Lantanīdi

Lantanīdi jeb lantanoīdi ir četrpadsmit ķīmisko elementu saime, kuru atomskaitļi ir no 58 līdz 71 (no cērija līdz lutēcijam). Tie atrodas Mendeļejeva ķīmisko elementu periodiskās tabulas VI periodā aiz lantāna un tiem ir ar to līdzīgas īpašības (dažreiz pie šīs grupas pieskaita arī pašu lantānu, bet citreiz viņu pieskaita pie pārejas metāliem). Periodiskajā tabulā lantanīdus un aktinīdus dažreiz mēdz attēlot atsevišķi zem lielās tabulas. Lantanīdu atomos aizpildās dziļi esošā ceturtā elektronu slāņa f orbitāles (4f¹⁴). Tā kā ir septiņas f orbitāles, kurās katrā var atrasties līdz 2 elektroniem, lantanīdu var būt tikai 14. Palielinoties kodola lādiņam, divu ārējo elektronu apvalku struktūra paliek nemainīga (izņēmums ir gadolīnijs, kam 4f⁸ orbitāles vietā aizpildās 5d¹ orbitāle, jo kodola ekranēšanas efekta dēļ tā ir enerģētiski izdevīgāk), tādēļ visiem lantanīdiem ir līdzīgas ķīmiskās īpašības.

Saskaņā ar 4f orbitāļu pakāpenisku aizpildīšanos lantanīdus var iedalīt divās apakšsaimēs pa 7 katrā, jo pēc Hunda likuma vispirms 7 orbitāles aizpildās ar vienu elektronu (tā ir cērija apakšsaime no cērija līdz gadolīnijam) un tikai pēc tam ar otru elektronu (terbija apakšsaime no terbija līdz lutēcijam). Pēdējiem apakšsaimju elementiem - gadolīnijam un lutēcijam (tāpat kā lantānam) tas elektrons, kas pārsniedz elektronu skaitu stabilajās konfigurācijās - f⁷ (ar pa pusei aizpildītām visām f orbitālēm) un f¹⁴ (ar pilnīgi aizpildītām visām f orbitālēm), atrodas 5d stāvoklī. Arī ierosinātā stāvoklī lantanīdiem viens, retāk divi f elektroni pāriet 5d stāvoklī, jo tie enerģētiski ir ļoti tuvi.

Īpašību līdzības dēļ lantanīdus, kā arī lantānu, itriju un skandiju apvieno retzemju elementu saimē.

Atrašanās dabā

Lantanīdu dabā ir diezgan daudz (apmēram tikpat, cik joda vai vara), taču tie ir stipri izkliedēti un samērā grūti iegūstami elementi. Izplatītāki ir tie lantanīdi, kuru kārtas skaitlis ir pārskaitlis. Pazīstami vairāk nekā 250 lantanīdus saturoši minerāli, no kuriem svarīgākie ir monacīts, bastnezīts, loparīts. Dabā praktiski nav atrodams prometijs, kas radioaktivitātes dēļ ir nestabils un iegūstams mākslīgi.