Lanthan

  • jeho elektronová konfigurace je $[Xe]6s^25d^1$
  • 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 $La_2O_3$ se v kyselinách rozpouští za vzniku solí, které krystalizují ve formě hydrátů
    • příkladem je $La_2(SO_4)_3\cdot{9\ H_2O}$
  • významné jsou podvojné soli typu $M_2^{III}(SO_4)_3\cdot{3\ Na_2SO_4}\cdot{12\ H_2O}$ a $La(NO_3)_2\cdot{2\ NH_4NO_3}\cdot{4\ H_2O}$

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 $M_2O_3$
      • výjimkou je cer, který tvoří $CeO_2$
    • 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
  • stabilní jsou v různých oxidačních číslech
    • krom oxidačního stavu $III$ se také vyskytují v oxidačních stavu $II$ a $IV$
  • 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 $M_2O_3$ a hydroxidy $M(OH)_3$ 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
  • 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 $SOCl_2$
  • 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 $M^{II}(NO_3)_2\cdot{M_2^{III}(SO_4)_3\cdot{24\ H_2O}}$
    • netvoří kamence
      • tvoří podvojné soli typu $(NH_4)M^{III}(SO_4)_2\cdot{4\ H_2O}$

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