Terre rare/Caratteristiche chimiche: differenze tra le versioni

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{{Terre rare}}
[[File:Praseodymium, neodymium and thallium salts 03 - Museo di Chimica Unige.jpg|miniatura|Sali di praseodimio, neodimio e tallio]]{{Terre rare}}
Il nome "terre rare" sta a indicare gli elementi: scandio (Sc), ittrio (Y), lantanio (La) e i lantanoidi, quindi gli elementi compresi tra numero atomico 58 e 71; essi sono: cerio (Ce), praseodimio (Pr), neodimio (Nd), promezio (Pm), samario (Sm), europio (Eu), gadolinio (Gd), terbio (Tb), disprosio (Dy), olmio (Ho), erbio (Er), tulio (Tm), itterbio (Yb) e Lutezio (Lu)<ref name=":1">Chimica degli Elementi, volume II Autori: N.N. Greenwood, A. Earnshaw Editore: Piccin Anno: 1992 Pag: 1461</ref>
 
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== Lantanoidi ==
I lantanoidi (o lantanidi) costituiscono il gruppo principale delle terre rare, e hanno proprietà chimiche simili fra loro. Sono metalli e hanno di conseguenza un aspetto metallico argenteo, hanno in generale una bassa durezza anche se al proseguire nel periodo della tavola periodica essa aumenta di pari passo con l'aumentare del numero atomico. Anche la struttura cristallina allo stato solido è quella caratteristica di molti metalli ed è la stessa di lantanio e ittrio, ossia l' hpc .<ref name=":2">N.N. Greenwood e A. Earnshaw Pag:1467</ref>[[File:Praseodymium, neodymium and thallium salts 03 - Museo di Chimica Unige.jpg|miniatura|Sali di praseodimio, neodimio e tallio]]La configurazione elettronica universalmente accettata è: <math>[Xe]4f^n 5d^0 6s^2</math> , ci sono tre eccezioni: il gadolinio e il lutezio preferiscono la configurazione più stabile con l'orbitale ''f'' semi-pieno per il primo e completamente pieno per il secondo, il cerio invece ha un elettrone sull'orbitale ''5d'' che si ritrova accessibile nonostante la contrazione e la riduzione degli orbitali ''f.''<ref name=":2">Chimica degli Elementi, volume II Autori: N.N. Greenwood, A. Earnshaw Editore: Piccin Anno: 1992 Pag:1467</ref> Questa configurazione elettronica porta ad avere lo stato di ossidazione +3 come il più comune fra i lantanoidi, fa eccezione il cerio dove è possibile anche il +4. Questo è spiegato perché la carica +3 porta a tenere gli orbitali ''d'' e ''s'' vuoti, condizione di maggior stabilità. Inoltre gli elettroni sull'orbitale ''f'' sono così interni che difficilmente partecipano a reazioni chimiche.<ref name=":2">Chimica degli Elementi, volume II Autori: N.N. Greenwood, A. Earnshaw Editore: Piccin Anno: 1992 Pag:1467</ref>
 
La configurazione elettronica universalmente accettata è: <math>[Xe]4f^n 5d^0 6s^2</math> , ci sono tre eccezioni: il gadolinio e il lutezio preferiscono la configurazione più stabile con l'orbitale ''f'' semi-pieno per il primo e completamente pieno per il secondo, il cerio invece ha un elettrone sull'orbitale ''5d'' che si ritrova accessibile nonostante la contrazione e la riduzione degli orbitali ''f.''<ref name=":2">Chimica degli Elementi, volume II Autori: N.N. Greenwood, A. Earnshaw Editore: Piccin Anno: 1992 Pag:1467</ref> Questa configurazione elettronica porta ad avere lo stato di ossidazione +3 come il più comune fra i lantanoidi, fa eccezione il cerio dove è possibile anche il +4. Questo è spiegato perché la carica +3 porta a tenere gli orbitali ''d'' e ''s'' vuoti, condizione di maggior stabilità. Inoltre gli elettroni sull'orbitale ''f'' sono così interni che difficilmente partecipano a reazioni chimiche.<ref name=":2">Chimica degli Elementi, volume II Autori: N.N. Greenwood, A. Earnshaw Editore: Piccin Anno: 1992 Pag:1467</ref>
 
Riguardo le proprietà periodiche una caratteristica dei lantanidi è la ''contrazione lantanidica'' ossia un fenomeno che porta ad avere dimensioni simili e non crescenti al aumentare del numero atomico. Questo è dovuto al fatto che, come sempre, per ogni protone si aggiunge un elettrone che va ad occupare per questi elementi un orbitale ''4f.'' Questi orbitali per la loro geometria hanno un minore potere schermante sulla carica positiva del nucleo che attrae a sé gli elettroni, anche quelli esterni, portando così a una diminuzione del raggio atomico. Anche questo fenomeno concorre a rendere molto difficoltosa la loro separazione.<ref>N.N. Greenwood, A. Earnshaw Pag: 1469, 1470</ref>