Lantanideihin

Lantanideihin kuuluu 15 alkuaineetta, joiden järjestysluvut ovat 57 La:sta 71 Lu:un. Ne muodostavat f-blokkiin kuuluvan ryhmän ja luokitellaan usein harvinaisiksi maa-alkuaineiksi. Nimi tulee kreikkalaisesta sanasta lanthanein, joka tarkoittaa “piiloutua”, koska ne esiintyvät luonnossa useimmiten yhdessä toistenkaan kanssa.

Ominaisuudet ja kemia: Lanttanideihin kuuluu pääasiallisesti +3 hapetusluku, mutta joillakin ilmentymillä tunnetaan lisäksi pienempiä muutoksia kuten +2 tai +4. Ne ovat yleisesti pehmeitä, hopeanvärisiä metalleja, jotka reagoivat ilman kanssa muodostaen oksideja. Kerrannollisesti niillä on samankaltaiset kemialliset ominaisuudet, mikä tekee erottamisesta ja puhdistamisesta vaativaa. Sarjan tunnetuimpana piirteenä on lanthanide-contraction eli lanthanoid-supistuma, jossa sarjan loppupään ionin säde pienenee, mikä vaikuttaa esimerkiksi liukoisuuksiin, koordinaatio-ominaisuuksiin ja teknisiin sovelluksiin.

Esiintyminen ja talteenotto: Lanttanideja esiintyy yhdessä muiden harvinaisten maametallien kanssa monissa mineraaleissa, kuten bastnäsiitissä ja monatsiitissä. Ne ovat laajasti levinneitä maankuoressa, mutta niiden talteenotto on monimutkaista, koska niiden esiintymät ovat usein epäpuhtaita ja ne on ensin erotettava toisistaan muiden alkuaineiden kanssa useiden vaiheiden liuottamis- ja uuttamisprosesseilla sekä ioninvaihdolla.

Käyttökohteet: Lantanideja käytetään monipuolisesti lasi- ja keramiikkateollisuudessa sekä elektroniikassa. Ne ovat keskeisiä komponentteja vahvoissa pysyvissä magneteissa (esimerkiksi Nd-Fe-B), käytetään fosforeina esimerkiksi punaisen ja vihreän värin tuottamiseen, ja gadoliniumia sekä muita lanthanoideja käytetään lääketieteellisissä kuvantamismenetelmissä sekä erilaisissa katalyytin- ja valaisinrakenteissa. Lutetium on arvokas katalyyttisten sovellusten ja erityisten lasien komponenttina.

Historia ja talous: Lantanideja tutkittiin ja eristettiin 1800–1900-luvuilla useiden kemistien toimesta; ryhmä sai lopulta nykyisen nimensä. Maailmanlaajuinen tuotanto ja tarjonta ovat elintärkeitä monille moderneille teknologioille, ja tarjonnan vakauden vuoksi uusia lähteitä sekä kierrätysmahdollisuuksia kehitetään.