लैन्थनाइड

आवर्त सारणी में लैन्थनाइड तत्व

लैन्थनाइड (Lanthanide) वे तत्व हैं जि 4f-ब्लॉक केलैन्थनम (lanthenam) के बाद आते हैं। चूंकि ये तत्व लैन्थनम के बाद आते हैं, अतः इन्हें लैंथनाइड कहते हैं।

लैन्थनाइड मे संकुचन

लैन्थनाइड मे परमाणु क्रमांक बढने के साथ नाभिकीय आकर्षण को तो बढ़ता जाता है लेकिन उसे संतुलन करने वाला प्ररिरक्षण प्रभाव उतना नही बढ़ता जिससे उनके आकार मे क्रमिक कमी आती है और उनके परमाणु संकुचित होते जाते हैं। इसे 'लैन्थनाइड संकुचन' कहते हैं। लेथेनाइक से पहले व लेथेनाइक के बाद आने वाले तत्व का आकार लगभग समान होता है।

लेंथेनाइड संकुचन के प्रभाव

(1) लैन्थेनाइडों के गुणों में परिवर्तन- लैन्थेनाइड संकुचन के कारण इनके रासायनिक गुणों में बहुत कम परिवर्तन होता है। अतः इन्हें शुद्ध अवस्था में प्राप्त करना अत्यन्त कठिन होता है।

(2) अन्य तत्वों के गुणों पर प्रभाव- लैन्थेनाइड संकुचन का लैन्थेनाइडों से पूर्व आने वाले तथा इनके बाद आने वाले तत्वों के आपेक्षिक गुणों पर बहुत महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। उदाहरण के लिए, Ti और Zr के गुणों में भिन्नता होती है, जबकि Zr और Hf गुणों में काफी समानता रखते हैं।

लैन्थनाइडों के भौतिक गुण

रासायनिक तत्व	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
परमाणु क्रमांक	57	58	59	60	61	62	63	64	65	66	67	68	69	70	71
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घनत्व (g/cm3)	6.162	6.770	6.77	7.01	7.26	7.52	5.244	7.90	8.23	8.540	8.79	9.066	9.32	6.90	9.841
गलनांक (°C)	920	795	935	1024	1042	1072	826	1312	1356	1407	1461	1529	1545	824	1652
क्वथनांक (°C)	3464	3443	3520	3074	3000	1794	1529	3273	3230	2567	2720	2868	1950	1196	3402
परमणु इलेक्ट्रॉन विन्यास (गैस प्रावस्था)*	5d1	4f15d1	4f3	4f4	4f5	4f6	4f7	4f75d1	4f9	4f10	4f11	4f12	4f13	4f14	4f145d1
धातु लैटिस (RT)	dhcp	fcc	dhcp	dhcp	dhcp	**	bcc	hcp	hcp	hcp	hcp	hcp	hcp	fcc	hcp
धातु त्रिज्या (pm)	162	181.8	182.4	181.4	183.4	180.4	208.4	180.4	177.3	178.1	176.2	176.1	175.9	193.3	173.8
25 °C पर प्रतिरोधकता (μΩ·cm)	57–80 20 °C	73	68	64		88	90	134	114	57	87	87	79	29	79
चुम्बकीय प्रवृत्ति χmol /10−6(cm3·mol−1)	+95.9	+2500 (β)	+5530(α)	+5930 (α)		+1278(α)	+30900	+185000 (350 K)	+170000 (α)	+98000	+72900	+48000	+24700	+67 (β)	+183

* Between initial Xe and final 6s² electronic shells

** Sm has a close packed structure like most of the lanthanides but has an unusual 9 layer repeat

Gschneider and Daane (1988) attribute the trend in melting point which increases across the series, (lanthanum (920 °C) – lutetium (1622 °C)) to the extent of hybridization of the 6s, 5d, and 4f orbitals. The hybridization is believed to be at its greatest for cerium, which has the lowest melting point of all, 795 °C. The lanthanide metals are soft; their hardness increases across the series. Europium stands out, as it has the lowest density in the series at 5.24 g/cm³ and the largest metallic radius in the series at 208.4 pm. It can be compared to barium, which has a metallic radius of 222 pm. It is believed that the metal contains the larger Eu²⁺ ion and that there are only two electrons in the conduction band. Ytterbium also has a large metallic radius, and a similar explanation is suggested. The resistivities of the lanthanide metals are relatively high, ranging from 29 to 134 μΩ·cm. These values can be compared to a good conductor such as aluminium, which has a resistivity of 2.655 μΩ·cm. With the exceptions of La, Yb, and Lu (which have no unpaired f electrons), the lanthanides are strongly paramagnetic, and this is reflected in their magnetic susceptibilities. Gadolinium becomes ferromagnetic at below 16 °C (Curie point). The other heavier lanthanides – terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, and ytterbium – become ferromagnetic at much lower temperatures.