Химические  свойства
Периодическая 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

Калий (Kalium), К
Рассказ об этом элементе можно начать словами известного немецкого химика Юстуса Либиха: "Отдайте почве то, что вы у нее взяли, или не ждите от нее в будущем столько, сколько она давала раньше&qu ...

Контрольный синтез Mg(NO3)2 – MgO – MgCl2
Цель работы: Изучить цепочку синтеза  Mg(NO3)2  - MgO - MgCl2, и осуществить ее на практике.  Рассмотреть физико-химические характеристики веществ, участвующих в химических реакциях при син ...

Теория электролитической диссоциации
...