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

Эйнштейний (Einsteinium), Es
Открыт в декабре 1952 года. Элемент назван в честь А. Эйнштейна. Всего известно 19 изотопов и 3 изомера. Самый стабильный из изотопов 252Es имеет полураспад = 471,7 день Кроме как промежуточное звено ...

Физии обнаружили два ранее неизвестных свойства золота
Физики из Института технологий американского штата Джорджия сообщили об обнаружении двух ранее неизвестных свойств золота, которые драгоценный металл проявляет на микроскопическом уровне. В масштабе & ...

Микроэмульсии для очистки от масел и загрязнений иной природы
...