Химические свойстваПериодическая система / Лантаноиды / Химические свойства
По своим химическим свойствам лантаноиды – достаточно активные металлы, взаимодействующие с большинством неметаллов и образующие сплавы со многими металлами. С увеличением порядкового номера лантаноида его химическая активность уменьшается. Например, церий на воздухе сгорает при более низкой температуре, чем магний и алюминий, неодим окисляется медленно, а гадолиний устойчив на воздухе в течение многих месяцев.
В ряду напряжений они находятся значительно левее водорода (электродные потенциалы лантаноидов составляют около –2,4 В (табл. 5)). Уже во влажном воздухе для многих лантаноидов характерны потеря металлического блеска и образование на поверхности плёнки оксидов.
Табл. 5. Стандартные электродные потенциалы лантаноидов
Лантаноид |
φ° 298, эв |
Лантан |
-2,52 |
Церий |
-2,92 |
Празеодим |
-2,46 |
Неодим |
-2,43 |
Прометий |
-2,42 |
Самарий |
-2,41 |
Европий |
-2,40 |
Гадолиний |
-2,40 |
Тербий |
-2,34 |
Диспрозий |
-2,35 |
Гольмий |
-2,32 |
Эрбий |
-2,30 |
Тулий |
-2,38 |
Иттербий |
-2,27 |
Лютеций |
-2,25 |
Поэтому все лантаноиды взаимодействуют с водой с выделением водорода:
2Ме + 6Н2О → 2Ме(ОН)3 + 3Н2 ↑
Се + 2Н2О → СеО2 + 2Н2 ↑
Реагируя с водой, только европий образует растворимый кристаллогидрат жёлтого цвета, который при хранении белеет. По – видимому, здесь происходит дальнейшее разложение до оксида европия (III).
2Eu + 10H2O → 2Eu(OH)3•2H2O + 5H2↑
2Eu(OH)3•2H2O → Eu2O3 + 5H2O
Химическая активность простых веществ лантаноидов очень высока, поэтому они взаимодействуют почти со всеми элементами периодической системы Д. И. Менделеева: с кислородом, галогенами, серой, углеродом, азотом, водородом, кремнием, фосфором и т. д. Причём с двумя последними реакции идут при нагревании. Химическая активность элементов в ряду Ce – Lu несколько уменьшается из-за уменьшения их радиусов.
4Ме + 3O2 200-400°С → 2Ме2O3
Се + О2 → СеО2
2Me + 3Hal2 → 2MeHal3
2Me + 3S → Me2S3
4Me + 3C → Me4C3
2Me + N2 750-1000ْ C → 2MeN
2Me + 3H2 → 2MeH3
4Me + 3Si t°C → Me4Si3
Me + P t°C → MeP
Лантаноиды благодаря положению в ряду СЭП реагируют и с кислотами – неокислителями с выделением водорода:
2Ме + 6HCl → 2МеCl3 + 3Н2 ↑
2Ме + 3H2SO4 (разб.) → Ме2(SO4)3 + 3Н2 ↑
Лантаноиды также образуют непрерывные твёрдые растворы с металлами подгруппы галлия. При взаимодействии лантаноидов, например со скандием, возникают очень прочные металлиды (рис 2)
t°C 1470° 1500 1400 1300 1200 1100 Pr2Ga3 1044° 1000 900 (911°) 852° PrGa2 800 686° PrGa 700 600 576° Pr3Ga 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Pr Ат. доли, % Ga Ga Рис3. Диаграмма состояния системы празеодим - галлий |
Смотрите также
Осветительные приборы аварийного освещения
Охранное освещение должно предусматриваться вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Освещенность должна быть не менее 0,5 лк на уровне земли в горизонтальной плоскости или на уровне 0,5 м ...
Мир кристаллов
...
Стронций и рубидий. Сравнительный анализ свойств
Рубидий и стронций стоят
рядом в Периодической таблице Д. И. Менделеева, а значит, имеют сходные
свойства. Однако, один является щелочным металлом, а другой щелочноземельным. И
своим вн ...