Différence principale - éléments de bloc d vs f

Un élément chimique est tout matériau qui ne peut pas être décomposé ou modifié par des moyens chimiques. Il existe 118 éléments chimiques connus. Ces éléments chimiques sont les éléments constitutifs de la matière. Tous les éléments chimiques sont classés dans le tableau périodique des éléments, par ordre croissant de numéro atomique. Il existe également quatre groupes d'éléments dans le tableau périodique: bloc s, bloc p, bloc d et bloc f. Les éléments sont regroupés dans ces groupes en fonction de leurs configurations électroniques. Par exemple, les éléments de bloc s ont leurs électrons les plus externes dans une orbitale s. Les éléments du bloc p ont leurs électrons les plus externes dans une orbitale p. La principale différence entre les éléments de bloc d et les éléments de bloc f est que Les éléments du bloc d sont des éléments chimiques ayant des électrons remplis jusqu'à leurs orbitales d tandis que les éléments du bloc f sont des éléments chimiques ayant des électrons remplis jusqu'à leurs orbitales f.

Domaines clés couverts

1. Que sont les éléments de bloc d - Définition, propriétés chimiques 2. Que sont les éléments de bloc f - Définition, propriétés chimiques, lanthanides et actinides 3. Quelle est la différence entre les éléments de bloc d et f – Comparaison des principales différences

Termes clés: actinides, principe d'Aufbau, bloc d, configuration électronique, bloc f, éléments de transition internes, lanthanides, orbitales, tableau périodique

Que sont les éléments de bloc d

Les éléments du bloc d sont des éléments chimiques ayant des électrons remplis jusqu'à leurs orbitales d. La toute première exigence pour qu'un élément soit un élément de bloc d est la présence d'orbitales d. Les éléments ayant au moins un électron dans leurs orbitales d sont classés comme éléments de bloc d. Le bloc d du tableau périodique est situé entre le bloc s et le bloc p.

Un fait important à propos des éléments de bloc d est qu'ils ont des orbitales d qui sont partiellement ou complètement remplies d'électrons. Selon le principe d'Aufbau, les électrons remplissent les orbitales selon l'ordre croissant des énergies des orbitales. En d'autres termes, les électrons remplissent l'orbitale ns avant de remplir l'orbitale (n-1) d. En effet, l'énergie de l'orbitale ns est inférieure à celle de l'orbitale (n-1) d. Dans les éléments de la première rangée du tableau périodique, les électrons remplissent d'abord l'orbitale 4s avant de remplir l'orbitale 3d.

Figure 1: Quatre grands groupes du tableau périodique

Mais il y a aussi quelques exceptions. Bien que le niveau d'énergie soit plus faible, les électrons remplissent parfois les orbitales avec la configuration électronique la plus stable. Par exemple, ns¹sd¹⁰ la configuration est plus stable que ns²sd⁹. Cela est dû à la stabilité du remplissage complet des orbitales d. Ces deux exemples sont présentés ci-dessous.

Chrome (Cr) = [Ar]3d⁵4s¹

Cuivre (Cu) = [Ar]3d¹⁰4s¹

Tous les éléments du bloc d sont des métaux. Ils présentent des points de fusion et des points d'ébullition très élevés en raison de leurs fortes liaisons métalliques. La diminution des rayons atomiques est faible par rapport à celle des éléments de blocs s et p. De plus, les densités sont très élevées en raison de la nature métallique. En raison de la présence d'électrons d, les éléments du bloc d présentent des états d'oxydation variables.

Que sont les éléments de bloc f

Les éléments du bloc f sont des éléments chimiques ayant des électrons remplis jusqu'à leurs orbitales f. Le bloc f est présenté dans le tableau périodique comme un groupe distinct au bas du tableau périodique. C'est parce qu'ils ont des électrons remplissant les orbitales f qui sont protégées par d'autres orbitales; par conséquent, les éléments de bloc f sont appelés "éléments de transition intérieurs”. La vraie position du bloc f dans le tableau périodique se situe entre le bloc s et le bloc d. Ces éléments sont connus comme des éléments rares car la plupart de ces éléments se trouvent rarement sur terre.

Il existe deux séries d'éléments de bloc f nommés comme,

Ces deux séries sont nommées comme telles en fonction de l'élément à partir duquel la série commence. La série des lanthanides commence immédiatement après le lanthane (La) et la série des actinides commence avec l'actinium (Ac). Tous les lanthanides et actinides sont des métaux.

Figure 2: Lanthanides et actinides

Série Lanthanide

La série Lanthanide contient 14 éléments qui commencent immédiatement après Lanthanum. Par conséquent, cette série contient un total de 15 éléments avec Lanthanum. Le numéro atomique de la série est compris entre 57 et 71. Ils sont connus sous le nom de « première série de transition interne ». Les lanthanides appartiennent à la série 4f car ces éléments ont leurs électrons remplissant les orbitales 4f. Mais, Lanthanum a un sous-shell f complètement vide; ainsi, les éléments du Cérium (Ce) au Lutétium (Lu) sont considérés comme les lanthanides.

Les électrons 4f de ces éléments sont complètement protégés par d'autres orbitales et ne participent à aucune liaison chimique. Les lanthanides sont des métaux blanc argenté et sont de bons conducteurs de chaleur. Les éléments ayant des orbitales f complètement ou à moitié remplies sont stables que les autres éléments de la série.

L'état d'oxydation le plus stable que montrent les lanthanides est +3. Certains éléments présentent également des états d'oxydation +2 et +4, mais ils ne sont pas stables en tant qu'état d'oxydation +3. Les lanthanides sont très réactifs et peuvent réagir avec des éléments tels que l'hydrogène, l'oxygène, le carbone, etc.

Presque tous les ions formés par les lanthanides sont incolores. Les lanthanides sont des éléments électropositifs. Par conséquent, ils préfèrent former des molécules avec des éléments électronégatifs. Cependant, tout au long de la série, les changements des propriétés chimiques et physiques sont très moindres.

Série Actinide

Les actinides sont des éléments chimiques que l'on peut trouver dans la série des actinides du bloc f du tableau périodique des éléments. Tous les actinides sont des éléments radioactifs en raison de leur nature instable. Ces éléments sont composés de très gros atomes. Les actinides ont leurs électrons de valence dans l'orbitale 5f. La série des actinides est composée d'éléments chimiques ayant les numéros atomiques 89 à 103.

Les actinides les plus communs et les plus abondants sur terre sont l'uranium et le thorium. Ils sont faiblement radioactifs et libèrent une énergie élevée lors de la décroissance radioactive. L'état d'oxydation prédominant parmi les actinides est de +3. De plus, les actinides présentent des états d'oxydation tels que +4, +5 et +6.

Les actinides forment des oxydes et hydroxydes basiques. Ils ont la capacité de former des complexes avec des ligands tels que des chlorures, des sulfates, etc. La plupart des complexes d'actinides sont colorés. Cependant, en raison de la radioactivité et du comportement des métaux lourds, les actinides sont considérés comme des composés toxiques.

Différence entre les éléments de bloc d et f

Définition

d Éléments de bloc: Les éléments du bloc d sont des éléments chimiques ayant des électrons remplis jusqu'à leurs orbitales d.

f Éléments de bloc: Les éléments de bloc f sont des éléments chimiques ayant des électrons remplis jusqu'à leurs orbitales f.

Autres noms

d Éléments de bloc: Les éléments de bloc d sont appelés « éléments de transition ».

f Éléments de bloc: Les éléments de bloc f sont appelés « éléments de transition internes ».

États d'oxydation

d Éléments de bloc: Les éléments du bloc d présentent une large gamme d'états d'oxydation en fonction de leurs configurations électroniques.

f Éléments de bloc: L'état d'oxydation le plus stable pour les éléments de bloc f est +3, et il peut également y avoir d'autres états d'oxydation.

Stabilité

d Éléments de bloc: Presque tous les éléments du bloc d sont stables.

f Éléments de bloc: La plupart des éléments du bloc f sont radioactifs.

Groupes

d Éléments de bloc: Les éléments de bloc d peuvent être des éléments de transition ou des éléments de non-transition.

f Éléments de bloc: Les éléments du bloc f sont en deux séries comme les Lanthanides et les Actinides.

Configuration électronique

d Éléments de bloc: Les éléments du bloc d ont des orbitales d extérieures partiellement ou complètement remplies.

f Éléments de bloc: Les éléments du bloc f sont unifiés en ayant un ou plusieurs de leurs électrons les plus externes dans l'orbitale f.

Conclusion

Le tableau périodique des éléments montre l'arrangement de tous les éléments chimiques connus en fonction de leurs numéros atomiques. Il existe quatre grands groupes d'éléments chimiques qui ont des propriétés chimiques et physiques similaires parmi les membres de chaque groupe. Le bloc d et le bloc f sont deux groupes parmi ces quatre groupes. le différence principale entre les éléments de bloc d et les éléments de bloc f est que les éléments de bloc d sont des éléments chimiques ayant des électrons remplis jusqu'à leurs orbitales d, tandis que les éléments de bloc f sont des éléments chimiques ayant des électrons remplis jusqu'à leurs orbitales f.

Référence:

1. «Propriétés générales et réactions des actinides». Chimie LibreTexts, Libretexts, 21 août 2017, disponible ici.2. « Lanthanides: propriétés et réactions ». Chimie LibreTexts, Libretexts, 20 août 2017, disponible ici. 3. « Éléments f-Block: tout ce que vous devez savoir ! » Toppr Bytes, 30 juillet 2017, disponible ici.

Image de courtoisie:

1. «Structure du tableau périodique» de Sch0013r - Fichier: PTable structure.png (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia2. "Tableau périodique simple ca" Par László Németh - Travail personnel (CC0) via Commons Wikimedia [Recadrée]