Perché i lantanidi e gli attinidi sono separati nella tavola periodica?

I lantanidi sono un gruppo di elementi originariamente scoperti in minerali rari, da qui il loro nome “terre rare”. Poiché alla fine gli elementi furono trovati più ampiamente del previsto, iniziarono a essere chiamati lantanidi. I lantanidi, insieme agli attinidi, occupano due file separate di elementi della tavola periodica. Entrambi sono gruppi di elementi metallici.

Posizione dei lantanidi e degli attinidi nella tavola periodica

Nella tavola periodica ci sono due file indipendenti di elementi, che iniziano rispettivamente con l’elemento di numero atomico 57, che corrisponde al lantanio, e l’elemento di numero atomico 89, che corrisponde all’attinio. Sebbene queste due righe siano posizionate separatamente sulla tavola periodica, in realtà corrispondono rispettivamente a un periodo a metà tra 6 e 7.

il blocco f

La prima delle subshell f inizia a riempirsi a 4f, dopo il livello 6s, il che implica che le subshell f sono i due principali livelli di energia dietro. La configurazione elettronica generale che esiste negli elementi del blocco f è (n -2) · f ^1-14 ns ² . I sette orbitali del subshell f ospitano i 14 elettroni, in modo che il blocco f ospita 14 elementi.

Ecco perché gli elementi del blocco f non appartengono ad un gruppo specifico, e sono in qualche modo “incastrati” tra i gruppi 3 e 4. I lantanidi sono i quattordici elementi trovati dal cerio (Ce), con numero atomico 58, fino al lutezio (Lu), con numero atomico 71. Come caratteristica dei lantanidi, si distingue che hanno una reattività simile a quella del gruppo 2, che sono i metalli alcalino terrosi.

Gli attinidi sono i 14 elementi che vanno dal torio (Th), con numero atomico 90, al laurencium (Lr), con numero atomico 103. Il sottolivello 5f è attualmente in procinto di essere riempito da elementi che vengono scoperti o sintetizzati. Inoltre, di tutti gli elementi che fanno parte degli attinidi, solo quattro sono stati trovati naturalmente in natura, e tutti sono elementi radioattivi.

Sia i lantanidi che gli attinidi sono talvolta indicati come “elementi di transizione interni”.

Usi di lantanidi e attinidi

I lantanidi sono stati ampiamente utilizzati per aumentare la durezza e la resistenza dei metalli. Tra questi spicca l’uso del cerio, che viene miscelato con piccole quantità di lantanio (La), neodimio (Nd) e praseodimio (Pr). Questi elementi sono stati ampiamente utilizzati nell’industria petrolifera per raffinare il greggio.

L’erbio (Er) e altri lantanidi sono anche ampiamente utilizzati per dispositivi ottici, come occhiali per la visione notturna e materiali fosforescenti, tra gli altri. Per quanto riguarda gli attinidi, sono una preziosa fonte primaria, poiché sono radioattivi. Questi elementi possono essere utilizzati come fonti di energia per applicazioni varie come i pacemaker cardiaci e la generazione di energia per strumenti che vengono utilizzati anche nelle missioni sulla luna. D’altra parte, l’uranio e il plutonio sono stati usati nelle armi nucleari, così come nelle centrali nucleari.

Fonti

• 2.23: Lantanidi e Attinidi. (2021). Estratto il 19 marzo 2021 da https://cutt.ly/vxuZE04
• Attinidi – una panoramica | Argomenti diretti di scienza. (2021). Estratto il 19 marzo 2021 da https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/actinide
• Serie di lantanidi: una panoramica | Argomenti diretti di scienza. (2021). Estratto il 19 marzo 2021 da https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/lanthanide-series