アクチノイドとランタノイドの大きな違いは、アクチノイドは5f軌道に電子を充填し、ランタノイドは4f軌道に電子を充填する点である。

ランタノイドとアクチノイドは、周期表では2列に分かれている。したがって、どちらもfブロックに属します。これは、一番外側の電子がf軌道にあるためである。したがって、fブロック要素と名付けることができる。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. アクチノイドとは 3. ランタノイドとは 4. 並置比較 - アクチノイドとランタノイドの表形式 5. まとめ

アクチノイドは何ですか？

アクチノイドは、周期表で原子番号が90から103までの元素群である。したがって、以下の14種類の金属元素がある。

• トリウム Thorium (Z=90)
• プロテインPa (91)
• ウランU (92)
• ネプツニウムNp (93)
• プルトニウム Plutonium (94)
• アメリシウムアム (95)
• セシウムcm (96)
• バークレー ウム Bk (97)
• カルシウムCf (98)
• アインシュタイン・エス (99)
• フェルミFM (100)
• M.D. メンデレビ (101)
• aユニット Ї102
• ローレンティウムLr（103）。

最後の電子がf軌道にあることから、fブロック元素と名づけられた。すべてのアクチノイドは不安定であり、したがって放射性である。金属であるため、電気陰性度が高い。また、高密度の金属であり、同位体も多く存在する。これらの金属は空気中で容易に変色し、沸騰水や希酸に反応して水素ガスを放出する。

図01: 周期表におけるアクチノイドの位置づけ

他の金属と同様に、非金属元素と化合物を形成することができる。また、希少なアクチノイドは自然環境下で見つけることができます。例えばカナダでは、ウランとトリウムが鉱床の形で発見されています。アクチノイドはその放射能から、ほとんどの場合、原子力発電に有用である。アクチノイドを合成し、さまざまな用途に利用することができるのです。このほか、医学、鉱物鑑定、中性子ラジオグラフィーなどに利用されているものもある。

ランタノイドは何ですか？

ランタノイドの原子番号は57から71まであります。

• ランタン (57)
• セリウム(58)
• プラセオジム (59)
• NdN (60)
• プラセオジムPm (61)
• サマリウム (62)
• ユーロピウム europium (63)
• ガドリニウム (64)
• テルビウム Tb(65)
• ジスプロシウム (66)
• ホルミウム (67)
• エルビウムイットリウム(68)
• ツリウムTm (69)
• イッテルビウム Yb(70)
• ルテチウム（71）。

周期表のfブロックに属し、最終電子が4f副軌道を満たす。そこでは、他のサブオービタルが4f軌道をカバーしており、ランタノイドの化学的性質は原子の大きさによって変化する。酸化状態を示す。さらに、周期表の1行の左から右へ向かって、+3ランタノイドイオンのサイズが小さくなっていくが、これをランタノイド収縮と呼ぶ。

図02: 元素周期表におけるランタノイドの位置づけ

また、ランタノイド金属は銀色をしており、空気中の酸素と容易に反応して酸化物を形成する。反応性が高く、比較的柔らかい金属で、融点や沸点が高い。さらに、非金属と容易にイオン性化合物を形成する。希酸や水と反応させると、ランタノイドは水素ガスを発生する。

さらに、これらの元素は不対電子を持っており（ルテチウムを除く）、これが常磁性である理由である。さらに、地表に存在する量が少ないことから、レア・アースメタルと命名しました。希少な元素でありながら、多くの用途がある。そのため、ガラス製造や石油などの触媒として使用されています。その他、磁石、燐光、ランプ、超伝導体、光電池用途などにも使用されている。

アクチノイドとランタノイドの違い

アクチノイドは原子番号90～103の元素群、ランタノイドは原子番号57～71の元素群で、アクチノイドとランタノイドの大きな違いは、アクチノイドが5f軌道に電子を充填するのに対し、ランタノイドは4f軌道に電子を充填する点である。また、アクチノイドはすべて放射性物質であるが、ランタノイドは放射性物質ではない（プラセオジムを除く）。また、アクチノイドとランタノイドの違いとして、ランタノイドは最大で+4の酸化状態を示すのに対し、アクチノイドは+3、+4、+5、+6、+7の酸化状態を示すことがあげられる。

下のインフォグラフィックは、アクチノイドとランタノイドの比較をまとめたものである。

概要 - アクチノイド vs. ランタノイド

アクチノイドは原子番号90～103の元素群、ランタノイドは原子番号57～71の元素群であり、両者の大きな違いは電子配置である。アクチノイドとランタノイドの違いは、アクチノイドは5f軌道に電子を充填するのに対し、ランタノイドは4f軌道に電子を充填することである。

引用

1 歌詞"Lanthanides: properties and reactions," Chemistry Library, National Science Foundation, November 26, 2018.2はこちらで入手可能です。歌詞です。"The Actinides," Chemistry Playbook, National Science Foundation, 26 Nov. 2018.こちらで入手可能です 2 歌詞"アクチノイド"、Chemistry play、National Science Foundation、2018年11月26日。