Kontraksi lantanida: Perbedaan antara revisi

'''Kontraksi lantanida''' adalah istilah yang digunakan dalam  [[Kimia|ilmu kimia]]  untuk menjelaskan penurunan [[:en:Ionic radius|jari-jari ion]]  yang lebih besar daripada yang diprediksi, dan dialami oleh  [[Unsur kimia|unsur-unsur]]  dalam deret  [[lantanida]]  mulai  [[nomor atom]]  57, [[lantanum]], hingga 71, [[lutesium]], yang menhasilkan jari-jari ion yang lebih kecil daripada perkiraan lainnya untuk unsur-unsur berikutnya mulai nomor atom 72, [[hafnium]].<ref name="Housecroft">{{cite book|title = Inorganic Chemistry|last1 = Housecroft|first1 = C. E.|last2 = Sharpe|first2 = A. G.|year = 2004|publisher = Prentice Hall|edition = 2nd|isbn = 978-0130399137|pages = 536, 649, 743 }}</ref><ref name="Cotton">{{cite|last1= Cotton|first1= F. Albert|last2= Wilkinson|first2= Geoffrey|year= 1988|title= Advanced Inorganic Chemistry|edition=5th|location= New York|publisher= Wiley-Interscience|pages= 776, 955|isbn= 0-471-84997-9}}</ref><ref name="Jolly">Jolly, William L. ''Modern Inorganic Chemistry'', McGraw-Hill 1984, p. 22</ref> Istilah ini diperkenalkan oleh geokimiawan Norwegia [[:en:Victor Goldschmidt|Victor Goldschmidt]] dalam makalahnya "''Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente''".<ref name="Goldschmidt">Goldschmidt, Victor M. "Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente", Part V "Isomorphie und Polymorphie der Sesquioxyde. Die Lanthaniden-Kontraktion und ihre Konsequenzen", Oslo, 1925</ref>

|Radius Ln³⁺  (pm) (6-koordinasi)

Efek ini dihasilkan dari [[Efek perlindungan|perlindungan]] muatan inti yang buruk  (gaya tarik inti pada elektron) oleh elektron 4f; elektron 6s tertarik menuju inti, sehingga jari-jari atom lebih kecil.

Dalam atom elektron tunggal, pemisahan rata-rata sebuah elektron dari inti ditentukan oleh  [[Konfigurasi elektron|subkulit]]  tempat elektron berada, dan menurun seiring dengan kenaikan muatan inti; ini menyebabkan penurunan  [[jari-jari atom]]. Dalam atom multi-elektron, penurunan jari-jari akibat kenaikan muatan inti sebagian diimbangi oleh kenaikan tolakan elektrostatik antar electron. Secara khusus, kerja "[[efek perlindungan]]": yaitu, ketika elektron ditambahkan pada kulit terluar, elektron telah menghadirkan perlindungan kepada elektron terluar dari muatan inti, yang membuatnya mengalami pengaruh muatan efektif inti lebih rendah. Efek perlindungan yang diberikan oleh elektron dalam menurun sesuai urutan  ''s'' > ''p'' > ''d'' > ''f''. Biasanya, karena subkulit tertentu terisi dalam satu periode, jari-jari atom menurun. Efek ini khususnya terlihat dalam kasus lantanida, karena subkulit 4''f'' yang terisi sepanjang periode kurang efektif melindungi kulit luar (n=5 and n=6) elektron. Sehingga efek perlindungan kurang dapat melawan penurunan jari-jari akibat kenaikan muatan inti. Ini memicu  "kontraksi lantanida". Jari-jari atom  turun drastis dari 103&nbsp;pm untuk lantanum(III) ke 86,1&nbsp;pm untuk lutesium(III).

Akibat kenaikan daya tarik elektron pada kulit luar sepanjang periode lantanida dapat dibagi menjadi (1) efek pada deret lantanida itu sendiri termasuk penurunan jari-jari atom, dan (2) pengaruh pada unsur-unsur  selanjutnya atau pasca-lantanida.

Sepanjang deret lantanida, elektron ditambahkan ke kulit  ''4f''. Kulit  ''f'' pertama sebelum  kulit  ''5s'' dan  ''5p'' yang terisi penuh (begitu pula kulit  <span>''6s'' dalam atom netral</span>); kulit  ''4f''  terlokalisasi dengan baik di dekat inti atom dan berpengaruh kecil pada ikatan kimia. Penurunan jari-jari atom dan ion tidak berpengaruh terhadap kimianya. Tanpa kontraksi lantanida, pemisahan kimia  lantanida akan menjadi sangat sukar. Namun, kontraksi ini membuat pemisahan kimia logam transisi periode 5 dan periode 6 pada golongan yang sama menjadi agak sulit.

Terdapat tren umum yaitu kenaikan [[kekerasan Vickers]], [[kekerasan Brinell]],  [[massa jenis]]  dan  [[titik lebur]]  dari  [[lantanum]] to [[lutesium]] (dengan pengecualian  [[iterbium]]). [[Lutesium]] adalah lantanida paling keras dan padat serta memiliki titik lebur tertinggi.

Sebagai contoh, jari-jari atom logam [[zirkonium]], Zr, (sebuah unsur transisi periode 5) adalah 159&nbsp;pm dan  [[hafnium]], Hf, (unsur terkait pada periode 6) adalah 156&nbsp;pm. Jari-jari ion Zr⁴⁺  adalah 79&nbsp;pm dan Hf⁴⁺  adalah 78&nbsp;pm. Radius sangat mirip meskipun jumlah elektron naik dari 40 ke 72 dan  [[massa atom]]  naik dari 91,22 ke 178,49&nbsp;g/mol. Kenaikan massa dan tetapnya jari-jari memicu kenaikan tajam  [[massa jenis]]  dari 6,51 ke 13,35&nbsp;g/cm³.

Oleh karena itu zirkonium dan hafnium memiliki sifat kimia yang sangat mirip, memiliki radius dan konfigurasi elektron yang nyaris serupa. Sifat-sifat yang tergantung pada radius seperti [[energi laten]] ({{en}}:  ''[[:en:lattice energy|lattice energies]]''), [[Solvasi|energi solvasi]], dan [[tetapan kestabilan kompleks]] ({{en}}:  ''[[:en:stability constants of complexes|stability constants of complexes]]'') juga mirip.<ref name="Housecroft" /> Karena kemiripan ini hafnium hanya ditemukan dalam bentuk gabungan dengan zirkonium, yang jauh lebih melimpah, dan  [[Hafnium|ditemukan]]  sebagai unsur terpisah 134 tahun (in 1923) setelah zirkonium (ditemukan tahun 1789). [[Titanium]], sebaliknya, berada dalam golongan yang sama tetapi cukup berbeda dari dua logam sebelumnya dan jarang ditemukan bersama mereka.

* [[kontraksi blok-d]]  (atau kontraksi skandida)