Разница между блочными элементами d и f

Основное отличие - блочные элементы d и f

Химический элемент - это любой материал, который нельзя разрушить или изменить химическими средствами. Известно 118 химических элементов. Эти химические элементы являются строительными блоками материи. Все химические элементы расположены в периодической таблице элементов в порядке возрастания атомного номера. В периодической таблице также есть четыре группы элементов: s-блок, p-блок, d-блок и f-блок. Элементы сгруппированы в эти группы в зависимости от их электронной конфигурации. Например, у s-блочных элементов самые удаленные электроны находятся на s-орбитали. p-блочные элементы имеют свои самые удаленные электроны на p-орбитали. Основное различие между d блочными элементами и f блочными элементами состоит в том, что d-блочные элементы - это химические элементы, у которых электроны заполнены до их d-орбиталей, тогда как f-блочные элементы - это химические элементы, у которых электроны заполнены до их f-орбиталей.

Ключевые области покрыты

1. Что такое d-блочные элементы - Определение, химические свойства 2. Что такое блочные элементы f - Определение, химические свойства, лантаноиды и актиниды 3. В чем разница между элементами блока d и f - Сравнение основных различий

Ключевые слова: актиниды, принцип Ауфбау, d-блок, электронная конфигурация, f-блок, внутренние переходные элементы, лантаноиды, орбитали, периодическая таблица.

Что такое d-блочные элементы

Элементы d-блока - это химические элементы, в которых электроны заполнены до их d-орбиталей. Самым первым требованием для того, чтобы элемент был элементом d-блока, является наличие d-орбиталей. Элементы, имеющие по крайней мере один электрон на своих d-орбиталях, классифицируются как d-блочные элементы. D-блок периодической таблицы расположен между s-блоком и p-блоком.

Одним из важных фактов о d блочных элементах является то, что они имеют d-орбитали, которые частично или полностью заполнены электронами. Согласно принципу Ауфбау, электроны заполняют орбитали в порядке возрастания энергий орбиталей. Другими словами, электроны заполняют ns-орбиталь до того, как заполнить (n-1) d-орбиталь. Это потому, что энергия нс-орбитали ниже, чем (п-1) d-орбитали. В элементах первой строки периодической таблицы электроны сначала заполняют 4s-орбиталь, а затем 3d-орбиталь.

Рисунок 1: Четыре основные группы Периодической таблицы

Но есть и исключения. Хотя уровень энергии ниже, иногда электроны заполняют орбитали с наиболее стабильной электронной конфигурацией. Например, ns¹nd¹⁰ конфигурация стабильнее нс²nd⁹. Это связано со стабильностью полного заполнения d-орбиталей. Такие два примера показаны ниже.

Хром (Cr) = [Ar] 3d⁵4 с¹

Медь (Cu) = [Ar] 3d¹⁰4 с¹

Все элементы блока d - металлы. Они показывают очень высокие температуры плавления и кипения из-за их прочных металлических связей. Уменьшение атомных радиусов незначительно по сравнению с уменьшением s- и p-блочных элементов. Кроме того, плотность очень высока из-за металлической природы. Из-за присутствия d-электронов элементы d-блока проявляют различные степени окисления.

Что такое блочные элементы f

Элементы блока f - это химические элементы, у которых электроны заполнены до их f орбиталей. Блок f показан в периодической таблице как отдельная группа внизу периодической таблицы. Это потому, что у них есть электроны, заполняющие f-орбитали, которые экранируются другими орбиталями; следовательно, элементы блока f известны как «внутренние переходные элементы». Истинное положение блока f в периодической таблице находится между блоком s и блоком d. Эти элементы известны как редкие элементы, потому что большинство из них редко встречаются на Земле.

Есть две серии элементов блока f с именами,

Эти две серии названы так в соответствии с элементом, с которого серия начинается. Серия лантанидов начинается сразу после лантана (La), а серия актинидов начинается с актиния (Ac). Все лантаноиды и актиниды - металлы.

Рисунок 2: Лантаноиды и актиниды

Серия лантаноидов

Ряд лантанидов содержит 14 элементов, которые начинаются сразу после лантана. Таким образом, эта серия содержит в общей сложности 15 элементов вместе с лантаном. Атомный номер серии от 57 до 71. Они известны как «первая внутренняя переходная серия». Лантаноиды принадлежат к серии 4f, поскольку электроны этих элементов заполняют 4f-орбитали. Но у Lanthanum есть полностью пустая f подоболочка; таким образом, элементы от церия (Ce) до лютеция (Lu) считаются лантаноидами.

4f-электроны этих элементов полностью экранированы другими орбиталями и не участвуют в каких-либо химических связях. Лантаноиды - это серебристо-белые металлы и хорошие проводники тепла. Элементы, имеющие полностью или наполовину заполненные f-орбитали, стабильны, чем другие элементы серии.

Самая стабильная степень окисления у лантаноидов +3. Некоторые элементы также показывают степени окисления +2 и +4, но они нестабильны как степень окисления +3. Лантаноиды обладают высокой реакционной способностью и могут реагировать с такими элементами, как водород, кислород, углерод и т. Д.

Практически все ионы, образованные лантаноидами, бесцветны. Лантаноиды - электроположительные элементы. Поэтому они предпочитают образовывать молекулы с электроотрицательными элементами. Однако на протяжении всей серии изменений химических и физических свойств очень мало.

Актинид серии

Актиниды - это химические элементы, которые можно найти в ряду актинидов блока f периодической таблицы элементов. Все актиниды являются радиоактивными элементами из-за их нестабильной природы. Эти элементы состоят из очень крупных атомов. Актиниды имеют валентные электроны на 5f-орбитали. Актинидный ряд состоит из химических элементов с атомными номерами от 89 до 103.

Самые распространенные и распространенные актиниды на Земле - это уран и торий. Они слабо радиоактивны и выделяют большую энергию при радиоактивном распаде. Наиболее заметная степень окисления среди актинидов - +3. Кроме того, актиниды показывают степени окисления, такие как +4, +5 и +6.

Актиниды образуют основные оксиды и гидроксиды. Они обладают способностью образовывать комплексы с лигандами, такими как хлориды, сульфаты и т. Д. Большинство комплексов актинидов разноцветные. Однако из-за радиоактивности и поведения тяжелых металлов актиниды считаются токсичными соединениями.

Определение

d Элементы блока: Элементы d-блока - это химические элементы, в которых электроны заполнены до их d-орбиталей.

f Элементы блока: Элементы f-блока - это химические элементы, в которых электроны заполнены до их f-орбиталей.

Другие имена

d Элементы блока: Элементы блока d известны как «переходные элементы».

f Элементы блока: Элементы блока f известны как «внутренние переходные элементы».

Окислительные состояния

d Элементы блока: Элементы блока d показывают широкий диапазон степеней окисления в зависимости от их электронной конфигурации.

f Элементы блока: Самая стабильная степень окисления для элементов f-блока - +3, также могут быть другие степени окисления.

Стабильность

d Элементы блока: Практически все элементы в блоке d стабильны.

f Элементы блока: Большинство элементов блока f радиоактивны.

Группы

d Элементы блока: Элементы блока d могут быть как переходными, так и непереходными элементами.

f Элементы блока: Элементы блока f находятся в двух сериях: лантаноиды и актиниды.

Электронная конфигурация

d Элементы блока: Элементы блока d имеют частично или полностью заполненные крайние d-орбитали.

f Элементы блока: Элементы блока f объединены тем, что один или несколько их самых удаленных электронов находятся на f-орбитали.

Заключение

Периодическая таблица элементов показывает расположение всех известных химических элементов в соответствии с их атомными номерами. Есть четыре основные группы химических элементов, которые имеют схожие химические и физические свойства среди членов каждой группы. Блок d и блок f - это две группы из этих четырех групп. Основное различие между d-блочными элементами и f-блочными элементами состоит в том, что d-блочные элементы представляют собой химические элементы, имеющие электроны, заполненные до их d-орбиталей, тогда как f-блочные элементы представляют собой химические элементы, имеющие электроны, заполненные до их f-орбиталей.

Ссылка:

1. «Общие свойства и реакции актинидов». Chemistry LibreTexts, Libretexts, 21 августа 2017 г., доступно здесь 2. «Лантаноиды: свойства и реакции». Chemistry LibreTexts, Libretexts, 20 августа 2017 г., доступно здесь. 3. «Элементы f-Block: все, что вам нужно знать!» Toppr Bytes, 30 июля 2017 г., доступно здесь.

Изображение предоставлено:

1. «Структура периодической таблицы» Автор Sch0013r - Файл: PTable structure.png (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia2. «Периодическая таблица простой ca» Ласло Немет - собственная работа (CC0) через Commons Wikimedia [Обрезано]