Différence entre les lanthanides et les actinides
Les éléments sont regroupés en blocs et en colonnes selon leurs propriétés chimiques. Les éléments de composition chimique et de propriétés similaires sont placés dans des colonnes proximales ou des blocs similaires. Le bloc f, situé à la partie inférieure du Tableau Périodique des éléments, est composé de lanthanides et d'actinides. Les éléments communs à ces éléments sont partiellement remplis ou entièrement occupés. On les appelle les "séries de transition interne".
Lanthanides
Johann Galodin a découvert les lanthanides en 1794 quand il étudiait un minéral noir appelé galodonite. Les lanthanides sont composés d'éléments compris entre le baryum et l'hafnium et sont généralement désignés sous le nom de "métaux des terres rares". Ces métaux sont blanc argenté et abondants dans la croûte terrestre, les plus légers étant plus abondants. La majorité des réserves de lanthanides se trouvent en Chine et proviennent de minerais ioniques provenant des provinces du sud de la Chine. Les principales sources sont la bastnasite (Ln FCO3), la monazite (Ln, Th)PO4 et le Xenotime (Y, Ln) PO4. Après l'extraction pour les principales sources, les lanthanides sont séparés des autres impuretés par séparation chimique, cristallisation fractionnée, échange d'ions et extraction par solvant. Commercialement, ils sont utilisés pour la production de supraconducteurs, de pièces automobiles et d'aimants. Ils sont généralement non toxiques et ne sont pas entièrement absorbés par le corps humain.
En général, les lanthanides sont trivalents, à quelques exceptions près. Les électrons 4f se situent à l'intérieur des électrons trivalents externes. En raison de sa structure stable, une fois que le composé est formé, il ne participe à aucune liaison chimique, ce qui rend son processus de séparation difficile. La configuration électronique 4f confère les comportements magnétiques et optiques des éléments lanthanides. C'est la raison pour laquelle il peut être utilisé dans les tubes cathodiques. Les autres configurations de valence pour les lanthanides sont des configurations quadrivalentes et divalentes. Les lanthanides quadrivalents sont le cérium, le praséodyme et le terbium. Les lanthanides équivalents sont le samarium, l'europium et l'ytterbium.
Les lanthanides sont différenciés en fonction de leur réaction avec l'air par le processus d'oxydation. Les lanthanides lourds comme le gadolinium, le scandium et l'yttrium réagissent plus lentement que les lanthanides plus légers. Il y a une différence structurelle avec le produit d'oxyde formé à partir des lanthanides. Les lanthanides lourds forment la modification cubique, les lanthanides moyens forment la phase monoclinique et les lanthanides légers pour une structure hexagonale d'oxyde. Pour cette raison, les lanthanides légers doivent être stockés dans une atmosphère de gaz inerte afin d'éviter une oxydation rapide.
Les ions lanthanides ont des charges élevées, ce qui est censé favoriser la formation de complexes. Cependant, les ions individuels ont une grande taille par rapport aux autres métaux de transition. Pour cette raison, ils ne forment pas facilement des complexes. Dans les solutions aqueuses, l'eau est un ligand plus fort que les amines; par conséquent, les complexes avec des amines ne se forment pas. Certains complexes stables peuvent être formés avec CO, CN et groupe organométallique. La stabilité de chaque complexe est indirectement proportionnelle aux rayons ioniques de l'ion lanthanide.
Actinides
Les actinides sont des éléments chimiques radioactifs qui occupent le bloc f du tableau périodique des éléments. Il y a 15 éléments dans ce groupe, de l'actinium au Lawrencium (numéro atomique 89-103). La plupart de ces éléments sont fabriqués par l'homme. En raison de sa radioactivité, des éléments populaires de ce groupe, l'uranium et le plutonium avaient été utilisés comme armes atomiques pour la guerre explosive. Il s'agit de produits chimiques toxiques qui émettent des rayons qui produisent le cancer et détruisent les tissus. Une fois absorbées, elles migrent vers la moelle osseuse et interfèrent avec la fonction de la moelle pour produire du sang. En raison de leur radioactivité, leurs niveaux électroniques sont moins bien compris que ceux des lanthanides.
Les actinides ont plusieurs états d'oxydation. Les actinides trivalents sont l'actinium, l'uranium par l'einsteinium. Ils sont semblables aux lanthanides et ressemblent à des cristaux. Les actinides quadrivalents sont le thorium, le protactinium, l'uranium, le neptunium, le plutonium et le berkélium. Ceux-ci réagissent librement en solution aqueuse, contrairement aux lanthanides. Comparativement aux lanthanides, les actinides ont des états d'oxydation pentavalents, hexavalents et héptavalents. Ceci permet la formation d'états d'oxydation plus élevés par élimination des électrons périphériques dans la configuration 5f.
Les actinides sont hautement radioactifs et ont une forte propension à former des réactions complexes. En raison de ses isotopes instables, certains actinides sont formés naturellement par désintégration radioactive. Il s'agit de l'actinium, du thorium, du protactinium et de l'uranium. Dans ces processus de décomposition, les rayons toxiques. Les actinides sont capables de fission nucléaire, libérant des quantités massives d'énergie et de neutrons supplémentaires. Cette réaction nucléaire est vitale pour créer des réactions nucléaires complexes. Les actinides sont facilement oxydables. Une fois exposés à l'air, ils s'enflamment, ce qui en fait des explosifs efficaces.
Les idées Clis
Le lanthanide et les actinides se trouvent à proximité dans le Tableau des éléments périodiques. Il s'agit de métaux de transition interne qui présentent des différences significatives. Les lanthanides remplissent les orbites 4f et sont généralement non toxiques pour les humains. Actinides, d'autre part, remplissent 5f orbitales et sont très toxiques causant diverses maladies si accidentellement consommés. Les actinides ont des états d'oxydation variés allant de divalents à heptavalents. Ils s'oxydent et s'enflamment facilement, ce qui en fait des éléments efficaces dans la fabrication de bombes atomiques. Les lanthanides, quant à eux, sont utilisés dans le commerce pour les pièces automobiles, les supraconducteurs et les aimants. Les actinides sont hautement radioactifs et ont une propension accrue à subir des réactions complexes. En revanche, les lanthanides ont une configuration électronique stable et ne réagissent pas facilement à des réactions complexes.
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