Verschil tussen d en f Blokelementen
Share
Belangrijkste verschil - d vs f Blokelementen
Een chemisch element is elk materiaal dat niet op chemische wijze kan worden afgebroken of veranderd. Er zijn 118 bekende chemische elementen. Deze chemische elementen zijn de bouwstenen van de materie. Alle chemische elementen zijn gerangschikt in het periodiek systeem der elementen, in volgorde van toenemend atoomnummer. Er zijn ook vier groepen elementen in het periodiek systeem: s blok, p blok, d blok en f blok. Elementen zijn gegroepeerd in deze groepen op basis van hun elektronconfiguraties. S-blokelementen hebben bijvoorbeeld hun buitenste elektronen in een s-orbitaal. p blokelementen hebben hun buitenste elektronen in een p-orbitaal. Het belangrijkste verschil tussen d-blokkeerelementen en f-blokelementen is dat d blokelementen zijn chemische elementen met elektronen die zijn gevuld met hun d-orbitalen, terwijl f-blokelementen chemische elementen zijn met elektronen die zijn gevuld tot hun baanvakken.
Key Areas Covered
1. Wat zijn d Block Elements
- Definitie, chemische eigenschappen
2. Wat zijn f Blokelementen
- Definitie, chemische eigenschappen, lanthaniden en actiniden
3. Wat is het verschil tussen elementen van d en f-blokken
- Vergelijking van belangrijke verschillen
Sleutelbegrippen: actiniden, Aufbau-principe, d-blok, elektronenconfiguratie, f-blok, binnenste overgangselementen, lanthaniden, banen, periodiek systeem
Wat zijn d Block Elements
d blokelementen zijn chemische elementen met elektronen gevuld tot hun d orbitalen. De eerste vereiste voor een element om een blokelement te zijn, is de aanwezigheid van d-orbitalen. Elementen met ten minste één elektron in hun d orbitalen worden gecategoriseerd als d-blokelementen. Het d-blok van het periodiek systeem bevindt zich tussen het s-blok en het p-blok.
Een belangrijk feit over d-blokelementen is dat ze d orbitalen hebben die gedeeltelijk of volledig gevuld zijn met elektronen. Volgens het Aufbau-principe vullen elektronen orbitalen volgens de stijgende volgorde van de energieën van orbitalen. Met andere woorden, elektronen vullen de ns-orbitaal voor het vullen van de (n-1) d-orbitaal. Dit komt omdat de energie van ns orbitaal lager is dan (n-1) d orbitaal. In elementen van de eerste rij van het periodiek systeem vullen elektronen eerst de 4s-orbitaal voordat de 3d-orbitaal wordt gevuld.
Figuur 1: Vier grote groepen van het periodiek systeem
Maar er zijn ook enkele uitzonderingen. Hoewel het energieniveau lager is, vullen soms elektronen de orbitalen met de meest stabiele elektronenconfiguratie. Bijvoorbeeld ns1nd10 configuratie is stabieler dan ns2nd9. Dat komt door de stabiliteit van de volledige vulling van de d-orbitalen. Dergelijke twee voorbeelden worden hieronder getoond.
Chromium (Cr) = [Ar] 3d54s1
Koper (Cu) = [Ar] 3d104s1
Alle blokelementen van d zijn metalen. Ze vertonen zeer hoge smeltpunten en kookpunten dankzij hun sterke metaalverbindingen. De afname van de atomaire radii is gering in vergelijking met die van s- en p-blokelementen. Bovendien zijn de dichtheden erg hoog vanwege de metaalachtige aard. Vanwege de aanwezigheid van d-elektronen vertonen d-blokelementen variabele oxidatietoestanden.
Wat zijn f Blokelementen
f block Elementen zijn chemische elementen met elektronen die tot hun f orbitalen zijn gevuld. Het f-blok wordt in het periodiek systeem weergegeven als een afzonderlijke groep onderaan het periodiek systeem. Dat komt omdat ze elektronen hebben die de f-orbitalen opvullen die worden afgeschermd door andere orbitalen; daarom zijn f-blokelementen bekend als "innerlijke overgangselementen”. De echte positie van het f-blok in het periodiek systeem bevindt zich tussen het s-blok en het d-blok. Deze elementen staan bekend als zeldzame elementen omdat de meeste van deze elementen zelden op aarde worden aangetroffen.
Er zijn twee reeksen f-blokelementen met de naam:,
- Lanthanideserie (elementen staan bekend als Lanthanides)
- Actinide-serie (elementen staan bekend als Actinides)
Deze twee reeksen worden als zodanig genoemd naar het element waaruit de reeks begint. De reeks van de lanthaniden begint onmiddellijk na het begin van Lanthanum (La) en actinide begint met Actinium (Ac). Alle lanthaniden en actiniden zijn metalen.
Figuur 2: Lanthaniden en actiniden
Lanthanide-serie
De lanthanideserie bevat 14 elementen die onmiddellijk na Lanthanum beginnen. Daarom bevat deze serie in totaal 15 elementen samen met Lanthanum. Het atoomnummer van de reeks is van 57 tot 71. Ze staan bekend als "eerste innerlijke overgangsreeksen". Lanthaniden behoren tot de 4f-serie omdat deze elementen hun elektronen naar de 4f-orbitalen hebben laten vullen. Maar Lanthanum heeft een volledig lege f-subshell; aldus worden de elementen van Cerium (Ce) tot Lutetium (Lu) beschouwd als de lanthaniden.
De 4f-elektronen van deze elementen worden volledig afgeschermd door andere orbitalen en nemen niet deel aan enige chemische binding. De lanthaniden zijn zilverachtig-witte metalen en zijn goede geleiders van warmte. De elementen met volledig of half gevulde f orbitalen zijn stabiel dan andere elementen van de reeks.
De meest stabiele oxidatiestatus die Lanthanides toont is +3. Sommige elementen tonen ook +2 en +4 oxidatietoestanden, maar ze zijn niet stabiel als +3 oxidatietoestand. Lanthaniden zijn zeer reactief en kunnen reageren met elementen zoals waterstof, zuurstof, koolstof, enz.
Bijna alle ionen gevormd door lanthaniden zijn kleurloos. Lanthaniden zijn elektropositieve elementen. Daarom geven ze er de voorkeur aan moleculen te vormen met elektronegatieve elementen. In de hele serie zijn de veranderingen van de chemische en fysische eigenschappen echter minder.
Actinide-serie
Actiniden zijn chemische elementen die voorkomen in de actinideserie van het f-blok in het periodiek systeem der elementen. Alle actiniden zijn radioactieve elementen vanwege hun onstabiele aard. Deze elementen zijn samengesteld uit zeer grote atomen. Actiniden hebben hun valentie-elektronen in de 5f-orbitaal. De actinideserie bestaat uit chemische elementen met de atoomnummers 89 tot 103.
De meest voorkomende en overvloedige actiniden op aarde zijn uranium en thorium. Ze zijn zwak radioactief en geven hoge energie af tijdens radioactief verval. De prominente oxidatietoestand onder actiniden is +3. Bovendien vertonen actiniden oxidatietoestanden zoals +4, +5 en +6.
Actiniden vormen basische oxiden en hydroxiden. Ze hebben het vermogen om complexen te vormen met liganden zoals chloriden, sulfaten, enz. De meeste complexen van actiniden zijn kleurrijk. Vanwege de radioactiviteit en het gedrag van zware metalen worden actiniden echter als toxische verbindingen beschouwd.
Verschil tussen d en f Blokelementen
Definitie
d Blokelementen: d blokelementen zijn chemische elementen met elektronen gevuld tot hun d orbitalen.
f Blokelementen: f blokelementen zijn chemische elementen met elektronen die tot hun f orbitalen zijn gevuld.
Andere namen
d Blokelementen: d blokelementen staan bekend als "overgangselementen".
f Blokelementen: f blokelementen staan bekend als "innerlijke overgangselementen".
Oxidatie Staten
d Blokelementen: d blokelementen vertonen een breed scala aan oxidatietoestanden afhankelijk van hun elektronenconfiguraties.
f Blokelementen: De meest stabiele oxidatietoestand voor f-blokelementen is +3, en er kunnen ook andere oxidatietoestanden zijn.
Stabiliteit
d Blokelementen: Bijna alle elementen in het d-blok zijn stabiel.
f Blokelementen: De meeste f-blokelementen zijn radioactief.
groepen
d Blokelementen: d blokelementen kunnen ofwel overgangselementen of niet-overgangselementen zijn.
f Blokelementen: f blokelementen zijn in twee reeksen als Lanthanides en Actinides.
Elektronen configuratie
d Blokelementen: d blokelementen hebben de buitenste d orbitalen gedeeltelijk of volledig ingevuld.
f Blokelementen: f blokelementen worden verenigd door een of meer van hun buitenste elektronen in de f orbitaal te hebben.
Conclusie
Het periodiek systeem der elementen toont de rangschikking van alle bekende chemische elementen volgens hun atoomnummers. Er zijn vier hoofdgroepen van chemische elementen die vergelijkbare chemische en fysische eigenschappen hebben onder de leden van elke groep. Het d-blok en f-blok zijn twee groepen uit die vier groepen. Het belangrijkste verschil tussen d-blokelementen en f-blokelementen is dat d-blokelementen chemische elementen zijn met elektronen die zijn gevuld met hun d-orbitalen, terwijl f-blokelementen chemische elementen zijn met elektronen die zijn gevuld tot hun baanvakken.
Referentie:
1. "Algemene eigenschappen en reacties van de actiniden." Chemie LibreTexts, Libretexts, 21 aug. 2017, hier beschikbaar.
2. "Lanthanides: eigenschappen en reacties." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 20 aug. 2017, hier beschikbaar.
3. "f-Block Elements: alles wat u moet weten!" Toppr bytes, 30 juli 2017, hier beschikbaar.
Afbeelding met dank aan:
1. "Periodic Table-structuur" door Sch0013r - Bestand: PTable structure.png (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Periodic table simple ca" By László Németh - Eigen werk (CC0) via Commons Wikimedia [Bijgesneden]
