Лантаноиды

Лантаноиды


В семейство лантаноидов входят церий Се 4f25s25p65d06s2, празеодим Pr 4f3, неодим Nd 4f4, прометий Pm 4f5, самарий Sm 4f6, европий Eu 4f7, гадолиний Gd 4f75d1, тербий Tb 4f9, диспрозий Dy 4f10, гольмий Но 4f11, эрбий Er 4f12, тулий Tm 4f13, иттербий Yb 4f14 и люте­ций Lu 4f145d1.

Так как у лантаноидов валентными в главном являются 5d16s2-электроны, их устойчивая степень окисления равна +3. Но элементы, примыкающие к лантану, гадолинию и лютецию имеют переменные степени окисления. При исключительной близости свойст­ва лантаноидов, но, все таки отлича­ются; при всем этом некие их характеристики в ряду Се–Lu меняются однообразно, другие – временами. Однообразное изменение параметров объяс­няется лантаноидным сжатием, т. е. постепенным уменьшением атомных и ионных радиусов; периодическое изменение определяется нравом наполнения 4fорбиталей.

Благода­ря близости параметров нередко лантаноиды вместе с лантаном, иттрием, также скандием объединяют в группу редкоземельных частей (РЗЭ).



По содержанию в земной коре лантаноиды не уступают таким эле­ментам, как иод, сурьма, медь, но они очень рассеяны в природе. Понятно более 200 минералов, содержащих лан­таноиды. Элементы этого семейства встречаются в природе всегда вкупе вместе, также с лантаном и иттрием. Более необходимыми минералами являются монацит ЭРО4, бастнезит ЭFСО3, лопарит (Na, Са, Э)­2(Tl, Nb, Та)2O6 и др.

Прометий – радиоактивен, в земной коре фактически не встречается; найден в продуктах деления ядер урана в атомных реакторах, и его получают искусственным методом.

Обыкновенные вещества. В виде обычных веществ лантаноиды – тугоплавкие серебристо-белые металлы (Pr и Nd немного желтого цвета). Ковки, владеют относительно низкой твердостью, по электронной проводимости сходны с ртутью. По хим активности лантаноиды, как и La, уступают только щелочным и щелочно-земельным металлам. Во мокроватом воздухе покрываются оксидной пленкой. При нагревании (до 200–400°С) лантаноиды воспламеняются на воздухе и сгорают с образованием консистенции оксидов и нитридов. Ведут взаимодействие с галогенами, а при нагревании – с азотом, сероватой, углеродом, кремнием, фосфором, водородом. С боль­шинством металлов они дают сплавы, при всем этом нередко образуются интерметаллические соединения. Располагаясь в химическом ряду напряжений далековато впереди водорода, лантаноиды окисляются водой, в особенности жаркой, при всем этом выделяя водород, тем паче интенсивно они ведут взаимодействие с кислотами. Пассивируются в HF и Н3РO4. Не реагируют с щелочами, гидратом аммиака.

2Э + 3Cl2 = ЭCl3

4Э + 3O2 = 2Э2O3 (не считая Се и Pt – они образуют CeO2, Pr6O11)

2Э + 6H2O(гор.) = 2Э(OH)3↓ + 3H2↑ (не считая Eu – он образует растворимый Eu(OH)2)

2Э + 6HCl(разб.) = 2ЭCl3↓ + 3H2↑

Получение и применение.Лантаноиды получают кальцийтермическим восстановлением их хлоридов и фторидов. Делят РЗЭ при помощи ионообменных смол и экстракцией соединений органически­ми растворителями.

Лантаноиды и их соединения используются как легирующие добавки для улучшения механических параметров сплавов, как катализаторы в органических и неорганических синте­зах, также в качестве материалов в радио- и электротехнике, в атомной энергетике. Пирофорность церия и ряда других лантаноидов употребляется для получения пирофорных сплавов – «кремней» зажигалок, трассирующих пуль. Благодаря высочайшей температуре плавления оксиды, сульфиды, нитриды и карбиды лантаноидов употребляются для производства огнеупорной керамики. Многообразно применение соединений ланта­ноидов в производстве особых стекол.

Соединения Э (III). Для лантаноидов в степени окисления +3 известны бессчетные бинарные соединения (Э2О3, ЭНаl3, Э2S3, ЭN, ЭН3) и различные соли.

Оксиды лантаноидов Э2О3 – амфотерные соединения с доминированием оснóвных параметров. В воде они фактически не растворяются, но ведут взаимодействие с ней, образуя гидроксиды. Отлично растворяются в НСl и НNO3, но, будучи прокалены, теряют хим активность (как и Al2O3). При спекании ведут взаимодействие со щелочами (получены соединения состава LiЭО2, NaЭО2).


Загрузка...

Гидроксиды лантаноидов Э(ОН)3 получают по обменным реакциям. Из солей лантаноидов (III) в воде растворимы хлориды ЭCl3, нит­раты Э(NО3)3, сульфаты Э2(SO4)3, не много растворимы фториды ЭF3, карбонаты Э2(СО3)3, фосфаты ЭРO4.

Гидриды лантаноидов – химичес­ки очень активные вещества, очень энергично ведут взаимодействие с водой, кислородом, галогенами и другими окислителями; образуются при содействии обычных веществ (300–400°С). Все лантаноиды образуют гидриды состава ЭН2, также, кроме европия и иттербия, соединения, приближающиеся к составу ЭН3.

Соединения Э (IV). Степень окисления +4 свойственна для церия, но может проявляться и у других лантаноидов. У церия (IV) выделены оксид СеО2, фторид СеF4, гидроксид СеО∙nН2О, малочисленные соли – Се(ClO4)4, Се(SO4)2.

Диоксид СеО2 появляется при конкретном содействии прос­тых веществ либо при тепловом разложении неких солей церия (III). Прокаленный СеО2 химически достаточно инертен, не ведет взаимодействие с кислотами и щелочами.

Гидроксид Се(ОН)4 выходит по обменной реакции в аква растворе в виде студенистого осадка переменного состава СеО∙nН2О; в отличие от Се(ОН)3 он проявляет амфотерные признаки.

Соединения других лантаноидов (IV) малостойки, они сильные окислители.

Соединения Э (II). Степень окисления +2 более ясно про­является у европия. Производные Eu (II), Sm (II), Yb (II) напоминают соединения частей подгруппы каль­ция. Оксиды ЭО и гидроксиды Э(ОН)2 – оснóвные соединения. Суль­фаты ЭSO4 в воде нерастворимы.




Возможно Вам будут интересны работы похожие на: Лантаноиды:


Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Cпециально для Вас подготовлен образовательный документ: Лантаноиды