Lantanoidid: erinevus redaktsioonide vahel

Lantanoidide [[elektronkonfigutratsioon|elektronkonfiguratsioon]]i saab väljendada kujul [Xe] ''6''s6s²''5''d5d^0..1''4''f4f^2..14. Neil lisandub [[elektron]]e väljastpoolt kolmandale nivoole ehk 4f-nivoole, aga väliskihi elektronide arv ei muutu (6s²) ning enamikul on ka eelviimane 5d elektronkiht püsivalt ühtmoodi. 4f-alanivoo moodustavad seitse f-orbitaali, millele mahub kokku neliteist elektroni.

Lantanoididele on kõige iseloomulikum [[oksüdatsiooniaste]] +3, mis tekib kahekolme väliskihi [[elektron]]ide (6s² 5d¹) loovutamisel. Lisaks võivad neil esineda oksüdatsiooniastmed +4 ja +2. Sellised variatsioonid esinevad kõige rohkem elementidel, mis paiknevad [[lantaan]]i (f⁰), [[gadoliinium]]i (f⁷) ja [[luteetsium]]i (f¹⁴) läheduses. Variatsioonide esinemise põhjuseks on stabiilse f-oleku saavutamine. Näiteks on euroopiumi põhioleku [[elektronkonfiguratsioon]] [Xe]''6''s6s²''5''d5d⁰''4''f4f⁷ ning stabiilse f⁷ oleku säilitamiseks võib juhtuda, et element loovutada ainult 6s² elektronid. Sarnaselt [[euroopium|euroopiumiga]] saab selgitada ka [[üterbium]]i +2 oksüdatsiooniastme tekkimist. Varem arvati, et +2 oksüdatsiooniaste on võimalik ainult [[euroopium]]il, [[üterbium]]il ja [[samaarium|samaariumil,]] kuid on selgunud, et ka teistel lantanoididel võib selline oksüdatsiooniaste esineda. Siiski on +2 oksüdatsiooniaste vähepüsiv võrreldes +3 olekuga.<ref name=":0" />

Ln³⁺ ioonide spektrid sisaldavad enamasti paljusid neelduvuspiike ning neid põhjustavad põhiliselt 4f–4f üleminekud. 4f–4f üleminekud erinevad tüüpilistest UV-Vis üleminekutest selle poolest, et tekkivad piigid on kitsad ja karakteristlikud vastavale ioonile. Piigid on kitsad seepärast, et 4f-elektronid paiknevad alles väljastpoolt kolmandas [[elektronkiht|elektronkihis]] ning nad on hästi [[varjestus|varjestatud]]. Seetõttu ei ole toimuvad elektronüleminekud mõjutatud keskkonnast ja [[solvent|solvendist]] ning iooniga kompleksi moodustavatest [[ligand]]idest. Neelduvuspiikide intensiivsused on madalad, mis tähendab, et f-ff–f elektronüleminekute toimumine ei ole väga tõenäoline (tegemist on Laporte-keelatud üleminekutega). Toimuda võivad ka 4f–5d üleminekud, mis on samuti keelatud. Nende neelduvuspiigid on sarnasemad d-dd–d elektronüleminekutega, sest nad on laiad ning mõjutatud keskkonnast ja ligandist. Lantanoidide ühendid leiavad oma kitsaste 4f–4f neelduvuspiikide tõttu kasutust näiteks [[fosfoor]]ide koostises.<ref name=":1" />

Ergastades lantanoidide Ln³⁺ komplekse UV-kiirgusega, hakkavad paljud neist kiirgama [[fluorestsents]]kiirgust. Mõne ühendi jaoks on fluorestsentsi tekkeks tarvis madalamaid temperatuure. Fluorestsentsi kiirgamise võime tõttu leiavad lantanoidid kasutust telerite fosfoorides ja fluorestsentsvalgustites. Fluorestsentskiirgus tekib tänu 4f-4f4f–4f elektronüleminekutele, mis saavad toimuda kõigis olekutes peale f⁰, f⁷ ja f¹⁴. Pärast kiirguse neelamist on Ln³⁺ ioon ergastunud ning saab põhiolekusse tagasi minna fluorestsentsi kiirates või mittekiirguslikult relakseerudes. Kommertsiaalselt on oma fluorestsentsomaduste tõttu olulisimad Nd³⁺, Eu³⁺ ja Tb³⁺. Nd³⁺ leiab kasutust Nd:YAG [[laser]]ites, Eu³⁺ ja Tb³⁺ komplekse kasutatakse näiteks nutiseadmete ekraanides vastavalt punase ja rohelise kiirguse tekitamiseks.<ref name=":1" /> Teada on, et Eu³⁺ ioone kasutatakse ka euro rahatähtede turvaelementide koostises.<ref name="Ln" />