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ランタン(La)とランタノイド


 どうもこんばんはライネです。
 今日からはランタノイド(ランタニド)の元素を見て行きましょう。


 まずはこのグループの由来にもなっているランタンです。
 ランタノイドとは「ランタンのようなもの」といった意味合いなのだそうです。
 「アンドロ」がギリシャ語の「人」なので、アンドロイドが「人のようなもの」というのと一緒ですね。

 そう考えると、ご本人様であるランタンが「ランタンのようなもの」に扱われるのは、
 ちょっとおかしい気もしなくはありません。


 そしてそもそもランタンは電子の軌道がちょっと普通ではないので、
 ランタノイドのなかで一番似ていないのがランタンという、おかしな現象が起こっているのです。
 初音ミクっぽく歌える歌手選手権に中の人である藤田咲さんが参加したのに、
 「一番似てない」と言われているような感じですね。

 というわけでランタンの電子軌道を見てみるとこんな感じです。

ランタンの電子軌道


 何がおかしいのかというと、ランタノイドは昨日も説明した通り、
 4周目のf軌道をもつグループになるハズなのです。
 ところがランタンはどういうわけか4f軌道を飛び越えて5d軌道を持っているのです。

ランタンの軌道2

 
 つまり本来なら、次の図の青い所(4f軌道)のどこかに電子が入るハズなのですが、
 どういうわけか、本来よりも一個外側の軌道に電子を置いているわけです。
 
4f軌道の電子

 ランタノイドの元素は電子の違いと言っても、ずいぶん内側のf軌道の違いしかありません。
 ということは、元素の性質に大きく関わる一番外側の6p軌道もが一緒で、
 遷移元素の違いを生んでいた一個内側の5p軌道もほとんど一緒なのです。
 なので、ほとんど元素の性質的な違いはないそうです。
 
 なのにもかかわらず、ランタンは5p軌道に違いがあるので、
 他のランタノイドと比べると、少し変わった性質があるというわけです。
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