Hlavný rozdiel - d vs f Blokové prvky

Chemický prvok je akýkoľvek materiál, ktorý sa nedá rozložiť alebo zmeniť chemickými prostriedkami. Existuje 118 známych chemických prvkov. Tieto chemické prvky sú stavebnými kameňmi hmoty. Všetky chemické prvky sú usporiadané v periodickej tabuľke prvkov v rastúcom atómovom čísle. V periodickej tabuľke sú tiež štyri skupiny prvkov: s blok, p blok, d blok af blok. Prvky sú zoskupené do týchto skupín na základe ich elektrónových konfigurácií. Napríklad prvky s bloku majú svoje najvzdialenejšie elektróny v s orbitáli. Prvky bloku p majú svoje najvzdialenejšie elektróny v orbitáli p. Hlavný rozdiel medzi prvkami bloku d a prvkami bloku f je ten, že Prvky d bloku sú chemické prvky s elektrónmi naplnenými na svojich orbitáloch d, zatiaľ čo prvky bloku f sú chemické prvky s elektrónmi naplnenými vo svojich orbitáloch.

Pokryté kľúčové oblasti

1. Čo sú prvky bloku d - Definícia, chemické vlastnosti 2. Čo sú prvky bloku - Definícia, chemické vlastnosti, lantanoidy a aktinidy 3. Aký je rozdiel medzi prvkami blokov d a f - Porovnanie kľúčových rozdielov

Kľúčové pojmy: aktinidy, princíp Aufbau, d blok, elektrónová konfigurácia, f blok, prvky vnútorného prechodu, lantanoidy, orbitály, periodická tabuľka

Čo sú to prvky bloku

Prvky d bloku sú chemické prvky s elektrónmi naplnenými na svojich orbitáloch d. Úplne prvou požiadavkou, aby bol prvok d blokovým prvkom d, je prítomnosť d orbitálov. Prvky, ktoré majú vo svojich d orbitáloch najmenej jeden elektrón, sú kategorizované ako prvky bloku d. D-blok periodickej tabuľky sa nachádza medzi s-blokom a p-blokom.

Jednou dôležitou skutočnosťou o prvkoch bloku d je, že majú d orbitály, ktoré sú čiastočne alebo úplne naplnené elektrónmi. Podľa Aufbauovho princípu elektróny plnia orbitaly podľa vzostupného poradia energií orbitálov. Inými slovami, elektróny naplnia orbitál ns pred naplnením orbitálu (n-1) d. Dôvodom je, že energia ns orbitálu je nižšia ako (n-1) d orbitálu. V prvkoch prvého radu periodickej tabuľky elektróny najskôr naplnia orbitál 4 s pred naplnením 3d orbitálu.

Obrázok 1: Štyri hlavné skupiny periodickej tabuľky

Existujú však aj určité výnimky. Aj keď je energetická hladina nižšia, niekedy elektróny naplnia orbitály najstabilnejšou konfiguráciou elektrónov. Napríklad ns¹nd¹⁰ konfigurácia je stabilnejšia ako ns²nd⁹. Je to kvôli stabilite úplného vyplnenia d orbitálov. Takéto dva príklady sú uvedené nižšie.

Chróm (Cr) = [Ar] 3d⁵4 s¹

Meď (Cu) = [Ar] 3d¹⁰4 s¹

Všetky prvky bloku d sú kovy. Vďaka silným kovovým väzbám vykazujú veľmi vysoké teploty topenia a teploty varu. Zníženie atómových polomerov je mierne v porovnaní s blokmi prvkov s a p. Hustoty sú navyše veľmi vysoké kvôli kovovej povahe. Vďaka prítomnosti d elektrónov prvky bloku d vykazujú rôzne oxidačné stavy.

Aké sú prvky bloku

Blokové prvky sú chemické prvky s elektrónmi naplnenými na svojich orbitáloch. Blok f je v periodickej tabuľke zobrazený ako samostatná skupina v spodnej časti periodickej tabuľky. Je to preto, že majú elektróny vypĺňajúce orbitály, ktoré sú tienené inými orbitálmi; preto sú prvky bloku f známe ako „vnútorné prechodové prvky“. Skutočná poloha bloku f v periodickej tabuľke je medzi blokom s a d blokom. Tieto prvky sú známe ako vzácne prvky, pretože väčšina týchto prvkov sa na Zemi vyskytuje len zriedka.

Existujú dve série prvkov bloku f pomenované ako,

Tieto dve série sú ako také pomenované podľa prvku, od ktorého séria začína. Séria lantanoidov začína bezprostredne po lantáne (La) a séria aktinidov začína aktiniom (Ac). Všetky lanthanoidy a aktinidy sú kovy.

Obrázok 2: Lantanidy a aktinidy

Lanthanidová séria

Séria Lanthanide obsahuje 14 prvkov, ktoré začínajú bezprostredne po lantáne. Preto táto séria obsahuje spolu s Lanthanom celkom 15 prvkov. Atómové číslo série je od 57 do 71. Sú známe ako „prvá séria vnútorného prechodu“. Lantanidy patria do radu 4f, pretože tieto prvky majú svoje elektróny vyplnené na orbitáloch 4f. Ale Lanthanum má úplne prázdny f subshell; preto sú prvky od Cerium (Ce) po Lutetium (Lu) považované za lantanoidy.

4f elektróny týchto prvkov sú úplne tienené inými orbitálmi a nezúčastňujú sa na žiadnych chemických väzbách. Lanthanoidy sú striebristo biele kovy a sú dobrými vodičmi tepla. Prvky, ktoré majú úplne alebo z polovice vyplnené orbitaly, sú stabilné ako ostatné prvky zo série.

Najstabilnejší oxidačný stav, ktorý lanthanoidy vykazujú, je +3. Niektoré prvky vykazujú aj oxidačné stavy +2 a +4, ale nie sú stabilné ako v oxidačnom stave +3. Lantanidy sú vysoko reaktívne a môžu reagovať s prvkami, ako sú vodík, kyslík, uhlík atď.

Takmer všetky ióny tvorené lantanoidmi sú bezfarebné. Lantanidy sú elektropozitívne prvky. Preto radšej tvoria molekuly s elektronegatívnymi prvkami. V celej sérii sú však zmeny chemických a fyzikálnych vlastností oveľa menšie.

Séria Actinide

Aktinidy sú chemické prvky, ktoré sa nachádzajú v aktinidovej sérii bloku f v periodickej tabuľke prvkov. Všetky aktinidy sú rádioaktívne prvky kvôli svojej nestabilnej povahe. Tieto prvky sa skladajú z veľmi veľkých atómov. Aktinidy majú svoje valenčné elektróny v orbitáli 5f. Aktinidová séria sa skladá z chemických prvkov s atómovým číslom 89 až 103.

Najbežnejšími a najhojnejšími aktinidmi na Zemi sú urán a tórium. Sú slabo rádioaktívne a počas rádioaktívneho rozpadu uvoľňujú vysokú energiu. Významný oxidačný stav medzi aktinidmi je +3. Aktinidy navyše vykazujú oxidačné stavy, ako je +4, +5 a +6.

Aktinidy tvoria zásadité oxidy a hydroxidy. Majú schopnosť vytvárať komplexy s ligandmi, ako sú chloridy, sírany atď. Väčšina komplexov aktinidov je farebná. Vzhľadom na rádioaktivitu a správanie ťažkých kovov sú aktinidy považované za toxické zlúčeniny.

Rozdiel medzi blokovými prvkami d a f

Definícia

d Blokové prvky: Prvky d bloku sú chemické prvky s elektrónmi naplnenými na svojich orbitáloch d.

f Blokové prvky: Prvky f bloku sú chemické prvky s elektrónmi naplnenými na svojich orbitáloch.

Ostatné mená

d Blokové prvky: d blokové prvky sú známe ako „prechodové prvky“.

f Blokové prvky: Blokové prvky sú známe ako „vnútorné prechodové prvky“.

Oxidačné stavy

d Blokové prvky: Prvky bloku d vykazujú široký rozsah oxidačných stavov v závislosti od ich elektrónových konfigurácií.

f Blokové prvky: Najstabilnejší oxidačný stav pre prvky bloku f je +3 a môžu existovať aj ďalšie oxidačné stavy.

Stabilita

d Blokové prvky: Takmer všetky prvky v bloku d sú stabilné.

f Blokové prvky: Väčšina prvkov bloku f je rádioaktívna.

Skupiny

d Blokové prvky: d blokovými prvkami môžu byť buď prechodové prvky, alebo neprechodné prvky.

f Blokové prvky: Prvky bloku sú v dvoch sériách ako lantanoidy a aktinidy.

Konfigurácia elektrónu

d Blokové prvky: d prvky bloku majú čiastočne alebo úplne vyplnené najvzdialenejšie d orbitaly.

f Blokové prvky: Prvky f bloku sú zjednotené tým, že majú jeden alebo viac svojich najvzdialenejších elektrónov v orbitáli.

Záver

Periodická tabuľka prvkov ukazuje usporiadanie všetkých známych chemických prvkov podľa ich atómových čísel. Existujú štyri hlavné skupiny chemických prvkov, ktoré majú podobné chemické a fyzikálne vlastnosti medzi členmi každej skupiny. Blok d a f blok sú dve skupiny medzi týmito štyrmi skupinami. Hlavný rozdiel medzi prvkami d bloku a prvkami f bloku je v tom, že prvky d bloku sú chemické prvky s elektrónmi naplnenými na ich d orbitaly, zatiaľ čo prvky v bloku f sú chemické prvky s elektrónmi naplnenými vo svojich orbitáloch.

Referencia:

1. „Všeobecné vlastnosti a reakcie aktinidov“. Chemistry LibreTexts, Libretexts, 21. augusta 2017, K dispozícii tu. "Lanthanidy: vlastnosti a reakcie." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 20. augusta 2017, K dispozícii tu. 3. „Prvky f-bloku: všetko, čo potrebujete vedieť!“ Toppr Bytes, 30. júla 2017, K dispozícii tu.

Obrázok so súhlasom:

1. „Štruktúra periodickej tabuľky“ od Sch0013r-súbor: PTable structure.png (CC BY-SA 3.0) cez Commons Wikimedia2. „Jednoduchá periodická tabuľka“ od Lászlóa Németha - vlastná práca (CC0) prostredníctvom Commons Wikimedia [orezané]