عناصر خاکی کمیاب

17 عنصر در جدول تناوبی وجود دارد که عناصر خاکی کمیاب نام دارند. این مقاله را بخوانید تا با جزئیات بیشتری در رابطه با این عناصر آشنا شوید.
عناصر خاکی کمیاب نام خود را به این دلیل که گرفته‏اند که زمانی تصفیه‏ی این عناصر از اکسیدهای خود کاری بسیار مشکل بود، با این وجود، از زمان 1945، روش‏های آسان‏تری مانند تبادل یونی و فرایندهای استخراج حلال به منظور به دست آوردن این عناصر در یک فرم خالص با هزینه‏ی پایین مورد استفاده قرار گرفت.
بسیاری از این عناصر همراه با هم در مواد معدنی مشابه در طبیعت وجود دارند. خواص این عناصر مشابه هم بوده به طوری که تمایز آن‏ها از همدیگر کاری دشوار می‏باشد. تغییرات جزئی در حلالیت و تشکیل ترکیب وجود دارد که به منظور شناسایی آن‏ها مورد استفاده قرار می‏گیرد. در جدول تناوبی، این عناصر متعلق به گروه 3 و ششمین و هفتمین دوره از جدول تناوبی می‏باشند. آن‏ها به دو بلوک تقسیم می‏شوند. یکی از این لانتانیدها بوده و بلوک دیگر اکتینید هستند. خواص این عناصر بسیار مشابه با فلزات واسطه می‏باشند. از این رو، آن‏ها اغلب به عنوان فلزات واسطه ی خاص نامیده می‏شوند.

سری‏های لانتانید

موقعیت لانتانیدها در جدول تناوبی در بلوک f4 می‏باشد. اولین عنصر از این مجموعه لانتانیم می‏باشد. فلزات این مجموعه معمولا نرم می‏باشند، اگرچه فلزات دارای عدد اتمی بالاتر نسبتا سخت‏تر هستند. در دمای اتاق، لانتانیدها در هوا سوخته و در دماهای بالاتر به شدت می‏سوزد. به طور کلی، عناصر این مجموعه به آب متصل می‏شوند. هنگامی که آن‏ها با آب واکنش می‏دهند، گاز هیدروژن آزاد می‏شود. همچنین، آن‏ها به راحتی با اسیدهای رقیق در دمای اتاق با بیرون دادن هیدروژن واکنش می‏دهند. در واکنش با هیدروژن، مقدار زیادی گرما توسط این عناصر آزاد می‏شود. آن‏ها دارای خواص کاهنده‏ی قوی می‏باشند. اکثر ترکیبات تشکیل شده توسط آن‏ها یونی می‏باشند. هنگامی که با نانو فلزات حرارت می‏بینند، تشکیل باینری‏ها می‏دهند.

سری‏های اکتینید

عناصر سری اکتینید دارای ساختارهای متمایز فردی می‏باشند. همه‏ی عناصر این سری‏ها رادیواکتیو هستند. تعداد زیادی از آلوتروپ‏های این فلزات یافت شدند. الکترون‏ها در اوربیتال f در این عناصر وجود دارند. آن‏ها به راحتی با اکثر عناصر غیر فلزی واکنش می‏دهند. در هنگام واکنش با آب جوش، گاز هیدروژن تولید می‏کنند.

خواص معمول

برخی از خواص عناصر خاکی کمیاب در هر دو سری‏های لانتانید و اکتینید وجود دارد. در فرم خالص، آن‏ها موادی با درخشندگی بالا هستند، اما هنگامی که در معرض هوا قرار می‏گیرند، تمایل به لکه‏دار شدن دارند. رنگ چنین عناصری از نقره‏ای، نقره‏ای – سفید یا خاکستری متغیر می‏باشد. همه‏ی آن‏ها هادی‏های خوب الکترسیته هستند.

مصارف

عناصر لانتانیدها دارای تعدادی مصارف علمی و همچنین صنعتی می‏باشند. ترکیبات این عناصر در طول تولید نفت، دیگر محصولات سنتزی، لیزرها، برخی انواع لامپ‏ها، آهن‏ربا، پروژکتورهای تصویر محرک، صفحه نمایش اشعه‏ی ایکس و غیره به عنوان کاتالیزگر عمل می‏کنند. عناصر سری اکتینیدها در ادغام هسته‏ای مورد استفاده قرار می‏گیرند.
در سری‏های لانتانید، آن‏ها عناصری هستند که به دنبال لانتانوم قرار دارند و در سری‏های اکتینید، عناصری هستند که بعد از اکتینیوم که عنصر خاکی نادر است، می‏آیند. به همین دلیل شیمیدانان اغلب معتقدند که نام این دو گروه عناصر باید از این گروه حذف گردد.