Belangrijkste verschil - d vs f blokelementen

Een chemisch element is elk materiaal dat niet door chemische middelen kan worden afgebroken of veranderd. Er zijn 118 bekende chemische elementen. Deze chemische elementen zijn de bouwstenen van 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 elektronenconfiguraties. Zo hebben s-blokelementen hun buitenste elektronen in een s-orbitaal. p-blokelementen hebben hun buitenste elektronen in een p-orbitaal. Het belangrijkste verschil tussen d-blokelementen en f-blokelementen is dat: d-blokelementen zijn chemische elementen met elektronen gevuld tot hun d-orbitalen, terwijl f-blokelementen chemische elementen zijn met elektronen gevuld tot hun f-orbitalen.

Belangrijkste gebieden die worden gedekt

1. Wat zijn d-blokelementen? - Definitie, chemische eigenschappen 2. Wat zijn f-blokelementen? - Definitie, chemische eigenschappen, lanthaniden en actiniden 3. Wat is het verschil tussen d- en f-blokelementen? – Vergelijking van de belangrijkste verschillen

Sleutelbegrippen: actiniden, Aufbau-principe, d-blok, elektronenconfiguratie, f-blok, innerlijke overgangselementen, lanthaniden, orbitalen, periodiek systeem

Wat zijn d Block Elements

d-blokelementen zijn chemische elementen met elektronen gevuld tot hun d-orbitalen. De allereerste vereiste voor een element om een ​​d-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 zijn gevuld met elektronen. Volgens het Aufbau-principe vullen elektronen orbitalen volgens de oplopende volgorde van de energieën van orbitalen. Met andere woorden, elektronen vullen de ns-orbitaal voordat ze de (n-1) d-orbitaal vullen. 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 ze de 3D-orbitaal vullen.

Figuur 1: Vier hoofdgroepen van het periodiek systeem

Maar er zijn ook enkele uitzonderingen. Hoewel het energieniveau lager is, vullen elektronen soms 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.

Chroom (Cr) = [Ar]3d⁵4s¹

Koper (Cu) = [Ar]3d¹⁰4s¹

Alle d-blokelementen zijn metalen. Ze vertonen zeer hoge smeltpunten en kookpunten vanwege hun sterke metaalbindingen. De afname van de atomaire stralen is gering in vergelijking met die van s- en p-blokelementen. Bovendien zijn de dichtheden zeer hoog vanwege het metallische karakter. Door de aanwezigheid van d-elektronen vertonen d-blokelementen variabele oxidatietoestanden.

Wat zijn f-blokelementen?

f-blok Elementen zijn chemische elementen met elektronen gevuld tot hun f-orbitalen. Het f-blok wordt in het periodiek systeem weergegeven als een aparte groep onderaan het periodiek systeem. Dat komt omdat ze elektronen hebben die de f-orbitalen opvullen die worden afgeschermd door andere orbitalen; vandaar dat f-blokelementen bekend staan ​​​​als "innerlijke overgangselementen”. De werkelijke positie van het f-blok in het periodiek systeem is 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 gevonden.

Er zijn twee series van de f-blokelementen genoemd als,

Deze twee reeksen worden als zodanig genoemd naar het element waarmee de reeks begint. Lanthanide-serie begint direct na Lanthanum (La) en actinide-serie begint met Actinium (Ac). Alle lanthaniden en actiniden zijn metalen.

Figuur 2: Lanthaniden en actiniden

Lanthanide-serie

Lanthanide-serie bevat 14 elementen die direct na Lanthaan beginnen. Daarom bevat deze serie in totaal 15 elementen samen met Lanthaan. Het atoomnummer van de reeks loopt van 57 tot 71. Ze staan ​​bekend als "eerste innerlijke overgangsreeksen". Lanthaniden behoren tot de 4f-reeks omdat deze elementen hun elektronen naar de 4f-orbitalen laten vullen. Maar Lanthanum heeft een volledig lege f-subshell; dus 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 zilverwitte metalen en zijn goede warmtegeleiders. De elementen met volledig of half gevulde orbitalen zijn stabieler dan andere elementen van de reeks.

De meest stabiele oxidatietoestand die Lanthaniden laten zien is +3. Sommige elementen vertonen 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. Door de reeks heen zijn de veranderingen van de chemische en fysische eigenschappen echter veel minder.

Actinide-serie

Actiniden zijn chemische elementen die te vinden zijn in de actinidenreeks 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 actinidereeks is samengesteld 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 veel 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 gevuld tot hun f-orbitalen.

Andere namen

d Blokelementen: d blokelementen staan ​​bekend als "overgangselementen".

f Blokelementen: f blokelementen staan ​​bekend als "binnenste 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 zowel overgangselementen als niet-overgangselementen zijn.

f Blokelementen: f blokelementen zijn in twee series als lanthaniden en actiniden.

Elektronen configuratie

d Blokelementen: d-blokelementen hebben gedeeltelijk of volledig gevulde buitenste d-orbitalen.

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 atoomnummer. Er zijn vier hoofdgroepen van chemische elementen die vergelijkbare chemische en fysische eigenschappen hebben onder de leden van elke groep. Het d-blok en het f-blok zijn twee groepen van die vier groepen. Het belangrijkste verschil tussen d-blokelementen en f-blokelementen is dat d-blokelementen chemische elementen zijn met elektronen gevuld tot hun d-orbitalen, terwijl f-blokelementen chemische elementen zijn met elektronen gevuld tot hun f-orbitalen.

Verwijzing:

1. "Algemene eigenschappen en reacties van de actiniden." Chemie LibreTexts, Libretexts, 21 aug. 2017, hier beschikbaar.2. "Lanthaniden: eigenschappen en reacties." Chemie LibreTexts, Libretexts, 20 aug. 2017, hier beschikbaar. 3. "f-Block-elementen: alles wat u moet weten!" Toppr Bytes, 30 juli 2017, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "Periodieke tabelstructuur" door Sch0013r - Bestand: PTable structure.png (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia2. "Periodic table simple ca" door László Németh - Eigen werk (CC0) via Commons Wikimedia [Bijgesneden]