Lexikon: Lanthanoide

 

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Die Lanthanoide (Lanthanähnliche) sind die 14 chemisches Element|Elemente, die im auf folgen. Das sind , , , , , , Gadolinium, , Dysprosium, , , , und Lutetium. Alle Lanthanoide sind e. Zusammen mit den Lanthanoiden bildet Lanthan die Elemente der Lanthanreihe.

Die Lanthanoide (früher: Lanthanide) sind silbrig-glänzende, relativ weiche und reaktionsfreudige e. An der Luft oxidieren sie schnell und werden matt. Im Wasser zersetzen sie sich mehr oder weniger schnell unter Freisetzung von Wasserstoffgas. Sie werden auch als Metalle der seltenen Erden bezeichnet. Dieser Name ist aber insofern verwirrend, weil die Elemente dieser Gruppe mit Ausnahme des instabilen Promethiums keineswegs so selten sind, wie es suggeriert wird. So ist beispielsweise Cer in der Natur häufiger als Arsen oder Blei. Am Aufbau der Erdkruste sind sie zu 0,02 Gewichtsprozent beteiligt. Es handelt sich um insgesamt 14 Elemente der 6. Periode, die als Untergruppe der 3. Nebengruppe aufgefasst werden können.

Aufgrund der ähnlichen Struktur der Valenzschale (gefülltes äußeres s-Orbital und ein Elektron in einem d-Orbital) verhalten sich die Lanthanoide chemisch wie die e Scandium und und bilden mit diesen zusammen die Gruppe der Seltene Erden|Seltenen Erden.

Die Lanthanoide gehören wie die Actinoide zu den inneren Übergangselementen oder f-Block-Elementen, da in diesen Reihen die f-Unterschalen mit Elektronen gefüllt werden.

Beginnend bei Cer wird das 4f-Orbital nach und nach aufgefüllt. Es ist bei Lutetium schließlich mit 14 Elektronen vollständig besetzt. Da die 4f-Orbitale tief im Innern der Atome liegen, nehmen sie im Gegensatz zu den d-Orbitalen der übrigen Nebengruppenelemente wenig Einfluss auf das chemische Verhalten. Die Lanthanoiden-Elemente sind sich somit in ihren chemischen Eigenschaften relativ ähnlich. Sie gleichen sich so sehr, dass man sie bei der Entdeckung der Yttererde 1794 sogar für das Oxid ein und des selben Elements hielt! Das gleiche gilt für die zahlreichen Bestandteile der Ceriterde. Gemeinsam ist ihnen die +3. Daneben treten bei einigen Elementen noch die Oxidationszahlen +2 und +4 auf. Alle weisen die für Metalle typische dichteste Kugelpackung auf. Die Härte nimmt mit steigender Ordnungszahl zu.

Lanthanoiden-Kontraktion

Aufgrunder sogenannten Lanthanoiden-Kontraktion nimmt der Ionenradius innerhalb der Reihe von Cer (107 pm 3+) bis Lutetium (85 pm 3+) stetig ab. Dies lässt sich durch die unvollständige Abschirmung der zunehmenden Kernladung gegenüber den 4f Valenzelektronen erklären, die obwohl sehr diffus und im Normalfall in relativ großer Entfernung vom Kern gelegen, stärker zum Kern hengezogen und damit kontrahiert werden.

Aufgrund ihrer chemischen Ähnlichkeit kommen die Lanthanoiden in der Natur meist vergesellschaftet vor. Viele von ihnen können aus einem phosphathaltigen Silicat – dem sog. Monazit – bzw. seiner sekundären Ablagerungen – den Monazitsanden – gewonnen werden.

Kategorie:Stoffgruppe

ca:Lantà nid en:Lanthanide eo:Lantanoido es:Lantánido fr:Lanthanide it:Lantanidi ja:ランタノイド nl:Lanthanide nn:Lantanid pl:Lantanowce ru:Лантаноиды sl:Lantanidi zh:镧系元ç´