Докторант
  1. Неорганическая химия  1.1. Координационная химия  1.1.1. Теория поля лигандов  1.1.2. Теория кристаллического поля  1.1.3. Теория молекулярных орбиталей для координационных соединений  1.1.4. Устойчивость координационных соединений  1.1.5. Электронные спектры координационных соединений  1.1.6. Изомерия в координационных соединениях  1.1.7. Кинетика и механизм координационных реакций  1.2. Органометаллическая химия  1.2.1. Металлокарбонилы  1.2.2. Металлические алкилы и арилы  1.2.3. Карбены Фишера и Шрока  1.2.4. Оксидативное присоединение и восстановительное элиминирование  1.2.5. Металлические гидриды  1.2.6. Катализ с помощью металлоорганических соединений  1.2.7. Металлоцены и сэндвич-комплексы  1.2.8. Активация CH  1.3. Химия твердых тел  1.3.1. Кристаллические структуры и решетки  1.3.2. Теория зон и электрические свойства  1.3.3. Дефекты в кристалле  1.3.4. Синтез твердых материалов  1.3.5. Магнитные и оптические свойства твердых тел  1.3.6. Сверхпроводимость  1.3.7. Ионика твердого состояния  1.4. Био-неорганическая химия  1.4.1. Металлопротеины и ферменты  1.4.2. Транспорт и хранение ионов металлов  1.4.3. Роль металлов в медицине  1.4.4. Катализ, вдохновленный биологией  1.4.5. Взаимодействия металлов с ДНК  1.4.6. Metal Complexes in Medical Science  1.5. Лантаноиды и актиноиды  1.5.1. Электронная конфигурация и степени окисления в лантаноидах и актиноидах  1.5.2. Спектральные и магнитные свойства в лантанидах и актиноидах  1.5.3. Разделение и извлечение лантаноидов и актинойдов  1.5.4. Координационная химия элементов f-блока  1.6. Химия главной группы  1.6.1. Химия соединений бора  1.6.2. Химия соединений кремния и германия  1.6.3. Химия соединений фосфора и серы  1.6.4. Органосиликатная химия  1.6.5. Химия инертных газов
  2. Органическая химия  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Реакции нуклеофильного замещения  2.1.2. Электрофильные реакции присоединения и замещения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перегруппировки  2.1.5. Радикальные реакции  2.1.6. Перициклические реакции  2.1.7. Фотохимические реакции  2.2. Стереохимия  2.2.1. Хиральность и оптическая активность  2.2.2. Структурный анализ  2.2.3. Стереоэлектронные эффекты  2.2.4. Асимметричный синтез  2.2.5. Динамическая стереохимия  2.3. Органометаллическая химия в органическом синтезе  2.3.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.3.2. Реакции сопряжения, катализируемые переходными металлами  2.3.3. Реакции, катализируемые палладием  2.3.4. Олефиновый метатезис  2.3.5. Катализ золота и серебра  2.4. Химия природных продуктов  2.4.1. Алкалоиды и терпеноида  2.4.2. Стероиды и флавоноиды  2.4.3. Полный синтез природных соединений  2.4.4. Биосинтез природных продуктов  2.5. Супрамолекулярная химия  2.5.1. Химия "хозяин-гость"  2.5.2. Самосборка и молекулярное распознавание  2.5.3. Супрамолекулярный катализа  2.5.4. Молекулярные машины
  3. Физическая химия  3.1. Термодинамика  3.1.1. Законы термодинамики  3.1.2. Химический потенциал и равновесие  3.1.3. Статистическая термодинамика  3.1.4. Неравновесная термодинамика  3.2. Квантовая химия  3.2.1. Уравнение Шрёдингера и его применения  3.2.2. Теория молекулярных орбиталей  3.2.3. Теория функционала плотности  3.2.4. Методы пост-Хартри–Фока  3.3. Химическая кинетика  3.3.1. Теория скорости реакции  3.3.2. Механизм и законы скорости  3.3.3. Катализ и кинетика ферментов  3.3.4. Динамика реакций  3.4. Спектроскопия и молекулярная структура  3.4.1. Инфракрасная спектроскопия  3.4.2. УФ-видимая спектроскопия  3.4.3. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  3.4.4. Масс-спектрометрия  3.4.5. Раманская спектроскопия  3.5. Поверхностная и коллоидная химия  3.5.1. Адсорбция и катализм  3.5.2. ПАВ и мицеллы  3.5.3. Коллоидная стабильность  3.5.4. Наноматериалы и интерфейсы
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Thin Layer Chromatography  4.1.4. Ионная хроматография  4.2. Электроаналитические методы  4.2.1. Вольтамметрия и Полярография  4.2.2. Кондуктометрия и потенциометрия  4.2.3. Кулонометрия  4.3. Спектроскопические методы  4.3.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.3.2. Флуоресцентная спектроскопия  4.3.3. Рентгеновская дифракция  4.3.4. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса  4.4. Хемометрика  4.4.1. Обработка данных и статистические методы  4.4.2. Мультдисциплинарный анализ  4.4.3. Машинное обучение в аналитической химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярное динамическое моделирование  5.2. Методы квантовой химии  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.4. Машинное обучение в химии  5.5. Аб иницио молекулярная динамика
  6. Биофизика и медицинская химия  6.1. Открытие и разработка лекарств  6.2. Кинетика ферментов и ингибирование  6.3. Подход к химической биологии  6.4. Взаимодействия белок-лиганд  6.5. Биоортогональная химия
  7. Химия материалов  7.1. Химия полимеров  7.1.1. Механизм полимеризации  7.1.2. Функциональные полимеры  7.1.3. Биоразлагаемые полимеры  7.1.4. Проводящие и полупроводниковые полимеры  7.2. Нанохимия  7.2.1. Наночастицы и наноструктуры  7.2.2. Наноматериалы на основе углерода  7.2.3. Квантовые точки  7.3. Энергетическая и экологическая химия  7.3.1. Battery and Fuel Cell Chemistry  7.3.2. Зеленая химия и устойчивые материалы  7.3.3. Фотокатализ

Докторант → Неорганическая химия ↓


Лантаноиды и актиноиды


Лантаноиды и актиноиды - это две серии элементов, которые важны в области неорганической химии. Эти элементы, часто называемые «ф-блоком», важны для различных приложений, начиная от фундаментальных научных исследований до практических промышленных применений. Серия лантаноидов включает 15 элементов, начиная с атомного номера 57 до 71, начиная с Лантана (La) и заканчивая Лютецием (Lu). Актиноиды также содержат 15 элементов, начиная с атомного номера 89 до 103, начиная с Актиния (Ac) и заканчивая Лоуренсием (Lr).

Обзор лантаноидов

Лантаноиды, также известные как редкоземельные элементы, получают свое название от первого элемента в серии, лантана. Эти элементы известны своими уникальными электронными конфигурациями, обычно характеризующимися заполнением 4f орбиталей. Лантаноиды известны своей высокой магнитной восприимчивостью и часто используются в постоянных магнитах и люминофорах.

4f блок

Электронная конфигурация

Электронная конфигурация для лантаноидов может быть обобщена следующим образом:

[Xe] 4f n 6s 2

Здесь n варьируется от 0 до 14 для каждого последующего элемента, начиная с лантана. Увеличивающееся и специфическое заполнение 4f орбиталей придает лантаноидам их характерные свойства.

Химические свойства

Лантаноиды обычно характеризуются своей реакционной способностью с такими элементами, как кислород, галогены и кислоты. Они обычно образуют трехвалентные ионы, которые являются результатом удаления трех электронов:

Ln → Ln 3+ + 3e -

Одной из примечательных характеристик лантаноидов является то, что их химические свойства очень схожи на протяжении всей серии, что часто затрудняет их разделение с использованием стандартных химических методов.

Применение

Лантаноиды используются во многих отраслях благодаря своим уникальным свойствам. Например, Неодим является важным в производстве сильных постоянных магнитов, а Европий важен в люминесцентных материалах, используемых в экранах телевизоров и светодиодных лампах. Другие лантаноиды также находят применение в катализаторах в нефтепереработке и полировке стекла.

Обзор актиноидов

Серия актиноидов названа в честь своего первого элемента актиния. Эти элементы особенно известны своими радиоактивными свойствами и находят важные приложения в ядерной технологии. В отличие от лантаноидов, актиноиды включают заполнение 5f орбиталей.

5f блок

Электронная конфигурация

Стандартная электронная конфигурация для актиноидов может быть обобщена следующим образом:

[Rn] 5fn 6d 0–1 7s 2

Подобно лантаноидам, актиноиды также имеют переменные степени окисления, хотя в основном они проявляют степень окисления +3.

Химические свойства

Актиноиды в основном металлы, проявляют широкий спектр степеней окисления и плотную упаковку атомов. Это придает им свойства, несколько схожие с переходными металлами. Их способность образовывать комплексы высокой координации и их врожденная радиоактивность делают их привлекательными объектами для изучения в неорганической химии.

Применение

Возможно, наиболее широкое использование актиноидов найдено в области ядерной энергии и оружия. Уран и Плутоний являются важными элементами, используемыми в качестве топлива в ядерных реакторах. Кроме того, Торий также рассматривается как возможное альтернативное ядерное топливо благодаря своей относительной доступности и характеристикам безопасности по сравнению с ураном.

Америций, еще один актиноид, используется в дымовых извещателях из-за своей способности испускать альфа-частицы, обеспечивая важную функцию безопасности во многих домах.

Сравнительные аспекты лантаноидов и актиноидов

Хотя лантаноиды и актиноиды находятся в ф-блоке и проявляют сходства в электронной конфигурации и поведении, они значительно различаются в других аспектах.

Сходства

  • Обе серии содержат ф-орбитали, которые вносят вклад в их сложные электронные структуры.
  • Они в целом проявляют высокую реакционную способность, особенно по отношению к неметаллам, таким как кислород и галогены.
  • Из-за явлений сжатия лантаноидов и актиноидов их ионные радиусы одинаковы в каждой серии.

Отличия

  • Лантаноиды в основном нерадиоактивны, тогда как актиноиды в основном радиоактивны.
  • Актиноиды проявляют более широкий спектр степеней окисления, чем в основном степень окисления +3, найденная в лантаноидах.
  • Химическая связь и координационная химия актиноидов более сложны из-за участия 5f орбиталей.

Вывод

Лантаноиды и актиноиды - часть периодической таблицы, богатая сложной химией и важными реальными приложениями. От их электронных конфигураций до их роли в развитии технологий они являются неотъемлемой частью неорганической химии. Их способность образовывать разнообразные соединения делает их увлекательными для изучения в различных областях, которые обещают оставаться актуальными на долгие годы.


Докторант → 1.5


U
username
0%
завершено в Докторант

← Предыдущий (1.4.6)
Metal Complexes in Medical Science
Следующий (1.5.1) →
Электронная конфигурация и степени окисления в лантаноидах и актиноидах

Комментарии 



Лантаноиды и актиноиды

https://www.chemistryelite.com/phd/1.5?ceal=ru