ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Актиноиды из "Общая химия 1986" Одни из крупных потребителей редкоземельных металлов — стекольная промышленность. Стекло, содер.жаш,ее церий, не тускнеет под действием радиоактивных излучений и применяется в атомной технике. Оксиды лантана и неодима входят в состав многих оптических стекол. Небольшие добавки оксидов лантаноидов используются для обесцвечивания стекол и для придания им окраски. Так, НдгОз придает стеклу ярко-красный цвет, а РГ2О3 — зеленый. Оксиды лантаноидов используются также для окраски фарфора, глазури, эмали. [c.623] Радиоактивный изотоп тулия °Тт применяется для изготовления портативных генераторов рентгеновских лучей медицинского назначения. [c.623] Все актиноиды радиоактивны. Торий, протактиний и уран встречаются в природе, так как у них имеются изотопы с большим периодом полураспада. В ничтожных количествах находятся в природе нептуний и плутоний. Остальные актиноиды получены искусственным путем в течение последних 30 лет (см. 37). [c.624] Несмотря на неустойчивость атомов актиноидов, первые семь элементов этого семейства получаются в значительных количе-С1 вах в свободном состоянии и в виде различных соединений — оксидов, галогенидов и др. [c.624] Гидроксиды актиноидов Э(ОН)з имеют основный характер. Отвечающие им соли по своей растворимости сходны с соответствующими солями лантаноидов. [c.624] Торий содержится в земной коре в количестве около 10 /о (масс.). Его минералы всегда сопутствуют редкоземельным элементам, урану и некоторым другим металлам. Важнейший промышленный источник тория — минерал монацит. [c.624] В свободном состоянии торий — серебристо-белый тугоплавкий пластичный металл. Степень окисленности тория в соединениях обычно равна +4, важнейший его оксид — ТЬОг. [c.624] Торий применяется в ядерной технике. Под действием нейтронов природный торий, состоящий почти нацело из изотопа превращается в изотоп урана который служит ядерным горючим (см. стр. 108). Кроме того, торий применяется как легирующий компонент ряда сплавов. В частности, сплавы на основе магния, содержащие торий, цинк, цирконий и марганец, отличаются малой плотностью, высокой прочностью и химической стойкостью при высоких температурах. [c.624] Уран открыт Б 1789 г., но в чистом виде (металл серо-стального цвета) выделен только в 1841 г. Содержание его в земной коре оценивается в 3-10 % (масс.), что соответствует общему количеству 1,3-Ю з т металла. Природные соединения урана многообразны важнейшими минералами являются уранинит (диоксид урана иОг), настуран (фаза переменного состава иОг.о-г.б) и кар-нотит (уранил-ванадат калия K2(U02)2-(V04)2-3H20). Руды урана обычно содержат ке более 0,5% полезного минерала. [c.624] Природный уран состоит из трех радиоактивных изотопов (около 99,3%), (около 0,7%) и (около 0,0057о). Периоды полураспада их соответственно равны 4,5-10 лет, 7-10 лет и 2,5-10 лет. [c.624] Уран образует довольно большое число соединений. Наиболее. характерными из них являются соединения урана (VI). [c.625] Триоксид урана, или урановый ангидрид, иОз (оранжевый порошок) имеет характер амфотерного оксида. При растворении его в кислотах образуются соли (например, и02С1г), в которых катионом является ион 1)0 , называемый уранилом. [c.625] Мы уже познакомились со свойствами элементов побочных подгрупп первых трех групп периодической системы и теперь, прежде чем рассматривать остальные побочные подгруппы, можем дать общую характеристику элементов, составляющих побочные подгруппы и называемых переходными элементами. [c.625] Однако между металлами главных и побочных подгрупп есть и существенные различия. Они также связаны с особенностями электронного строения переходных элементов, а именно с тем, что во втором снаружи электронном слое их атомов имеется неполностью занятый электронами -подуровень. Для образования химических связей атомы переходных элементов могут использовать не только внешний электронный слой (как это имеет место у эле- лентов главных подгрупп), но также -электроны и свободные -орбитали предшествующего слоя. Поэтому для переходных элементов значительно более характерна переменная валентность, чем для металлов главных подгрупп. Возможность создания химических связей с участием с-электронов и свободных -орбиталей обусловливает и ярко выраженную способность переходных элементов к образованию устойчивых комплексных соединений. С этим же связана, как указывалось на стр. 578, характерная окраска многих соединений переходных элементов, тогда как соединения металлов главных подгрупп в большинстве случаев бесцветны. [c.626] Почти все элементы главных подгрупп IV—VII групп периодической системы представляют собой неметаллы, в то время как элементы побочных подгрупп — металлы. Поэтому в правой части периодической системы различия в свойствах элементов главных и побочных подгрупп проявляются особенно- резко. Однако в тех случаях, когда элементы главной и побочной подгруппы находятся в высшей степени окисленности, их аналогичные соединения проявляют существенное сходство. Так, хром, расположенный в побочной подгруппе VI группы, образует кислотный оксид СгОз, близкий по свойствам к триоксиду серы 50з. Оба эти вещества в обычных условиях находятся в твердом состоянии и образуют при взаимодействии с водой кислоты состава Н2ЭО4. Точно так же оксиды марганца и хлора, соответствующие высшей степени окисленности этих элементов, — МпгО и СЬО — обладают сходными свойствами и представляют собой ангидриды сильных кислот, отвечающих общей формуле НЭО4. [c.626] Мы знаем, что в пределах одного периода у элементов главных подгрупп, т. е. у 5- и р-элементов, с возрастанием их порядкового номера число электронов во внешнем электронном слое атомов возрастает, что приводит к довольно быстрому переходу от типичных металлов к типичным неметаллам. У переходных элементов возрастание порядкового номера не сопроволадается существенным изменением структуры внешнего электронного слоя поэтому химические свойства этих элементов изменяются в периоде хотя и закономерно, но гораздо менее резко, чем у элементов главных подгрупп. [c.627] В пределах одной декады переходных элементов (например, от скандия до цинка) максимальная устойчивая степень окисленности элементов сначала возрастает (благодаря увеличению числа -электронов, способных участвовать в образовании химических связей), а затем убывает (вследствие усиления взаимодействия -электронов с ядром по мере увеличения его заряда). Так, максимальная степень окисленности скандия, титана, ванадия, хрома и марганца совпадает с номером группы, тогда как для железа она равна шести, для кобальта, никеля и меди — трем, а для цинка — двум. В соответствии с этим изменяется и устойчивость соединений, отвечающих определенной степени окисленности элемента. Например, оксиды Т10 и Ю, содержащие титан и ванадий в степени окисленности +2, — сильные восстановители, а аналогичные оксиды меди и цинка (СиО и 2пО) восстановительных свойств не проявляют. [c.627] В главных подгруппах устойчивость соединений, в которых элемент проявляет высшую степень окисленности, с увеличением порядкового номера элемента, как правило, уменьшается. Так, соединения, в которых степень окисленности углерода или кремния равна - -4, вполне устойчивы, тогда как аналогичные соединения свинца (например, РЬОг) мало устойчивы и легко восстанавливаются. В побочных подгруппах проявляется обратная закономерность с возрастанием порядкового номера элемента устойчивость высших окислительных состояний повышается. Так, соединения хрома (VI) — сильные окислители, а для соединений молибдена (VI) и вольфрама (VI) окислительные свойства не характерны. [c.627] В пределах калчдой побочной подгруппы отмечается значительное сходство в свойствах элементов пятого и шестого периода. Как указывалось в 221, это связано с явлением лантаноидного сжатия. [c.627] Вернуться к основной статье