En savoir plus
Zur Gruppe der Lanthanoide gehören die Metalle Lanthan und die 14 darauffolgenden Elemente von Cer bis zum Lutetium. Sie werden zusammen mit Scandium und Yttrium als Seltenerdmetalle bezeichnet und gehören dem 4f-Block des Periodensystems an. Die Bezeichnung der Seltenerdmetalle stammt noch aus der Zeit ihrer Entdeckung und kommt daher, dass diese Elemente zuerst in seltenen Mineralien aufgefunden und aus diesen in Form von Oxiden isoliert wurden. Nach heutigem Wissensstand sind die Seltenerdmetalle entgegen ihrem Namen gar nicht so selten.[1] Selbst Europium, das seltenste stabile Lanthanoid tritt fast so häufig wie Silber und sogar häufiger als Gold oder Platin auf. Lanthanoide weisen des Weiteren ein großes Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten auf und sind im alltäglichen Leben ständig anzutreffen,[2] unter anderem werden Lanthanoide zur Herstellung von Leuchtfarbstoffen für Mobiltelefone und TFT-Bildschirme verwendet. So fungieren Europium- und Terbiumverbindungen als Aktivator der roten bzw. der grünen Leuchtstoffe. Ferner ist Neodym in Permanentmagneten oder im Handel befindlichem Neophan-Glas, das seine Anwendung in Sonnenbrillen als Blendschutzglas findet, vorhanden. Ein weiteres Hauptanwendungsbeispiel ist die Herstellung niedriglegierter Stähle zur Blech- und Rohrverarbeitung. Bereits bei einem geringen Zusatz von Ln/La wird die Festigkeit des Stahls enorm erhöht.[2a]
Die Lanthanoide sind sich in ihren chemischen Eigenschaften sehr ähnlich. Diese Ähnlichkeit ist auf die Elektronenkonfiguration der jeweiligen Elemente zurückzuführen. Alle Lanthanoide besitzen zwei s-Elektronen in der äußersten 6. Schale, während die zweitäußerste 5. Schale zwei s-, sechs p- und keine d-Elektronen aufweist. Cer, Gadolinium und Lutetium bilden in dieser Hinsicht die Ausnahme. Da die 6s-, 5d- und 4f-Orbitale über sehr ähnliche Energien verfügen, verläuft ihre Auffüllung unregelmäßig.[3] Die halbgefüllten (4f7) und die vollkommen besetzten (4f14) Orbitale sind begünstigt. Die Elektronenkonfiguration der Lanthanoide und der dreiwertigen Kationen sind in Tabelle 1 dargestellt.
