان ملندڙ جلندڙ آهن. ٻيو گروپ جي عنصرن بلڪل اهڙي طرح ڪيميائي ڪنڀار (substantially ھڪ ٻئي کي هڪجهڙائي) آهي. سڀ actinides تڪڙو غير metals سان لهه وچڙ: sulfur، nitrogen، ڪاربان. آڪسيجن legandami سان اھي منجھيل مرڪب بڻجي. جيئن ته، ڏسي سگهجي ٿو metals جي ٻنهي خاندانن ڪيميائي رويي ۾ ھڪ ٻئي سان ملندڙ. ته ڇو ته lanthanides ۽ actinides metals اڪثر ڳنڍيل سڏيو ويندو آهي.

صورتحال هائيڊروجن periodic نظام، جو lanthanides، جي actinides

اهو حساب ۾ ته حقيقت اها آهي ته هائيڊروجن ڪجيٿو reactive مال آهي وٺڻ ضروري آهي. اها ڳالهه تي جلوه گر، ڪيميائي رد عمل حالتن تي مدار رکندي: هڪ ڪش ايجنٽ ۽ oxidizing ايجنٽ جي طور تي. ڇو جو periodic نظام ۾، هائيڊروجن ٻن گروپن جي اهم subgroups ۾ جهازن آهي ته آهي.

هڪ ڪش ايجنٽ طور پهرين هائيڊروجن عملن، گڏو گڏ alkali metals، هتي رهندڙ. عناصر halogens سان گڏ جي 7th گروپ جي جاء ۾ هائيڊروجن سھولتون اشارو. ڇهين دور ۾ ان کي آھي، عربن جو ذڪر طور ۾، lanthanides جي خاندان، سهولت ۽ ميز جي compactness لاء هڪ الڳ قطار ۾ ڏنيون. ستين دور ۾ actin سان ملندڙ ڪنڀار سان radioactive عنصرن جي هڪ گروپ تي مشتمل آهي. Actinides ڪيميائي جزا ڌار Mendeleev ويجهو lanthanum خاندان جي ھيٺان جي ميز جي ٻاهران واقع آهن. اڀياس، ته گهٽ ۾ گهٽ مان انهن عنصرن کان سندن atoms جي نيوڪلئس جي radioactivity سبب تمام ڪرشماتي آهن. پگهار ته lanthanides ۽ actinides اندروني جي عبوري جزا آهن، ۽ انهن جي physicochemical ڪنڀار بلڪل ساڳي آهي.

ڌاتو انڊسٽري جي پيداوار لاء جنرل طريقا

سواء thorium، protactinium ۽ سائنسدانن، جنهن ores کان سڌو جي روپ ۾ آهي، ٻيو actinides دوست فورم :: ڌاتو وهندو روزو neutrons هوا جو نمونو irradiating پاران تيار ڪري سگهجي ٿو. صنعتي پيماني تي neptunium ۽ plutonium ۾ ايٽمي reactors مان خرچ ٻارڻ کان ڪڍيون آهي. نوٽ ڪريو ته actinides جي حاصلات - ھيئن پيچيده ۽ مهانگي عمل آهي، مکيه طريقن جنهن آئن جي بدلي ۽ multistage extraction آهن. Lanthanides، جنهن کي انتهائي زمين عنصرن سڏيندا آهن، chlorides يا fluorides جو بجلي جي حاصل ڪري. ultrapure lanthanides حاصل ڪرڻ لاء، metallothermal جو طريقو استعمال ڪيو.

جتي اندروني جي عبوري عنصرن لاڳو ڪرڻ

metals جنهن اسان کي مطالع جي استعمال جي spectrum ڪافي وسيع آهي. actinium جي هڪ خاندان لاء -، ايٽمي هٿيارن ۽ توانائي جو سڀ کان مٿي آهي. Actinides دوا، flaw نظربند آهن، فعال ٿيڻ تجزيي ۾ اهم آهن. اهو lanthanides ۽ actinides جي استعمال، ايٽمي reactors ذريعن ۾ نپوسيو قبضو ڪرڻ جي حيثيت کي نظرانداز ڪرڻ ممڪن نه آهي. Lanthanides به لوهه ۽ اسٽيل ڪرڻ اضافو alloying، گڏو گڏ phosphors جي پيداوار ۾ استعمال ڪيو.

فطرت ۾ تقسيم

actinides ۽ lanthanides جي Oxides اڪثر zirconium، thorium، yttrium earths سڏيندا آهن. انهن جي لاڳاپيل metals جي تيارين لاء هڪ اهم ذريعو آهي. جي actinides جي مکيه نمائندي جي حيثيت يورينس، ores يا افروز جي چئن قسمن جي صورت ۾ lithosphere جي ٻاهرين پرت ۾ آهي. سڀ کان اول، ان pitchblende، جنهن دوست فورم :: ڊاء آڪسائيڊ آهي. اهو ڌاتو جي اعلي مواد آهي. اڪثر radium دوست فورم :: ڊاء ذخيرا (veins) سان گڏ. اهي ڪئناڊا، فرانس، Zaire ۾ مليا آهن. ڪمپليڪس thorium ۽ دوست فورم :: ores اڪثر اهڙيون سون يا چانديء جي طور تي قابل قدر metals جي ٻين ores، ڪون.

روس، ڏکڻ آفريڪا، ڪينيڊا ۽ آسٽريليا ۾ امير اهڙي خام مال جي شفقت. ڪجهه sedimentary پھڻن جي معدني carnotite رکي. ان جي جوڙجڪ، سائنسدانن، vanadium ۽ ٻئي ۾ داخل ٿي ڪري ان کان سواء. را دوست فورم جي چوٿين قسم جي - هڪ phosphate معدنيات ۽ zhelezouranovye slates. سندن ذخيرا خود مراقش، سويڊن ۽ گڏيل قومن ۾ آهن. هن وقت ڪوئلي ۽ دوست فورم :: ۽پليديء هجن lignite جي ذخيرا طور افزا سمجهيو ويندو. اتر ۽ ڏکڻ Dakota - اهي اسپين، چيڪ جمهوريه، گڏو گڏ ٻه آمريڪي رياستن ۾ پيدا ڪري رهيا آهن.