Свойства лантаноидов.
Периодическая система / Лантаноиды и актиноиды / Свойства лантаноидов.
Страница 2

Температуры плавления в этом ряду возрастают, исключение составляют только европий и иттербий. Они имеют также относительно более низкие, чем у остальных элементов, температуры кипения.

Ланта­ноиды, как и лантан, по реакционной способности уступают лишь щелочным и щелочноземельным метал­лам. Во влажном воздухе они быстро тускнеют (вследствие образования оксида) , а при нагревании до 200—400°С на воздухе воспламеняются и сгорают с образованием смеси оксидов (Э203) с ни­тридами (ЭN). Церий в порошкообразном состоянии даже при обычных условиях легко воспламеняется на воздухе. Это свойство церия нашло применение при изготовлении кремней для зажигалок.

4Э +3О2 =2Э2О3

Лантаноиды взаимодействуют с галогенами, а при нагревании — с азотом, серой, углеродом, кремнием, фосфором, водородом.

2Э +3Cl2=2ЭCl3

2Э +N2= 2ЭN

Э +2S = ЭS2

Э + 2 С = ЭС2 или 2Э + 3С = Э2С3

Э + Н2 = ЭН2

Карбиды, нитриды и гидриды лантаноидов взаимодействуют с водой с образованием гидроксида и соответственно ацетилена или различных углеводородов, аммиака и водорода.

ЭN + 3Н2О = Э(ОН)3 +NН3

ЭС2 + Н2О = Э(ОН)3 +С2Н2

ЭН2 +Н2О = Э(ОН)3 +Н2

Находясь в ряду напряжений значительно левее водорода (электродные потенциалы их колеблются е пределах от —2,4 до —2,1 В), ланта­ноиды окисляются горячен водой по реакции:

2Э + 6Н20 = 2Э(ОН)3 + 3Н2.

Они хорошо взаимодействуют с разбавленными растворами НС1, HN03 и H2S04.

2 Э +6НCl =2 ЭСl3 +3H2

В растворах фосфор­ной и плавиковой кислот лантаноиды устойчивы, так как образуют защитные пленки малорастворимых со­лей. В водных растворах щелочей лантаноиды не рас­творяются. Химическая активность элементов в ряду Се—Lu несколько снижается, что связано с умень­шением радиусов их атомов и ионов.

Оксиды лантаноидов от­личаются высокой химической прочностью и тугоплав­костью. Например, La203 плавится при температуре выше 2000°С, а Се02 — около 2500°С. В воде они практически нерастворимы, хотя интенсивно (с выделением теплоты) взаимодействуют с ней с образованием соответствующих гидроксидов Э(ОН)3. Гидроксиды также труднорастворимы в воде. В ряду лантаноидов основная сила гидроксидов постепенно уменьшается с уменьшением радиусов в результате лантаноидного сжатия. С уменьшением ионных радиусов увеличивается прочность связи с кислородом. Поэтому гидроксиды последних лантаноидов - иттербия и лютеция – проявляют слабую амфотерность .

Оксиды и гидроксиды лантаноидов растворяются в кислотах (кроме HF и Н3Р04).

Соли лантаноидов со степенью окисления +3 почти не гидролизуются, поскольку Э(ОН)3 -довольно силь­ные основания. Хорошо растворимые соли (хлориды, нитраты, сульфаты) обра­зуют различные кристаллогидраты. Мало растворимы фториды, карбонаты, фос­фаты, оксалаты. Многие соли Э3+ образуют с аналогичными солями щелочных металлов хорошо кристаллизующиеся двойные соли. Раньше их применяли для разделения РЗЭ кристаллизацией.

Э2(SO4)3 + Ме2SO4 = Ме2SO4· Э2(SO4)3

Ионы Э3+ в водном растворе образуют гидратные комплексы [Э(H20)n]3+, n=8. Гидратированные ионы окрашены: Се3+- бесцветный, Рr+3 - желто-зеленый, Nd3+ - красно-фиолетовый, Рm3+ - розовый, Sm3+ -желтый, Eu3+, Gd3+, Tb3+ - бесцветные, Dy3+ - бледно-желто-зеленый, Но+3- коричневато-желтый, Ег+3- розовый, Тm - бледно-зеленый, Yb3+, Lu3+ — бесцветные. Ион Ce4+(p) имеет ярко-желтую окраску.

Страницы: 1 2 3

Смотрите также

Производство кальцинированной соды
...

Кремний
Коробецкая Анастасия 10А класс КРЕМНИЙ Научный руководитель: Сукачева Т.А. Ядро: возможна большая доля силикатов Земная кора: глины, граниты, базальты, полевые шпаты. ...

Классификация, количественные определения минеральных удобрений
Минеральные удобрения — это соединения, способные при внесении в почву растворяться и диссоциировать на ионы в почвенном растворе, чрезвычайно необходимые для жизни растений, поскольку соде ...