Tärkein ero - d vs f lohkoelementit

Kemiallinen elementti on mikä tahansa materiaali, jota ei voida hajottaa tai muuttaa kemiallisin keinoin. Tunnettuja kemiallisia alkuaineita on 118. Nämä kemialliset elementit ovat aineen rakennuspalikoita. Kaikki kemialliset alkuaineet on järjestetty alkuaineiden jaksottaiseen taulukkoon atomien lukumäärän kasvussa. Jaksotaulukossa on myös neljä elementtiryhmää: s -lohko, p -lohko, d -lohko ja f -lohko. Elementit on ryhmitelty näihin ryhmiin niiden elektronikonfiguraation perusteella. Esimerkiksi lohkoelementtien uloimmat elektronit ovat kiertoradalla. p -lohkoelementtien uloimmat elektronit ovat p -kiertoradalla. Suurin ero d -lohkoelementtien ja f -lohkoelementtien välillä on se d -lohkoelementit ovat kemiallisia elementtejä, joiden elektronit on täytetty d -orbitaaleilleen, kun taas f -lohko -elementit ovat kemiallisia elementtejä, joissa elektronit on täytetty f -orbitaaleilleen.

Keskeiset alueet

1. Mitä ovat d -lohkoelementit - Määritelmä, kemialliset ominaisuudet 2. Mitä ovat lohkoelementit - Määritelmä, kemialliset ominaisuudet, lantanidit ja aktinidit 3. Mikä on ero d- ja f -lohkoelementtien välillä - Keskeisten erojen vertailu

Keskeiset termit: Actinidit, Aufbaun periaate, d -lohko, elektronikonfiguraatio, f -lohko, sisäiset siirtymäelementit, lantanidit, kiertoradat, jaksollinen taulukko

Mitä ovat d -lohkoelementit

d -lohkoelementit ovat kemiallisia alkuaineita, joiden elektronit on täytetty d -orbitaaleilleen. Ensimmäinen vaatimus, että elementti on d -lohkoelementti, on d -orbitaalien läsnäolo. Elementit, joiden d -orbitaaleilla on vähintään yksi elektroni, luokitellaan d -lohkoelementteiksi. Jaksollisen taulukon d-lohko sijaitsee s-lohkon ja p-lohkon välissä.

Yksi tärkeä fakta d -lohkoelementteistä on, että niillä on d orbitaalia, jotka ovat osittain tai kokonaan täynnä elektroneja. Aufbaun periaatteen mukaan elektronit täyttävät orbitaalit orbitaalien energioiden nousevan järjestyksen mukaan. Toisin sanoen elektronit täyttävät ns-kiertoradan ennen (n-1) d-kiertoradan täyttämistä. Tämä johtuu siitä, että ns-kiertoradan energia on pienempi kuin (n-1) d-kiertorata. Jaksotaulukon ensimmäisen rivin elementeissä elektronit täyttävät ensin 4s: n kiertoradan ennen 3D -kiertoradan täyttämistä.

Kuva 1: Jaksollisen järjestelmän neljä pääryhmää

Mutta on myös joitain poikkeuksia. Vaikka energiataso on alhaisempi, joskus elektronit täyttävät kiertoradat vakaimmalla elektronikonfiguraatiolla. Esimerkiksi ns¹toinen¹⁰ kokoonpano on vakaampi kuin ns²toinen⁹. Tämä johtuu d -orbitaalien täydellisen täyttämisen vakaudesta. Tällaiset kaksi esimerkkiä on esitetty alla.

Kromi (Cr) = [Ar] 3d⁵4s¹

Kupari (Cu) = [Ar] 3d¹⁰4s¹

Kaikki d -lohkoelementit ovat metalleja. Ne osoittavat erittäin korkeita sulamis- ja kiehumispisteitä vahvan metallisidoksensa vuoksi. Atomisäteiden pieneneminen on vähäistä verrattuna s- ja p -lohkoelementteihin. Lisäksi tiheydet ovat erittäin korkeat metallisen luonteen vuoksi. D -elektronien läsnäolon vuoksi d -lohkoelementit osoittavat vaihtelevia hapettumistiloja.

Mitä ovat lohkoelementit

f -lohkoelementit ovat kemiallisia alkuaineita, joiden elektronit on täytetty f -kiertoradalleen. F -lohko näkyy jaksollisessa taulukossa erillisenä ryhmänä jaksollisen taulukon alareunassa. Tämä johtuu siitä, että niissä on elektroneja, jotka täyttävät muiden orbitaalien suojaamat f -orbitaalit; siksi f -lohkoelementit tunnetaan nimellä "sisäiset siirtymäelementit”. F -lohkon todellinen sijainti jaksollisessa taulukossa on s -lohkon ja d -lohkon välissä. Nämä elementit tunnetaan harvinaisina elementeinä, koska useimmat näistä elementeistä löytyvät harvoin maan päällä.

F -lohkoelementtejä on kaksi sarjaa,

Nämä kaksi sarjaa on nimetty sellaisiksi sen elementin mukaan, josta sarja alkaa. Lantanidisarja alkaa heti lantaanin (La) jälkeen ja aktinidisarja alkaa Actiniumilla (Ac). Kaikki lantanidit ja aktinidit ovat metalleja.

Kuva 2: Lantanidit ja aktinidit

Lanthanide -sarja

Lanthanide -sarja sisältää 14 elementtiä, jotka alkavat heti lantaanin jälkeen. Siksi tämä sarja sisältää yhteensä 15 elementtiä yhdessä lantaanin kanssa. Sarjan atominumero on 57-71. Ne tunnetaan nimellä "ensimmäinen sisäinen siirtymäsarja". Lantanidit kuuluvat 4f -sarjaan, koska näiden elementtien elektronit täyttävät 4f -orbitaalit. Mutta Lantaanilla on täysin tyhjä f -alikuori; näin ollen alkuaineita Ceriumista (Ce) Lutetiumiin (Lu) pidetään lantanideina.

Näiden elementtien 4f -elektronit ovat täysin muiden orbitaalien suojaamia, eivätkä ne osallistu mihinkään kemialliseen sidokseen. Lantanidit ovat hopeanvalkoisia metalleja ja ne ovat hyviä lämmönjohtimia. Elementit, joilla on kokonaan tai puoliksi täytetyt f-orbitaalit, ovat vakaita kuin sarjan muut elementit.

Lanthanidien osoittama vakain hapettumistila on +3. Jotkut elementit osoittavat myös +2- ja +4 -hapetustilat, mutta ne eivät ole stabiileja +3 -hapetustilassa. Lantanidit ovat erittäin reaktiivisia ja voivat reagoida alkuaineiden, kuten vedyn, hapen, hiilen jne.

Lähes kaikki lantanidien muodostamat ionit ovat värittömiä. Lantanidit ovat sähköpositiivisia elementtejä. Siksi he mieluummin muodostavat molekyylejä elektronegatiivisilla elementeillä. Kuitenkin koko sarjan aikana kemiallisten ja fysikaalisten ominaisuuksien muutokset ovat hyvin vähäisiä.

Actinide -sarja

Aktinidit ovat kemiallisia alkuaineita, jotka löytyvät f -lohkon aktinidisarjasta elementtien jaksollisesta taulukosta. Kaikki aktinidit ovat epävakaan luonteensa vuoksi radioaktiivisia alkuaineita. Nämä elementit koostuvat erittäin suurista atomeista. Aktinideilla on valenssielektronit 5f -kiertoradalla. Aktinidisarja koostuu kemiallisista elementeistä, joiden atominumero on 89-103.

Yleisimmät ja runsaimmat aktinidit maan päällä ovat uraani ja torium. Ne ovat heikosti radioaktiivisia ja vapauttavat paljon energiaa radioaktiivisen hajoamisen aikana. Näkyvä hapetustila aktinidien keskuudessa on +3. Lisäksi aktinidit osoittavat hapettumistiloja, kuten +4, +5 ja +6.

Aktinidit muodostavat emäksisiä oksideja ja hydroksideja. Niillä on kyky muodostaa komplekseja ligandien, kuten kloridien, sulfaattien jne. Kanssa. Useimmat aktinidikompleksit ovat värikkäitä. Radioaktiivisuuden ja raskasmetallikäyttäytymisen vuoksi aktinideja pidetään kuitenkin myrkyllisinä yhdisteinä.

Ero d- ja f -lohkoelementtien välillä

Määritelmä

d Lohkoelementit: d -lohkoelementit ovat kemiallisia alkuaineita, joiden elektronit on täytetty d -orbitaaleilleen.

f Lohkoelementit: f -lohkoelementit ovat kemiallisia alkuaineita, joiden elektronit on täytetty f -orbitaaleilleen.

Muut nimet

d Lohkoelementit: d lohkoelementtejä kutsutaan siirtymäelementteiksi.

f Lohkoelementit: f -lohkoelementtejä kutsutaan sisäisiksi siirtymäelementteiksi.

Hapettumistilat

d Lohkoelementit: d -lohkoelementit osoittavat laajan valikoiman hapettumistiloja niiden elektronikonfiguraatioista riippuen.

f Lohkoelementit: F -lohkoelementtien vakain hapetustila on +3, ja myös muita hapettumistiloja voi olla.

Vakaus

d Lohkoelementit: Lähes kaikki d -lohkon elementit ovat vakaita.

f Lohkoelementit: Useimmat f -lohkoelementit ovat radioaktiivisia.

Ryhmät

d Lohkoelementit: d lohkoelementit voivat olla joko siirtymäelementtejä tai ei-siirtymäelementtejä.

f Lohkoelementit: f -lohkoelementit ovat kahdessa sarjassa lantanideina ja aktinideina.

Elektronikonfiguraatio

d Lohkoelementit: d -lohkoelementteillä on osittain tai kokonaan täytetyt uloimmat d -orbitaalit.

f Lohkoelementit: f -lohkoelementit yhdistetään yhdellä tai useammalla uloimmasta elektronistaan ​​f -kiertoradalla.

Johtopäätös

Elementtien jaksollinen taulukko näyttää kaikkien tunnettujen kemiallisten alkuaineiden järjestyksen niiden atomiluvun mukaan. Kunkin ryhmän jäsenillä on neljä suurta kemiallisten alkuaineiden ryhmää, joilla on samanlaiset kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet. Lohko d ja f ovat kaksi ryhmää näiden neljän ryhmän joukossa. Suurin ero d -lohkoelementtien ja f -lohkoelementtien välillä on se, että d -lohkoelementit ovat kemiallisia alkuaineita, joiden elektronit on täytetty d -orbitaaleilleen, kun taas f -lohko -elementit ovat kemiallisia elementtejä, joissa elektronit on täytetty f -orbitaaleilleen.

Viite:

1. "Actinidien yleiset ominaisuudet ja reaktiot." Kemia LibreTexts, Libretexts, 21. elokuuta 2017, saatavana täältä. "Lantanidit: ominaisuudet ja reaktiot." Kemia LibreTexts, Libretexts, 20. elokuuta 2017, saatavana täältä. 3. "f-Block-elementit: kaikki mitä sinun tarvitsee tietää!" Toppr Bytes, 30. heinäkuuta 2017, saatavana täältä.

Kuva:

1. ”Jaksollisen taulukon rakenne” Sch0013r-Tiedosto: PTable structure.png (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedia2: n kautta. “Periodic table simple ca” László Németh - Oma työ (CC0) Commons Wikimedian kautta [Rajattu]