به گزارش خبرنگار ایمنا، لانتانیدها گروهی متشکل از ۱۴ عنصر با عددهای اتمی ۵۷ تا ۷۰ در جدول تناوبی است. نام این دسته از عناصر برگرفته از نخستین عنصر دسته یعنی فلز لانتان است. لانتانیدها فلزهایی براق به‌شمار می‌رود که واکنش‌پذیری شیمیایی قابل توجهی دارد و تمام عناصر این دسته به جز لوتتیم در بلوک F قرار می‌گیرد. لوتتیم در بلوک D قرار گرفته، اما خواص آن مشابه دیگر عناصر دسته لانتانیدها است.
عناصر دسته لانتانید شامل لانتان، سریم، پرازئودیمیم، نئودیمیم، پرمتیم، ساماریم، یوروپیم، گادولینیم، تربیم، دیسپروزیم، هولمیم، اربیم، تولیم، اینتربیم و لوتتیم است که هر کدام از خواص و کاربردهای گوناگونی برخوردار است. یکی از کاربردهای لانتانیدها و به خصوص نئودمیوم، اربیم و ایتربیم استفاده از آن در لیزرهای حالت جامد است؛ درواقع عمل لیز دادن توسط اتم‌های این عناصر که در بلور محیط فعال تزریق شده، انجام می‌شود.
یکی دیگر از کاربردهای شناخته‌شده لانتانیدها مربوط به سرماسازی است. ترکیبات لانتانید به علت اینکه دارای ظرفیت گرمایی ویژه بالایی در دماهای پایین (کمتر از ۴۰ درجه کلوین) است و به عنوان جاذب گرما در دستگاه‌های سرماساز استفاده می‌شود. امروزه استفاده از کلدهدی که دارای جاذب اربیم-نیکل است در MRI متداول شده است.
عناصر دسته لانتانیدها در حوزه‌های مختلفی کاربرد دارد و به واسطه آرایش الکترونی که دارد از خواص گوناگونی برخوردار است. برای بررسی و شناخت بیشتر عناصر دسته لانتانید با حمیدرضا یوسفی، دکترای شیمی آلی گفت‌وگویی انجام داده‌ایم که در ادامه می‌خوانید:
به کدام دسته از عناصر جدول تناوبی لانتانید گفته می‌شود؟
دسته لانتانیدها از اجماع ۱۴ عنصر تشکیل شده است؛ این دسته از عناصر جدول تناوبی که با عنصر شماره ۵۷ یعنی لانتان آغاز می‌شود از تناوب شماره ششم جدا شده و در پایین جدول تناوبی پیش از دسته آکتینیدها قرار گرفته است.
چه عناصری تناوب لانتانیدها را تشکیل‌داده است؟
این سری از عناصر جدول تناوبی فلز بوده و همه از واکنش‌پذیری مناسبی برخوردار است. عناصر گروه لانتانیدها از دسته فلزاتی به‌شمار می‌رود که به ایجاد واکنش تمایل داشته و اگر شرایط آن‌ها برای واکنش فراهم باشد، کاربردهای بسیاری خواهد داشت.
ویژگی عناصر لانتانیدها چیست؟
یکی از ویژگی‌های مهم عناصر دسته لانتانیدها این است که به صورت سنگ در طبیعت یافت می‌شود، یعنی برای دستیابی به این عناصر باید متخصصان شیمی معدنی و زمین‌شناسی فعالیت کرده و نسبت به کشف و استخراج آن‌ها از سنگ‌ها و معادن اقدام کنند. میزان فراوانی این عناصر در مناطق مختلف متغیر است و به حد زیادی بستگی به منطقه دارد؛ در ایران مقدار این عناصر متوسط بوده، اما در برخی از مناطق دیگر میزان فراوانی آن‌ها بسیار کم یا حتی بسیار زیاد است.
جایگاه لانتانیدها در جامعه چگونه است؟
متأسفانه عناصر دسته لانتانیدها خیلی مورد توجه قرار نمی‌گیرد؛ درواقع به دلیل اینکه این عناصر در کنکور جایگاهی ندارد، مدرسان کنکور و سیستم آموزشی ایران نیز اهمیت به آن‌ها نمی‌دهد و موجب شده دانش‌آموزان با کاربردها و ویژگی‌های این عناصر آشنا نباشند. لانتانیدها و آکتینیدها جزو عناصری به‌شمار می‌رود که علی‌رغم ویژگی‌های مطلوبی که دارد، کسی به آن‌ها توجه نمی‌کند و مورد استفاده قرار نگرفته است.
لانتانیدها چه کاربردهایی دارد؟
عناصر دسته لانتانیدها کاربردهای بسیاری دارد، اما مهم‌ترین و شناخته‌شده‌ترین کاربرد این عناصر در لیزرهای حالت جامد مشاهده می‌شود که به شدت مورد توجه قرار گرفته است، از طرفی این عناصر در حوزه پزشکی نیز کاربردهای بسیاری دارد و در تصویربرداری‌ها استفاده می‌شود. بسیاری از رفرنس‌های مربوط با علوم مهندسی پزشکی به‌طور ویژه MRI را جزو کاربردهای این عناصر معرفی کرده، اما طی جدیدترین تحقیقات علاوه بر تصویربرداری‌های پزشکی در زمینه درمان سرطان نیز دیده شده است؛ بنابراین در ایران نیز عناصر دسته لانتانید بهترین گزینه برای فعالیت استارتاپ‌ها محسوب می‌شود.
لانتانیدها به عنوان بسترهای کاتالیستی در واکنش‌های داروسازی و سنتزی نیز به شدت مورد استفاده قرار می‌گیرد و جایگزین مناسبی برای فلزات گرانبها به‌شمار می‌رود؛ البته استفاده از این عناصر مشکلات خود را نیز دارد، علاوه بر این در توربین‌ها و ریل‌گذاری‌ها نیز از این عناصر استفاده می‌شود.
عناصر دسته لانتانیدها در جامعه شیمی چه جایگاهی دارد؟
جامعه نوین شیمی به سمتی رفته است که برای پیشرفت عناصر را با یکدیگر ترکیب کرده و ترکیبات جدید و کاربردی ایجاد می‌کند. در این راستا لانتانیدها بهترین گزینه برای واکنش با عناصری مانند اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن که شناخته‌شده‌ترین عناصر جدول تناوبی است به‌شمار می‌رود و می‌تواند ترکیبات جدیدی ایجاد کند؛ به همین دلیل لانتانیدها نیازمند نگاه ویژه پژوهشگران است.
آرایش الکترونی لانتانیدها چگونه است؟
عناصر دسته لانتانیدها دارای آرایش الکترونی خاصی است که با بررسی آن‌ها حقایق مهمی به دست می‌آید؛ درواقع با بررسی آرایش الکترونیکی این عناصر می‌توان به خواص و کاربردهای لانتانیدها پی برد.
سخن آخر...
عناصر دسته آکتینیدها و لانتانیدها که ۲۸ عنصر جدول تناوبی را در قالب دو دسته متشکل از ۱۴ عنصر در برگرفته است، باید مورد توجه دانش‌آموزان و پژوهشگران قرار بگیرد. دانش‌آموزان باید در دوره اول و دوم دبیرستان به این عناصر توجه کنند و با ویژگی‌های آکتینیدها و لانتانیدها آشنا شوند.
نظر شما