280 likes | 550 Views
III Б группа. Л А Н Т А Н О И Д Ы. Игнатов Николай Х-41. Sc. Y. La. Ac. свойство. Порядковый номер. 21. 39. 57. 89. Электронная конфигурация. [Ar] 3d 1 4s 2. [Kr] 4d 1 5s 2. [Xe] 5d 1 6s 2. [Rn] 6d 1 7s 2. Электроотри-цательность. 1,2. 1,3. 1,1. 1,1. Металлический радиус,
E N D
III Бгруппа Л А Н Т А Н О И Д Ы Игнатов Николай Х-41
Sc Y La Ac свойство Порядковый номер 21 39 57 89 Электронная конфигурация [Ar]3d14s2 [Kr]4d15s2 [Xe]5d16s2 [Rn]6d17s2 Электроотри-цательность 1,2 1,3 1,1 1,1 Металлический радиус, пм (КЧ 12) 162 180 187 - Ионный радиус, пм (КЧ 6) 74,5 90,0 103,2 112 (M3+ + 3e- = M),В -2,37 -2,6 -2,03 -2,37 Т-ра плавления, С 1539 1530 920 817 Т-ра кипения, С 2748 3264 3420 2470 Плотность, г/см3 (20 С) 3,0 4,5 6,17 -
+IV +III С.о. +II Z
t, °C Т-ра кип. Т-ра пл. d, г/см3 Z Некоторые физико-химические свойства лантаноидов
Электр. конфиг. La 57 Ce 58 Pr 59 Nd 60 Pm 61 Sm 62 Eu 63 Gd 64 Tb 65 Dy 66 Ho 67 Er 68 Tm 69 Yb 70 Lu 71 4f0и 4f14 4f1и 4f13 4f2и 4f12 4f3и 4f11 4f4и 4f10 4f5и 4f9 4f6и 4f8 4f7
МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА LnIII (эфф, B) Электр. конфиг. La 57 Ce 58 Pr 59 Nd 60 Pm 61 Sm 62 Eu 63 Gd 64 Tb 65 Dy 66 Ho 67 Er 68 Tm 69 Yb 70 Lu 71 4f0и 4f14 0 0 4f1и 4f13 2,54 4,54 4f2и 4f12 3,58 7,56 3,62 9,58 4f3и 4f11 10,60 4f4и 4f10 2,68 4f5и 4f9 0,85 10,65 4f6и 4f8 0 9,72 7,94 4f7
эфф B эфф, B
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ПРОСТЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ LnC2 ScC, CeC, Ln3C, Ln3C2 Ln(OH)3↓+H2 Н2O(гор) ЭHn H2 CeO2 С O2 Э2O3 Pr6O11 Э N2 Cl2 Tb4O7 S ЭN ЭCl3 HCl Э2S3 LnCl3+H2
РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ОКСИДОВ Э(OH)3 Э(NO3)3 HNO3 H2O Э2O3 H2SO4 HCl ЭСl3 Э2(SO4)3 2CeO2 + 8HCl(конц) = 2CeCl3 + Cl2 + 4H2O CeO2 + 2H2SO4(конц) = Ce(SO4)2 + 2H2O 4CeO2 + 6H2SO4(разб) = 2Ce2(SO4)3+ O2 + 6H2O
[Sc(H2O)6]3+ + H2O [Sc(H2O)5(OH)]2+ + H3O+ [Ln(H2O)n]3+ + H2O [Ln(H2O)(n-1)(OH)]2+ + H3O+
Sc(OH)3 + 3OH- = [Sc(OH)6]3- Sc(OH)3.nH2O + (NH4)2CO3 (NH4)[Sc(CO3)2].2H2O t Ln2(C2O4)3 .1OH2O Ln2O3 Sc2(C2O4)3 + C2O42- = 2[Sc(C2O4)2]-
РАЗЛИЧИЯ МЕЖДУ КОМПЛЕКСАМИ ЛАНТАНОИДОВ И ТИПИЧНЫХd-ЭЛЕМЕНТОВ Ионы лантаноидов ионы d-элементов ионный радиус 106-85 пм 75-60 пм КЧ 6,7,8,9,12 4-6 Связь M-L M(4f)-L cлабоевз-е M(3d)-L сильное вз-е cила связи F->OH->H2O>NO3->Cl- CN->NH3>H2O>OH->F- Комплексы быстрый обмен медленный обмен в растворе лигандов лигандов
Hг, кДж/моль -3300 -3400 -3500 -3600 -3700 -3800 Gd La Lu ЭНТАЛЬПИИ ГИДРАТАЦИИ КАТИОНОВ ЛАНТАНОИДОВ
Na[La(H2O)3(ЭДТА)].5H2O КОНСТАНТЫ ОБРАЗОВАНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЛАНТАНОИДОВ - ЭДТА - НТА (нитрилотриуксусная к-та) lg
Разделение лантаноидов Ln2(SO4)3 . M2SO4 . nH2O 1) Ln=La-Sm Растворимость: плохая Ln=Eu-Dy Растворимость: средняя Ln=Ho-Lu, Y Растворимость: хорошая Экстракция нитратов лантаноидов трибутилфосфатом из подкисленных растворов. Экстракционная способность возрастает от лантана к лютецию. 2)
СLn(отн.) Lu 500 1000 1500 2000 , мин Ионообменная хроматография (сорбция на катионитах, элюирование растворами комплексонов и оксикарбоновых кислот (лимонной). Первым вымывается наиболее крупный и наименее прочно связанный с катионитом аквакатион лютеция(III). 3) Хроматографическое разделение лантаноидов (элюент – раствор лимонной кислоты). Зависимость концентрации лантаноидов от времени элюирования
Области применения: • Атомная энергетика • В качестве катализаторов • Кремни для зажигалок • Керамики и стекла • Металлургия • Люминофоры • Лазеры • Магнитные материалы • Электроника • Полирующие материалы