Лютеций электронное строение

Это обстоятельство приводит к необходимости разделения 14 элементов на два ряда по 7 элементов в каждом и группировки элементов обоих семейств, представленной в табл. 9. Здесь приведены электронные конфигурации, основные термы и данные о спиновых и магнитных моментах атомов лантаноидов и актиноидов. Гадолиний, лютеций, кюрий и лоуренсий, обладающие внешними электронными конфигурациями s p d s-, идентичными с электронными конфигурациями скандия, иттрия, лантана и актиния, должны размещаться в III группе. Европий, иттербий, америций и нобелий имеют одинаковое строение внешних оболочек со щелочноземельными металлами поэтому должны находиться вместе с ними во второй группе. [c.40]

Рассмотрим возможные причины сходства элементов. Сходство элемента с его соседями сверху и снизу есть внутригрупповое сходство элементов-аналогов оно обусловлено прежде всего близким строением самых внешних электронных оболочек. Наибольшее сходство и изоморфизм проявляют тяжелые аналоги с близким строением внешних электронных оболочек, например калий и рубидий, серебро и золото, кальций и стронций, цинк и кадмий, скандий и иттрий, иттрий и гадолиний-лютеций, цирконий и гафний, ниобий и тантал, железо и никель, кобальт и никель и т. д. Значительные же различия свойств элементов-аналогов в высших валентных состояниях, когда все электроны уходят с внешней оболочки, большей частью обусловлено несходством строения внешних оболочек ионов (литий и натрий, бериллий и магний, бор и алюминий, углерод и кремний и т. д.). [c.158]

Размещению известных Менделееву европия, гадолиния, тербия, гольмия, эрбия, тулия в девятом ряду препятствовало полное несходство их с серебром, кадмием, индием, оловом, сурьмой, теллуром и йодом, под которыми были оставлены места (см. табл. 2). Не зная электронного строения элементов, нельзя было определить, что лантаноиды не являются аналогами элементов главных подгрупп и d-переходных металлов, а образуют самостоятельные третьи подгруппы /-переходных металлов. Открытие лютеция и гафния привело к перемещению иттербия во Пс подгруппу, а церия из подгруппы титана в IV подгруппу. Совершенно так же открытие советским ученым Н. И. Флеровым с сотрудниками в 1964 г. элемента № 104, являющегося аналогом гафния, исключает возможность размещения тория, протактиния и урана в подгруппах d-переходных металлов под гафнием, танталом и вольфрамом, поскольку нельзя в клетку, где поме- [c.24]

На основании данных Хунда, относящихся к 1926—1926 гг., предполагалось, что у лантанидов достраивается слой 4f, причем слои Ы и б5 сохраняют ту же конфигурацию, что у лантана, т. е. что эти элементы имеют по два электрона на уровне 6 в слое 5 и по одному электрону на уровне 5 в слое й. Таким образом, общая формула строения лантанидов принималась 4/"5а б52, где п менялось от 1 до 14 при переходе от церия к лютецию. В настоящее время на основании исследования спектров испускания установлено, что на слое Ы электроны имеются только у трех элементов этой группы — у лантана, гадолиния и лютеция [636]. Строение электронных оболочек скандия, иттрия, лантана и лантанидов показано в табл. 27, причем для уровней К, Ь, М (или 1, 2, 3) число электронов дано суммарно, а для уровней Л/, О й Р (или 4, 5 и 6), характерных для рассматриваемых элементов, число электронов приводится для каждого слоя отдельно. [c.233]

Рассмотрим смещения лантаноидов и актиноидов, вытекающие из электронного строения. Уровни 5a и 4/ у гадолиния и лютеция оказываются настолько близкими, что ввиду устойчивости f- и / -конфигу-раций один из электронов переходит на d-уровень, вследствие чего эти элементы имеют внешнюю электронную конфигурацию, идентичную конфигурации лантана (dV). Еще более сильное смещение d- и /-уровней у актиноидов приводит к переходу электронов с 5/- на Bd-уровни у тория, протактиния, урана, нептуния, кюрия, берклия и лоуренсия. Наличие d-оболочек несколько сближает эти элементы с переходными металлами. С другой стороны, наличие двух электронов на внешней s-подоболочке, отсутствие электронов на d-уровнях и образование /-электронами устойчивых f- и / -конфигураций сближает европий, иттербий, америций, нобелий со щелочноземельными металлами. Дифференциация строения и свойств лантаноидов и актиноидов должна основываться на различии строения их /-оболочек. [c.40]

Состав группы. В П1Б группу Периодической системы входят скандий 8с, иттрий У и семейства элементов — лантаноиды (от лантана Ьа до лютеция 1и) и актиноиды (от актиния Ас до элемента 103, название и символ которого — лоуренсий Ьг—не являются общепринятыми). В соответствии с теорией электронного строения атома элементы 1ПБ группы являются типичными /-элементами (см. Приложение 2). [c.405]

В группу редкоземельных элементов, нлл лантанидов (лантаноидов), входят 14 элементов церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций. По числу входящих в нее элементов и по своеобразию их свойств эта группа занимает особое положение в неорганической химии. Весьма интересна и увлекательна даже история открытия входящих в нее элементов, охватывающая почти полтораста лет (церий был открыт в 1803 г., прометий — в 1942—1947 гг.), включающая непрерывное последовательное обнаружение новых элементов в ранее казавшихся индивидуальными препаратах. Лишь исследование Мозли впервые позволило точ ю установить, что эта группа включает 14 элементов, и только достижения в области атомной энергетики позволили искусственным путем действительно получить неоднократно до того открываемый и получивший название, но не встречающийся в природе 61-й элемент — прометий. Изучение электронной структуры атомов элементов показало,что для лантанидов характерно заполнение внутренней 14-электрониой /-оболочки, в соответствии с чем для структуры атомов этих элементов характерны состояния от (церий) до (лютеций). Своеобразия строения электронных [c.162]

Строение валентного уровня одинаково у лантана и у лютеция (5й/ б52), для остальных элементов возможно, в принципе, участие электронов /-подуровня в образовании химических связей. Этим объясняется разнообразие степеней окисления у некоторых лантаноидов, хотя преобладающая степень окисления ( + 111). У элементов седьмого периода — актиния и лоуренсия (резерфордия) валентные электронные уровни одинаковы (6 75 ) для всех остальных элементов возможно участие электронов /-подуровня в образовании химических связей. Отсюда вытекает возможность проявления этими элементами нескольких степеней окисления, однако групповая степень окисления ( + 111) остается характерной для всех элементов. [c.231]

Особое внимание уделялось изучению каталитического действия редкоземельных элементов. Так, было исследовано влияние окислов Nd, Gd, Y, Dy в реакции o-n-превращения (1) и дейтеро-водородного обмена На + Dg (2). Установлено, что скорость реакции (1) имеет максимум при 240—270° К для неодима, гадолиния и иттрия. Найдена корреляция между величиной ионных радиусов, количеством адсорбированного водорода и изостерическими теплотами адсорбции для всех рассмотренных катализаторов, в то время как константы скорости не коррелируют с этими величинами, но зато меняются симбатно с величиной магнитного момента. Из этого вытекает, что при низких температурах реакция (1) протекает по магнитному механизму, когда скорость ее зависит от структуры 4/-электронной оболочки. В работе [36] авторы сделали вывод о связи скорости каталитической конверсии при низких температурах и строения 4/-оболочки. Активными центрами реакций (1) и (2) являются катионы, расположенные на макродефектах или вблизи анионных вакансий. В области средних температур (140—400° С) реакция (1) также протекает по магнитному механизму скорость реакции (2) очень мала, на 3—5 порядков меньше скорости реакции (1). При температуре >400° К обе реакции протекают с соизмеримой скоростью по одному и тому же механизму, а именно — по химическому, когда каталитическая активность определяется 5s- и 5р-уровнями. Трехокись иттрия и лютеция, обработанные водородом при 550° С, оказались эффективными катализаторами в реакции ор/по-превращения водорода. Реакция протекает по маг- [c.49]

Электронное строение/-переходных металлов (см. табл. 3 и 9) характеризуется тем, что их ионы имеют внешнюю оболочку с ортогональным секстетом р-орбиталей. Над этой оболочкой у свободных атомов находятся два электрона на -уровне, а у лантана, гадолиния, лютеция, актиния, протактиния, урана, нептуния, кюрия, берклия и лоуренсия — еще один электрон на -уровне. Торий имеет четыре внешних валентных электрона ( 5 ). Под оболочкой р у лантаноидов п актиноидов располагается [c.235]

Америций (5/ 6s 6p 7s ) по имеющимся данным имеет гексагональную плотную упаковку типа a-La и, вероятно, должен переходить в объемноцентрированную кубическую форму при повышении температуры вследствие перекрытия и обменного взаимодействия внешних р -оболочек. Ввиду идентичности электронного строения и возрастания энергии связи 5/-электронов по мере увеличения их числа можно ожидать, что кристаллические структуры и модификации тяжелых актиноидов, от кюрия до лоуренсия, будут изоморфны структурам их аналогов — тяжелых лантаноидов, от гадолиния до лютеция. При этом их плотные упаковки могут быть не только типа магния, но и типов а-лантана и меди, а высокотемпературные объемноцентрированные кубические фазы, вероятно, могут появляться при более низких температурах. [c.241]

Строение атомов лантаноидов и актиноидов, их валентные состояния и потенциалы ионизации были представлены в табл. 3 и на рис. 5 и 18. Внешней электронной оболочкой ионов этих элементов являются 58 5р -оболочка у лантаноидов и 6 6р -оболочка у актиноидов. Над этими оболочками на уровнях с и 5 располагаются внешние валентные электроны. Самые внешние уровни лантаноидов (6 ) и актиноидов (7в ) всегда заполнены, и один валентный электрон может находиться на уровне 5 (лантан, гадолиний, лютеций) или 6 (торий, протактиний, уран, нептуний и, по-видимому, кюрий и лоуренсий). Остальные электроны, не входящие в устойчивые оболочки, располагаются на глубоких 4/- и 5/-уровнях соответственно у лантаноидов и актиноидов. Некоторые из этих электронов могут переходить в свободное состояние или быть валентными. [c.148]

Начиная с элемента церия Се (порядковый номер 58) до элемента лютеция Ьи (порядковый номер 71) идущие по порядку электроны в атомах этих элементов размещаются на четвертом энергетическом уровне по /-подуровням. Так как у этих элементов происходит заполнение электронами глубинного 4/-подуровня (третьего снаружи), а строение наружного электронного уровня остается неизменным, то эти элементы, называемые лантаноидами, обладают близкими химическими свойствами. [c.64]

Характерной чертой новых исследований, начиная с появления теории Бора, является кажущееся парадоксальным стремление вырваться из рамок одной клетки периодической системы. Химики никак не могли примириться с мыслью, что пятнадцать элементов должны занимать лишь одно место в таблице подобно Клемму и Нод-даку, большинство исследователей воспринимало теорию строения электронных оболочек как рабочую гипотезу. С другой стороны, модернизаторы таблицы Менделеева учитывали не только чисто химические свойства элементов. В этом отношении любопытна работа английского ученого Д. Спенсера, опубликованная в 1928 г. В основу своего исследования Спенсер положил три фактора 1) форму кривой магнитных свойств 2) растворимость сульфатов редкоземельных элементов в щелочных сульфатах и 3) аномальные валентности лантаноидов. Ученый считал, что па основании хода магнетизма редкоземельные элементы можно разделить на две группы от лантана до самария и от еврония до гадолиния, причем они идентичны тем двум группам, на которые разделяются редкие земли согласно растворимости их сульфатов в насыщенном растворе К2804 , т. е. лантан—самарий и европий — лютеций. Это совпадение можно использовать, по мнению Спенсера, для размещения редкоземельных элементов в таблице (табл. 16). [c.119]

К этому времени электронная модель атома, была разработана уже настолько, что на ее основе Нильс Бор смог объяснить периодичность строения атомов, объяснить особенности и порядок размещения элементов в периодической системе. На основании своих расчетов Бор заключил, что последним редкоземельным элементом должен быть элемент № 71 — лютеций, а элемент № 72, но его мнению, должен быть аналогом циркония. [c.120]

В 1922 г. Нильс Бор на основании предложенной им теории строения электронных оболочек атома показал, что группа редкоземельных элементов заканчивается лютецием — элементом с атомным номером 71. Дополнительный электрон элемента 72 должен находиться на пятой электронной оболочке и действовать как валентный электрон. Поэтому элемент 72 должен быть четырехвалентным аналогом циркония, а не трехвалентным, как редкоземельные элементы [8, 9]. [c.5]

В шестом периоде, кроме заполнения 5 -нодоболочки и появления десяти переходных металлов, происходит заполнение 4/-нодоболочки, в результате которого возникают 14 лантаноидов. Они, как и переходные металлы, не могут быть оторваны от всей системы элементов и непременно должны быть соединены линиями с металлами 5-го периода, имеющими с ними определенные черты сходства. При этом, в соответствии с двойной периодичностью строения и свойств, ряд лантаноидов должен быть разделен на две группы элементов, отвечающих заполнению первой и второй половины 4/-подоболочки. Такой прием, хотя и не нашел отражения в современных пирамидальных таблицах, точно соответствует таблицам, составленным Менделеевым (см. табл. 2). При этом европий—иттербий, лантан—гадолиний—лютеций и т. д. оказываются на ветвях, идущих слева направо и вниз, что приводит к разделению цериевых и иттриевых редкоземельных металлов и соответствует изменению параметров, отражающих различия их электронного строения. Расположение всех лантаноидов в один ряд является совершенно неудовлетворительным, так как элементы от европия до иттербия оказываются при этом несвя- [c.62]

Опыт показал, что заполнение 4/-оболочки в шестом периоде начинается сразу после лантана и продолжается до лютеция. В результате 14 редкоземельных элементов, атомы которых различаются лишь строением третьей снаружи электронной оболочки, весьма близки по химическим свойствам и все похожи на лантан. Отсюда и возникло название для этих 14 элементов — лантаниды или, как предложил советский ученый С. А. Щукарев, лантаноиды. Лишь после лантанидов, начиная с гафния, происходит наслоение 5с -электронов. [c.150]

За исключением лантана, гадолиния и лютеция, атомы элементов этой подгруппы имеют одинаковое строение наружного Р и предпоследнего внутреннего О слоев на внешнем электронном слое у них по 2, а на предпоследнем — по 8 элементов (у La, Gd, Lu — по 9). Число электронов в слое N в ряду церий —лютеций постепенно возрастает от 20 до 32. Но, как известно, различие, в структуре более глубоко лежащих слоев в атомах, как правило, мало сказывается на химических свойствах элементов. Общность строения и близость химических свойств редкоземельных элементов, обусловленные одинаковым числом наружных (валентных) электронов и постепенным заполнением подуровня 4f, позволили разместить их в периодической системе Менделеева в одной клетке с лантаном. В связи с этим их называют лантаноидами. [c.399]

Впоследствии было показано (Г. Си бор г. Актинидные элементы. М., Атом-издат, 1960), что строение периодической системы элементов сложнее. Химические свойства элементов закономерно меняются с изменением электронной оболочки атома, и хотя уран имеет шести валентные соединения, он принадлежит не к VI группе, а к группе тяжелых редкоземельных элементов, аналогов группы элементов от лантана до лютеция. [c.8]

Не менее интересно рассмотреть переходную облас гь между /- и /-металлами. Лютеций и лоуренсий, завершающие ряд лантаноидов и актиноидов, имеют валентно-электронную конфигурацию (п—2)/ (п—1)с1 п5 . Предыдущие элементы иттербий у элемент 102 также имеют завершенную /-электронную оболочку (п — —2)/ я5 а электроны на п—1)с(-уровне отсутствуют. В соответствии с электронным строением отмеченные 4 элемента в основном состоянии, строго говоря, не могут быть отнесены к /-элементам, поскольку сформированный / -электронный слой обладает повышенной стабильностью и во взаимодействии может не участвовать. Действительно, для иттербия, например, весьма характерны производные со степенью окисления +2, а для лютеция и лоур( нсия, как и следовало ожидать, 4-3. В то же время иттербий в стегени окисления + 3 выступает как типичный /-элемент. Таким образом, на границе между /- и /-элементами наблюдается такая же двойственность в поведении, как и у элементов подгруппы мед и цинка при переходе от /- к 5р-металлам. [c.368]

Если строго придерживаться электронного строения, то надо отнести лютеций (71) и лоуренсий (103) к переходным элементам, что было сделано Сандерсоном [9] в предложенной им периодической системе , однако по химическим свойствам их можно отнести и к внутрирядным переходным элементам. [c.101]

Как указано в табл. 6, четырнадцать 4/-элекТроноЕ добавляются в группе лантанидов, начиная с церия (2 = 58) и кончая лютецием (2 = 71) а в группе актинидов четырнадцать 5/ электронов также добавляются, начиная с тория (2 = 90) и кончая лоуренсием (2=103). В случае актиния, тория, урана и америция сведения строении оболочек были получены из анализа сиектро скопических данных, полученных при измерении эмиссионных линий нейтральных и заряженных газообразных атомов. Представление о строении оболочек протакти- [c.117]

Электронное строение лантаноидов характеризуется наличием у них заполненной оболочки 5s 5p , над которой иа уровне 6s находятся два внешних электрона. У гадолиния и лютеция, относящихся к III грунне, так же как у скандия, иттрия и лантана, имеется третий электрон на [c.272]

Спектрофотометрические методы определения содержания отдельных РЗЭ основаны на использовании спектров поглошения растворов солей РЗЭ — хлоридов, нитратов, перхлоратов. Из всех элементов Периодической системы Д. И. Менделеева только у солей РЗЭ (и солей актинидов) наблюдаются довольно узкие полосы погло-шений с острыми максимумами в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Узкополосные спектры поглошения аква-ионов лантаноидов объясняются особенностями строения их оболочек, причем спектр поглошения каждого РЗЭ имеет характерный, только ему присущий вид (рис. 22), так как отражает электронные переходы на оболочке 4/. Исключение составляют ионы иттрия, лантана и лютеция, которые не обладают собственным поглошением в растворах их солей. Спектры поглошения РЗЭ используют для определения содержания отдельных РЗЭ с помощью спектрофотометров или фотоэлектроколориметров, снабженных ртутной лампой СВД-120А (ФЭК-56), дающей линейчатый спектр. [c.195]

Не меньшую дискуссию вызвало размещение редкоземельных элементов. Сам Д. И. Менделеев окончательно не решил этот вопрос. В частности, он рассматривал церий как элемент четвертой группы. Остальные редкоземельные элементы Д. И. Менделеев пытался расположить в различных группах (третьей, четвертой, пятой) пятого и шестого периодов. Вопрос о размещении редкоземельных элементов был решен Н. Бором на основе квантовой теории строения атомов. Из системы квантовых чисел (см. табл. 12) вытекает, что число возможных орбиталей для размещения электронов 4/-уровня не превышает 14.. Поскольку атомы редкоземельных элементов строятся таким образом, что у них в конечном счете происходит построение 4/-орбиталей, то число соответствующих элементов должно быть равным 14. Исследование строения атомов редкоземельных элементов (с применением оптических методов) показало, что внешние орбитали у них аналогичны Следовательно, все эти элементы являются аналогами и должны быть отнесены к одной и той же группе периодической системы — к третьей. Строение лантана, гадолиния и лютеция характеризуется наличием Бй-орбитали, электронные формулы этих элементов имеют вид 4/ 5 5526р 6з . Определение зарядов ядер лантана и 14 редкоземельных элементов окончательно подтвердили размещение их под атомными номерами 57—71 в третьей группе шестого периода. Несмотря на это, некоторые авторы до сих пор пытаются распределить редкоземельные элементы между различными группами периодической системы. [c.53]

Подобный ход образования электронной оболочки с возвратом назад был теоретически доказан Н. Бором, определившим энергетическую устойчивость атомных систем с точки зрения квантовой теории. Рассматривая на основе этой теории строение лантанидов. Бор пришёл к следующему важному заключению лантан пмеет 57 электронов, причём, хотя у него начата постройка 5-го и даже 6-го слоя, в 4-м слое остались незаполненными 14 мест. У лантанидов как раз и происходит заполнение этих мест, что является характерным признаком всего пх семейства. Отсюда можно определить и общее число лантанидов. Оно равно 14. Следовательно, последний пх член доолжеп иметь 71 Это будет лютеций. У него 4-й слой достроен полностью. Отсюда следует, что 72-й электрон должен включаться уже не в 4-й слой, а в 5-й. Вследстеие этого ожидаемый элемент К 72 должен принадлежать не к лантанидам, а к IV группе менделеевской системы, т. е. быть аналогом циркония и тория. Как видим, индивидз альные и групповые признаки элемента № 72 Бор определил, исходя из общей закономерной связи между все ми элементами. [c.71]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология