Lantanoid va aktinoidlar haqida

Davriy sistemadagi barcha elementlarning valent pog'onachalarining tuzilishi oʻziga xos xususiyatga ega, ularni quyidagicha gruppalashtirish mumkin:

• valent pog'onasining faqat s- orbitallari qatnashadigan I davrdagi vodorod va geliydan tashkil topgan 2 ta elementdan iborat oila;
• valent pog'onachasining faqat s- va p- orbitallari qatnashishi mumkin boʻlgan 8 ta elementdan tashkil topgan 2- va 3- kichik davr elementlaridan iborat bo'lgan elementlar;
• valent elektronlari vazifasini bajarishda s-, p- va d- elektron qobiqchalari qatnashadigan 4- va 5- davrlardagi har biri 18 ta elementlardan tashkil topgan katta davr elementlari;
• 6- va oxirgi tugallanmagan 7- davr elementlarining tarkibida 14 tadan 4f- va 5f- elektron orbitallarga ega bo'lgan f-elementlar oilasi lantanoidlar va aktinoidlar tutgan elementlarning 6-davrida 32 ta element bo'ladi.

Lantanoidlar

Bu elementlar turkumiga berilgan nom valent qobiqning tashqaridan uchinchi qobiqchasida to'planib borishi ularning xossalari III gruppadagi lantan elementinikiga o'xshash bo'lishi kerak degan fikrni yuzaga keltirib chiqaradi. Bu elementlarning elektron konfiguratsiyasi, ularga xos bo'lgan valentliklari va ular uchun tipik bo'lgan oksidlanish darajasi +3 boʻlgan ionlari radiusi quyidagi jadvalda keltirilgan.

Metall	Zichlik ( rentgen nurlari),  g/sm	t er, °С	t qay, °С	Elektr qarshiligi (25°С da), ом-см-106	Termal neytronni tutib olish kesimi, s	Elektron ish funktsiyasi, эв	Elastiklik moduli кгс/мм2
La	6,17	920	3470	56,8	8,9	3,33	3915
Ce	6,77	795	3470	75,3	0,70	2,84	3058
Pr	6,78	935	3130	68,0	11,2	2,7	3595
Nd	7,01	1024	3030	64,3	44	3,3	3860
Sm	7,54	1072	1900	88	6500	3,2	3480
Eu	5,26	826	1440	81,3	4500	2,54	—
Gd	7,89	1312	3000	140,5	44000	3,07	5730
Tb	8,27	1356	2800	—	44	3,09	5864
Dy	8,53	1407	2600	56	1100	3,09	6433
Ho	8,80	1461	2600	87	64	3,09	6850
Er	9,05	1497	2900	107	166	3,12	7474
Tm	9,33	1545	1730	79	118	3,12	—
Yb	6,98	824	1430	27	36	2,59	1815
Lu	9,84	1652	3330	79	108	3,14	—
Sc	2,99	1539	2730	—	13	3,23	—
Y	4,48	1509	2930	69 ±3	1,38	3,07	6700

Bu elementlarning NEM qiymatlari bir xil-1,1 ga teng. Erkin holdagi lantanoidlar tipik metallar xossasiga ega, ular havoda tez xiralashib, ko'pincha Me₂O₃ tarkibli oksid parda (faqat seriy CeO₂ ni) hosil qiladi. Ular havo tarkibidagi CO₂ ni yutib, tegishli karbonatlarni hosil qiladi. Havo namini yutib gidroksidlarga aylanadi. Me(OH)₃ lar amfoter xususiyatga ega emas, mo'l miqdordagi ishqorlarda erimaydi. Ulardagi metallning tartib raqami ortib borishi qatorida ion radiusi kamayib borishi tufayli gidroksidning asoslik kuchi kamayib boradi va shu tartibda ularning eruvchanligi ham kamayib boradi. Gidratlangan ionlar gidroliz reaksiyasida qatnashadi:

E(H₂O)₆⁺³ ⇄ [E(H₂O)₅OH]²⁺ + H⁺

Bu xususiyat elementlarning tartib raqami ortib borishi bilan kuchayib boradi. Lantanoidlar atom texnikasida katta ahamiyatga ega.
Samariy, gadoliniy, yevropiy issiq neytronlarni qamrab olish kesimi yuzasi katta bo'lishi tufayli ular yadro reaktorlarning himoya qatlamlari tarkibiga qo'shiladi.
Seriyning +3 va +4 oksidlanish darajalaridagi perxloratlarining aralashmasi perxlorat kislota muhitida suvni vodorod va kislorodga parchalash jarayonida qatnashishi kuzatilgan.

Aktinoidlar

Aktinoidlar tartib raqami 0 -1 0 3 oralig‘idagi 14 ta elementdan iborat.
Ular ham III gruppa a’zosi lantanga o‘xshash f-elementlardir. Aktinoidlarning barchasida turg’un izotoplar yo‘q, ulardan faqat uchtasi - toriy, protaktiniy va uran tabiatda mavjud, qolganlari esa sun’iy usulda olingan.

Yuqorida keltirilgan jadvalda birinchi aktinoid toriyda sf-orbitalda 5f- qobiqchada elektron yo'q, lekin 6d-pog'onachada esa ikkita elektron joylashgan. Buning sababini quyidagi grafikdan aniqlash mumkin.
Urandan keyin joylashgan elementlarda 5f-pog'onacha bittadan elektron bilan to'lib boradi. Kyuriy elementida f-pog'onacha yarim to'lgan haloti lantanoidlardagi gadoliniyga o'xshash konfiguratsiyaga - energetik mustahkam vaziyatga o'tadi.

Aktinidlarning tashqi pog'onachasidagi elektronlar yadroga tashqi elektronlarga qaraganda kuchsizroq tortiladi. Bu vaziyat aktinoidlar va lantanoidlar orasidagi kimyoviy aktivlik farqini tushuntira oladi. Toriyning 5f-orbitalida joylashishi kerak bo'lgan toq elektron turg'unligi yuqoriroq bo'lgan 6d-orbitalga o'tadi. Lekin bu holatlar farqi katta bo'lmasligi sababli ular orasida elektronlar ,,sakrashiga" olib kelishi U,Np, Pu va Am da valent holatlar ko'p bo'lishini tushuntiradi.

Kyuriydan keyingi elementlarda 5f-pog'onachaning turg'unligi kuchaya- boradi.Kimyoviy jihatdan aktinoidlar lantanoidlarga qaraganda aktivroq. Ular galogenlar, vodorod, oltingugurt, azot, fosfor, uglerodlar bilan reaksiya kirishadi.