Lantanidi

Come molti metalli, i lantanidi hanno un aspetto argenteo brillante. Cinque degli elementi (La, Ce, Pr, Nd, Eu) sono molto reattivi e quando esposti all’aria reagiscono con l’ossigeno per formare un rivestimento di ossido che appanna la superficie. Per questo motivo questi metalli sono conservati sotto olio minerale. Il resto dei lantanidi non è così reattivo e alcuni (Gd, Lu) mantengono il loro aspetto metallico argenteo per lungo tempo., Quando contaminati con non metalli, come ossigeno o azoto, i lantanidi diventano fragili. Inoltre corroderanno più facilmente se contaminati con altri metalli, come il calcio. I loro punti di fusione, che vanno da circa 1.506, 2 ° F (819°C) (Yb) a circa 3.025, 4°F (1.663°C) (Lu), sono anche sensibili alla contaminazione. I lantanidi formano leghe con molti altri metalli, e queste leghe presentano una vasta gamma di proprietà fisiche.

I lantanidi reagiscono lentamente con acqua fredda (più rapidamente con acqua calda) per formare gas idrogeno e bruciano facilmente nell’aria per formare ossidi., Gli ossidi sono sostanze in cui un metallo e l’ossigeno si sono combinati chimicamente per formare un composto. Ad esempio, samario e ossigeno si combinano per formare l’ossido di samario composto. L’ittrio ha un rivestimento protettivo naturale di ossido, rendendolo molto più resistente. I lantanidi formano composti con molti non metalli, come idrogeno, fluoro, fosforo, zolfo e cloro, e il riscaldamento può essere richiesto per indurre queste reazioni.

La disposizione degli elettroni in un atomo (la configurazione elettronica) influenza la reattività dell’atomo con altre sostanze., In particolare, sono gli elettroni esterni o di valenza-quelli più lontani dal centro dell’atomo-che sono più coinvolti nelle reazioni poiché questi sono esposti all’ambiente circostante. Tutti i lantanidi, dal cerio al lutezio, hanno una disposizione simile dei loro elettroni esterni. Questo spiega perché si trovano tutti insieme in natura e perché reagiscono tutti allo stesso modo. Quando reagiscono con altri elementi per formare composti, la maggior parte dei lantanidi perde tre dei loro elettroni esterni per formare ioni tripositivi. Per la maggior parte dei composti dei lantanidi, questo è lo ion più stabile., Alcuni lantanidi formano ioni con una carica positiva a due o quattro, ma di solito non sono così stabili. Un confronto tra le dimensioni degli atomi di lantanidi e dei loro ioni, rivela una progressiva diminuzione del passaggio dal lantanio al lutezio e viene indicato come contrazione del lantanide. Composti contenenti ioni positivi e negativi sono chiamati composti ionici. La maggior parte dei composti ionici di lantanidi sono solubili in acqua. I composti di lantanidi con l’elemento fluoro (fluoruri di lantanidi), tuttavia, sono insolubili., L’aggiunta di ioni fluoruro a una soluzione di ioni lantanidi tripositivi può generalmente essere utilizzata come test caratteristico per la presenza dei lantanidi. Allo stesso modo, gli ossalati di lantanidi (l’ossalato è lo Cz negativo CzO4-2) hanno una bassa solubilità.