鑭系元素(lanthanides)和錒系元素(actinides)的區別

元素根據其化學性質被分組為塊和柱。化學成分和性質相似的元素被放置在近端柱或類似的塊中。f塊位於元素週期表的最底部，由鑭系元素和錒系元素組成。這些元素的共同點是部分填充或完全佔據f殼。它們被稱為“內部過渡系列”。...

元素根據其化學性質被分組為塊和柱。化學成分和性質相似的元素被放置在近端柱或類似的塊中。f塊位於元素週期表的最底部，由鑭系元素和錒系元素組成。這些元素的共同點是部分填充或完全佔據f殼。它們被稱為“內部過渡系列”。

鑭系元素

約翰·加洛丁在1794年發現了鑭系元素，當時他正在研究一種黑色礦物，稱為鈣長石。鑭系元素由鋇到鉿之間的元素組成，通常被稱為“稀土金屬”。這些金屬呈銀白色，在地殼中含量豐富，較輕的金屬含量更豐富。中國的稀土儲量大部分來自中國南方省份的離子型礦石。主要來源於氟碳鈰礦（Ln-FCO3）、獨居石（Ln，Th）PO4和氙氣（Y，Ln）PO4。鑭系元素經萃取後，透過化學分離、分離結晶、離子交換和溶劑萃取等方法與其它雜質分離。商業上，它們被用來生產超導體、汽車零件和磁鐵。它們一般無毒，不能被人體完全吸收。

電子配置

一般來說，鑭系元素是三價的，只有少數例外。4f電子位於三價電子的內部到外部。由於其穩定的結構，化合物一旦形成，就不參與任何化學鍵合，使其分離過程具有挑戰性。4f電子構型決定了鑭系元素的磁性和光學性質。這就是為什麼它可以用於陰極射線管。鑭系元素的其他價態構型是四價和二價構型。四價鑭系元素是鈰、鐠和鋱。二價鑭系元素是釤、銪和鐿。

化學性質

鑭系元素的區別在於它們透過氧化過程與空氣反應的方式。重鑭系元素如釓、鈧和釔的反應比輕鑭系元素慢。與鑭系元素形成的氧化物產物存在結構差異。重稀土形成立方結構，中稀土形成單斜相，輕稀土形成六方氧化物結構。因此，輕鑭系元素應儲存在惰性氣體環境中，以防止其快速氧化。

複雜地層

鑭系離子具有高電荷，這可能有利於形成絡合物。然而，與其他過渡金屬相比，單個離子的尺寸較大。因此，它們不容易形成複合物。在水溶液中，水是比胺更強的配體；因此，不會形成與胺的絡合物。CO、CN和金屬有機基團可以形成穩定的配合物。各配合物的穩定性與鑭系離子的離子半徑間接成正比。

錒系元素

錒系元素是放射性化學元素，佔據元素週期表的f區。這個組有15種元素，從錒到鑭（原子序數89-103）。這些元素大部分是人造的。由於鈾和鈽的放射性，這一類的流行元素曾被用作原子武器用於爆炸戰爭。這些有毒的化學物質會發出射線，導致癌症和組織破壞。一旦被吸收，它們就會遷移到骨髓中，幹擾骨髓產生血液的功能。由於它們的放射性，與鑭系元素相比，人們對它們的電子水平知之甚少。

化學性質

錒系元素有多種氧化狀態。三價錒系元素是錒，鈾透過愛因斯坦。它們呈晶體狀，與鑭系元素相似。四價錒系元素有釷、錒、鈾、錼、鈽和鈹。與鑭系元素不同，它們在水溶液中自由反應。與鑭系元素相比，錒系元素具有五價、六價和七價氧化態。這允許透過移除5f組態中的外圍電子來形成更高的氧化態。

複雜地層

錒系元素具有很強的放射性，很容易形成複雜的反應。由於其不穩定的同位素，一些錒系元素是由放射性衰變自然形成的。它們是錒、釷、錒和鈾。在這些衰變過程中，有毒射線。錒系元素能夠發生核裂變，釋放大量的能量和額外的中子。這種核反應是產生複雜核反應的關鍵。錒系元素容易氧化。一旦暴露在空氣中，它們就會點燃，成為有效的**。

總結

鑭系元素和錒系元素在週期元素表中非常接近。它們都是內過渡金屬，具有顯著的差異。鑭系元素充滿4f軌道，對人體無毒。錒系元素，另一方面，填補5f軌道和高度有毒，造成各種疾病，如果不小心消費。錒系元素的氧化狀態多種多樣，從二價到七價不等。它們很容易被氧化和點燃，成為*****的有效元素。另一方面，鑭系元素在商業上用於汽車零件、超導體和磁鐵。錒系元素具有很強的放射性，並且更容易發生複雜的反應。相反，鑭系元素具有穩定的電子構型，不易發生複雜反應。