Lanthan a lanthanoidy

Lanthan

jeho elektronová konfigurace je $[X e] 6 s^{2} 5 d^{1}$
svým chováním se moc neliší od skandia a yttria
jeho oxid a hydroxi jsou velmi silně bazické a zcela postrádají amfoterní charakter
- jsou velmi dobře rozpustné ve vodě
lanthanité soli jsou vesměs bezbarvé a diamagnetické
lanthanité ionty jeví jen malou tendenci k tvorbě komplexů
oxid lanthanitý $L a_{2} O_{3}$ se v kyselinách rozpouští za vzniku solí, které krystalizují ve formě hydrátů
- příkladem je $L a_{2} (S O_{4})_{3} \cdot 9 H_{2} O$
významné jsou podvojné soli typu $M_{2}^{I I I} (S O_{4})_{3} \cdot 3 N a_{2} S O_{4} \cdot 12 H_{2} O$ a $L a (N O_{3})_{2} \cdot 2 N H_{4} N O_{3} \cdot 4 H_{2} O$

Lanthanoidy

cer, praseodym, neodym, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutecium

Vlastnosti lanthanoidů

jejich elektronová konfigurace je nepravidelná
- uplatňuje se principu stability kompletně nebo z poloviny zaplněných degenerovaných orbitalů ( $f^{0}, f^{7}, f^{14}$ )
- dosahují toho i narušením základních pravidel elektronové konfigurace
jsou lanthanu velmi podobné
- při pálení na vzduchu také poskytují oxidy $M_{2} O_{3}$
  - výjimkou je cer, který tvoří $C e O_{2}$
- jsou neušlechtilé a značně reaktivní
- tvoří převážně iontové vazby
- ve vzájemných slitinách a slitinách s jinými kovy mají kovovou vazbu
- komplexy moc často netvoří, ale můžou
  - mají v nich vysoká koordinační čísla 6 až 9
  - jejich stabilita bývá malá
mají téměř konstantní hodnoty elektronegativit
- jsou nízké a odpovídají tak elektronegativitám alkalických kovů
stabilní jsou v různých oxidačních číslech
- krom oxidačního stavu $I I I$ se také vyskytují v oxidačních stavu $I I$ a $I V$
lanthanoidová kontrakce
- $f$ -orbitaly jsou zaplňovány v nižších vrstvách elektronového obalu
  - nemění tedy atomový poloměr ani vnější část valenční sféry
- s roustoucím nábojem jádra jsou ale elektrony z valenční vrstvy více přitahovány
- pozorujeme zmenšování atomových poloměrů od lanthanu k luteciu
  - výjimkou jsou pouze europium a ytterbium
    - jeví sklon k tvorbě kationtů $M^{2 +}$
    - na vazbě se podílejí jen dva a ne tři elektrony, jako u většiny ostatních lanthanoidů
v přírodě jsou značně zastoupeny
- odpovídají třeba olovu

Sloučeniny lanthanoidů

oxidy $M_{2} O_{3}$ a hydroxidy $M (O H)_{3}$ mají zásaditý charakter
- jsou srovnatelné s analogy alkalických kovů
- jsou nerozpustné ve vodě
  - je to způsobeno vysokými hodnotami mřížkových energií
    - anionty jsou příliš malé
  - to stejné platí pro fluoridy
vyšší halogenidy, dusičnany a sírany jsou rozpustné
- rozpustností se podobají hořčíku
hydroxidy se připravují působením alkalických hydroxidů na roztoky rozpustných solí
bezvodé halogenidy se získávají přímým slučováním nebo také redukční halogenací
- dají se také připravit chemickou dehydratací hydrátů chloridů
  - jako dehydratační činidlo se používá chlorid thionylu $S O C l_{2}$
hydratované halogenidy se získávají rozpuštěním rozpustných solí v halogenovodíkových nebo jiných kyselin
soli připomínají analoga kovů alkalických zemin
- u hydratovaných solí je běžné vyšší koordinační číslo
- lanthanoidy tvoří celou řadu podvojných solí typu $M^{I I} (N O_{3})_{2} \cdot M_{2}^{I I I} (S O_{4})_{3} \cdot 24 H_{2} O$
- netvoří kamence
  - tvoří podvojné soli typu $(N H_{4}) M^{I I I} (S O_{4})_{2} \cdot 4 H_{2} O$

Technický význam

v posledních letech je větší a větší
v metalurgii se používají v elementární formě
oxidy některýhch lanthanoidů jsou složkami keramických metriálů a skel
- případně se používají k jejich barvení
dlaší sloučeniny lanthanoidů se uplatňují v katalýze, elektrotechnice a elektronice
- UV, viditelné a IR lasery
- barevné obrazovky