Sự khác biệt chính - Phần tử khối d vs f

Nguyên tố hóa học là bất kỳ vật chất nào không thể bị phá vỡ hoặc thay đổi bằng các biện pháp hóa học. Có 118 nguyên tố hóa học đã biết. Các nguyên tố hóa học này là cơ sở cấu tạo của vật chất. Tất cả các nguyên tố hóa học được sắp xếp trong bảng tuần hoàn các nguyên tố, theo thứ tự tăng dần số hiệu nguyên tử. Ngoài ra còn có bốn nhóm nguyên tố trong bảng tuần hoàn: khối s, khối p, khối d và khối f. Các nguyên tố được xếp vào các nhóm này dựa trên cấu hình electron của chúng. Ví dụ, các nguyên tố khối s có các electron lớp ngoài cùng của chúng trong một obitan s. các nguyên tố khối p có các electron lớp ngoài cùng trong một obitan p. Sự khác biệt chính giữa phần tử khối d và phần tử khối f là các nguyên tố khối d là các nguyên tố hóa học có các electron được lấp đầy vào obitan d của chúng trong khi các nguyên tố khối f là các nguyên tố hóa học có các electron được lấp đầy vào obitan f của chúng.

Các lĩnh vực chính được bao phủ

1. Phần tử khối d là gì - Định nghĩa, Tính chất hóa học 2. Phần tử khối f là gì - Định nghĩa, Tính chất hóa học, Lanthanides và Actinides 3. Sự khác biệt giữa các phần tử khối d và f là gì - So sánh các điểm khác biệt chính

Thuật ngữ chính: Actinides, Nguyên lý Aufbau, Khối d, Cấu hình Electron, Khối f, Các yếu tố chuyển đổi bên trong, Lanthanides, Quỹ đạo, Bảng tuần hoàn

Phần tử khối d là gì

nguyên tố khối d là nguyên tố hóa học có các electron được điền đầy vào obitan d của chúng. Yêu cầu đầu tiên để một nguyên tố trở thành nguyên tố khối d là sự có mặt của obitan d. Các nguyên tố có ít nhất một electron trong obitan d của chúng được phân loại là nguyên tố khối d. Khối d của bảng tuần hoàn nằm giữa khối s và khối p.

Một thực tế quan trọng về các nguyên tố khối d là chúng có các obitan d được lấp đầy một phần hoặc hoàn toàn bằng các electron. Theo nguyên lý Aufbau, các electron điền vào các obitan theo thứ tự tăng dần về năng lượng của các obitan. Nói cách khác, các electron lấp đầy quỹ đạo ns trước khi lấp đầy quỹ đạo (n-1) d. Điều này là do năng lượng của quỹ đạo ns thấp hơn quỹ đạo (n-1) d. Trong các nguyên tố thuộc hàng đầu tiên của bảng tuần hoàn, các electron đầu tiên điền vào quỹ đạo 4s trước khi điền vào quỹ đạo 3d.

Hình 1: Bốn nhóm chính của bảng tuần hoàn

Nhưng cũng có một số trường hợp ngoại lệ. Mặc dù mức năng lượng thấp hơn, đôi khi các electron điền vào các obitan có cấu hình electron ổn định nhất. Ví dụ, ns¹NS¹⁰ cấu hình ổn định hơn ns²NS⁹. Đó là do sự ổn định của việc lấp đầy hoàn toàn các obitan d. Hai ví dụ như vậy được hiển thị bên dưới.

Chromium (Cr) = [Ar] 3d⁵4 giây¹

Đồng (Cu) = [Ar] 3d¹⁰4 giây¹

Tất cả các nguyên tố khối d đều là kim loại. Chúng thể hiện điểm nóng chảy và điểm sôi rất cao do có liên kết kim loại mạnh. Bán kính nguyên tử giảm nhẹ so với bán kính nguyên tử khối s và p. Hơn nữa, mật độ rất cao do bản chất kim loại. Do sự có mặt của d electron nên các nguyên tố khối d thể hiện các trạng thái oxi hóa thay đổi.

Phần tử khối f là gì

khối f Nguyên tố là những nguyên tố hóa học có các electron được điền đầy vào obitan f của chúng. Khối f được hiển thị trong bảng tuần hoàn dưới dạng một nhóm riêng biệt ở cuối bảng tuần hoàn. Đó là bởi vì chúng có các electron lấp đầy các obitan f bị che chắn bởi các obitan khác; do đó, các phần tử khối f được gọi là “các yếu tố chuyển tiếp bên trong”. Vị trí thực của khối f trong bảng tuần hoàn là giữa khối s và khối d. Những nguyên tố này được gọi là nguyên tố hiếm vì hầu hết các nguyên tố này hiếm khi được tìm thấy trên trái đất.

Có hai chuỗi các phần tử khối f được đặt tên là,

Hai chuỗi này được đặt tên như vậy tùy theo phần tử mà chuỗi bắt đầu. Chuỗi Lanthanide bắt đầu ngay sau Lanthanum (La) và chuỗi actinide bắt đầu bằng Actinium (Ac). Tất cả các Lanthanides và Actinides đều là kim loại.

Hình 2: Lanthanides và Actinides

Dòng Lanthanide

Chuỗi Lanthanide chứa 14 nguyên tố bắt đầu ngay sau Lantan. Do đó, loạt bài này chứa tổng cộng 15 nguyên tố cùng với Lantan. Số nguyên tử của chuỗi là từ 57 đến 71. Chúng được gọi là "chuỗi chuyển tiếp bên trong đầu tiên". Lanthanides thuộc về chuỗi 4f vì các nguyên tố này có các điện tử của chúng lấp đầy các obitan 4f. Nhưng, Lantan có một vỏ con f hoàn toàn trống rỗng; do đó, các nguyên tố từ Xeri (Ce) đến Lutetium (Lu) được coi là các đèn lồng.

Các electron 4f của các nguyên tố này được che chắn hoàn toàn bởi các obitan khác và không tham gia vào bất kỳ liên kết hóa học nào. Lanthanides là kim loại màu trắng bạc và là chất dẫn nhiệt tốt. Các phần tử có obitan f được lấp đầy hoàn toàn hoặc một nửa là ổn định hơn các phần tử khác của dãy.

Trạng thái oxi hóa bền nhất mà Lanthanides thể hiện là +3. Một số nguyên tố cũng thể hiện trạng thái oxi hóa +2 và +4, nhưng chúng không bền ở trạng thái oxi hóa +3. Lanthanides có tính phản ứng cao và có thể phản ứng với các nguyên tố như hydro, oxy, carbon, v.v.

Hầu như tất cả các ion được tạo thành bởi lantan đều không màu. Lanthanides là nguyên tố điện dương. Do đó, chúng thích tạo thành phân tử có nguyên tố âm điện hơn. Tuy nhiên, trong suốt bộ truyện, những thay đổi của các tính chất hóa học và vật lý là rất ít.

Dòng Actinide

Actinide là các nguyên tố hóa học có thể được tìm thấy trong dãy actinide của khối f trong bảng tuần hoàn các nguyên tố. Tất cả các actinide đều là các nguyên tố phóng xạ do bản chất không ổn định của chúng. Các nguyên tố này được cấu tạo bởi các nguyên tử rất lớn. Actinid có các electron hóa trị của chúng trong orbital 5f. Dãy actinide bao gồm các nguyên tố hóa học có số hiệu nguyên tử từ 89 đến 103.

Các hoạt chất phổ biến và phong phú nhất trên trái đất là Uranium và Thorium. Chúng có tính phóng xạ yếu và giải phóng năng lượng cao trong quá trình phân rã phóng xạ. Trạng thái oxy hóa nổi bật giữa các actini là +3. Ngoài ra, các actinide thể hiện các trạng thái oxy hóa như +4, +5 và +6.

Actinid tạo thành oxit và hiđroxit bazơ. Chúng có khả năng tạo phức với các phối tử như clorua, sunfat,… Hầu hết các phức chất của actinide đều có màu sặc sỡ. Tuy nhiên, do tính phóng xạ và hành vi kim loại nặng, actinides được coi là hợp chất độc hại.

Sự khác biệt giữa các phần tử khối d và f

Sự định nghĩa

d Phần tử khối: nguyên tố khối d là nguyên tố hóa học có các electron được điền đầy vào obitan d của chúng.

f Phần tử Khối: nguyên tố khối f là nguyên tố hóa học có các electron được lấp đầy vào obitan f của chúng.

Vài cái tên khác

d Phần tử khối: phần tử khối d được gọi là "phần tử chuyển tiếp".

f Phần tử Khối: phần tử khối f được gọi là "phần tử chuyển tiếp bên trong".

Trạng thái oxy hóa

d Phần tử khối: Các nguyên tố khối d thể hiện một loạt các trạng thái oxi hóa tùy thuộc vào cấu hình electron của chúng.

f Phần tử Khối: Trạng thái ôxy hóa bền nhất đối với các nguyên tố khối f là +3, và cũng có thể có các trạng thái ôxy hóa khác.

Sự ổn định

d Phần tử khối: Hầu như tất cả các phần tử trong khối d đều ổn định.

f Phần tử Khối: Hầu hết các nguyên tố khối f đều có tính phóng xạ.

Các nhóm

d Phần tử khối: phần tử khối d có thể là phần tử chuyển tiếp hoặc phần tử không chuyển tiếp.

f Phần tử Khối: các phần tử khối f nằm trong hai chuỗi là Lanthanides và Actinides.

Cấu hình điện tử

d Phần tử khối: các nguyên tố khối d có một phần hoặc hoàn toàn các obitan d ngoài cùng được lấp đầy.

f Phần tử Khối: Các nguyên tố khối f là thống nhất bằng cách có một hoặc nhiều electron lớp ngoài cùng của chúng trong obitan f.

Phần kết luận

Bảng tuần hoàn các nguyên tố thể hiện sự sắp xếp của tất cả các nguyên tố hóa học đã biết theo số hiệu nguyên tử của chúng. Có bốn nhóm nguyên tố hóa học chính có tính chất hóa học và vật lý tương tự nhau giữa các thành viên của mỗi nhóm. Khối d và khối f là hai nhóm trong số bốn nhóm đó. Sự khác biệt chính giữa các nguyên tố khối d và các nguyên tố khối f là các nguyên tố khối d là các nguyên tố hóa học có các electron được lấp đầy vào obitan d trong khi các nguyên tố khối f là các nguyên tố hóa học có các electron được lấp đầy vào obitan f của chúng.

Thẩm quyền giải quyết:

1. “Các thuộc tính và phản ứng chung của các Actinides.” Hóa học LibreTexts, Libretexts, ngày 21 tháng 8 năm 2017, Có sẵn tại đây.2. “Lanthanides: Thuộc tính và Phản ứng.” Hóa học LibreTexts, Libretexts, ngày 20 tháng 8 năm 2017, Có sẵn tại đây. 3. “Các yếu tố khối f: Mọi thứ bạn cần biết!” Toppr Bytes, ngày 30 tháng 7 năm 2017, có sẵn tại đây.

Hình ảnh lịch sự:

1. “Cấu trúc bảng tuần hoàn” của Sch0013r - File: PTable structure.png (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia2. “Bảng tuần hoàn đơn giản” của László Németh - Tác phẩm riêng (CC0) qua Commons Wikimedia [Đã cắt]