Электронные конфигурации актинидов и лантанидов

I. ЭЛЕКТРОННЫЕ КОНФИГУРАЦИИ АКТИНИДОВ И ЛАНТАНИДОВ [c.104]

Электронные конфигурации атомов лантанидов и актинидов в газовой фазе [c.616]

Химическое разделение и идентификацию элементов за Аш осуществляют с помощью ионообменных методов, аналогичных используемым для лантанидов. В обоих случаях достигается примерно одинаковое разделение. Элементы от Аш до Ьш (все в состоянии окисления 3+) элюируются цитратом в порядке, обратном атомным номерам (первый — Ьш и последний — Аш), точно так же, как и лантаниды. Действительно, в обоих случаях последние пять элементов ряда (Ь г — Ез и Ьи — Но) разделяются довольно плохо, следующие два (С1 — Вк и Ву — ТЬ) разделяются лучше, но они очень хорошо отделяются от следующего элемента (Сш и соответственно 0(1). Это, по-видимому, отражает аналогичное изменение ионных радиусов в двух рядах. В обоих случаях большое различие наблюдается между ионами с конфигурациями Р и р, и при этом же переходе можно ожидать заметного увеличения ионного радиуса. Хотя элементы 102 и 103 разделить труднее всего, вполне возможно, что если удастся получить элемент 104, то его отделение не будет затруднительным. Дело в том, что, если наши догадки об электронных конфигурациях этих элементов справедливы, элемент 104 должен быть переходным, а не актинидом. В связи с этим элемент 104 представляет очень большой интерес. [c.245]

Лантаниды Электронные конфигурации Актиниды Электронные конфигурации [c.616]

Отличительная черта химии актинидов — переменность их валентности. Кроме того, способность малых по размерам, трудно поляризуемых анионов (например, фторид-иона) заставлять какой-либо данный элемент-партнер проявлять высшую валентность приводит в ряду фторидов актинидов (табл. 1) к группе соединений с очень разнообразными свойствами. Переменность валентности (особенно по сравнению с лантанидами) отражает более низкие энергии связи и большее простирание электронной оболочки 5 в отличие от оболочки 4/. В свою очередь это обусловливает более легкую достижимость высших валентных состояний и стабилизацию последних при образовании комплексов. В табл. 1 даны электронные конфигурации газообразных атомов металлов, а также (в тех случаях, когда это известно) атомов металлов во фторидах. [c.131]

ПРЕДПОЛАГАЕМАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ КОНФИГУРАЦИЯ НЕЙТРАЛЬНЫХ АТОМОВ И ионов С ТРЕМЯ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМИ ЗАРЯДАМИ ДЛЯ АКТИНИДОВ И ЛАНТАНИДОВ [c.193]

Когда заряд ядра 2 велик, приписывание электронной конфигурации на основании физических определений становится менее надежным, однако конфигурации, приведенные на рис. 1.14, вероятно, разумны. Так, трансурановые элементы (элементы с 2>92) образуют семейство, аналогичное лантанидам, и можно считать, что оно начинается с тория (2 = 90). По аналогии с 4/-семейством эти элементы называют актинидами [актиний (2 = 89) занимает положение, подобное положению лантана]. [c.30]

Свойства элементов тесно связаны с электронной структурой их атомов, а поэтому целесообразно начать обсуждение актинидов и лантанидов с рассмотрения их электронных конфигураций. [c.104]

Особенности электронных конфигураций атомов актинидов (образование 5/-подуровня) приводят к тому, что эти элементы, как и лантаниды, образуют отдельное семейство, выделяемое из таблицы в виде отдельного ряда. В клеточном варианте длиннопериодной формы периодической системы элементов Д. И. Менделеева (приведена на заднем форзаце) учтена тонкая структура электронных подуровней атомов. В этой таблице периодической системы по горизонтали расположены периоды, а по вертикали— группы аналогов. [c.113]

Спектроскопические исследования атомов в газовой фазе и ионов в кристаллах подтверждают эту точку зрения. В табл. 23-111 сопоставляются электронные конфигурации атомов актинидов и соответствующих редкоземельных элементов. Распределение электронов для этих элементов не совсем одинаково, но все же имеется большое сходство. Характер этих электронных конфигураций не объясняет существования различных степеней окисления у актинидов и одинаковых — у лантанидов. Наиболее важный вывод, сделанный при изучении актинидов, заключается в том, что эти элементы с заполняющимися 5/-орбитами в противоположность редкоземельным элементам не должны обладать одинаковыми химическими свойствами. [c.617]

Исследование химических свойств трансурановых элементов позволило предположить, что после актиния (Z = 89) начинается заполнение внутренней 5/-оболочки, и актиний предшествует второй группе редкоземельных элементов — актинидов, являясь гомологом лантана, предшествующего первой группе редкоземельных элементов — семейству лантанидов. Согласно этим предположениям, стабильная конфигурация с семью 5/-электронами должна быть у кюрия, что подтверждалось возрастанием устойчивости трехвалентных соединений вдоль ряда. Действительно, если торий имеет валентность IV, а наиболее устойчивой степенью окисления урана является VI и плутония— IV, то кюрий обнаруживает только валентность III, что служит подтверждением предположения о стабильности его электронной конфигурации (оболочка 5/ заполнена наполовину). [c.264]

Серьезные осложнения возникают также при интерпретации магнитных моментов актинидов. Так, например, РиРе лишь слабо парамагнитен, несмотря на то что электронной конфигурацией почти несомненно является р. Очевидно, что имеет место взаимодействие /-орбиталей с окружением, симметрия которого настолько понижена по сравнению со сферической, что происходит спаривание двух электронов. В связи с этим, а часто и вопреки этому существуют данные, указывающие, что все ионы актинидов имеют конфигурацию радона с 86 электронами плюс только 5/-электроны. Такая гипотеза, высказанная Сиборгом, согласуется с поведением не только актинидов, но и лантанидов. [c.241]

В какой части таблицы электронных конфигураций расположены характерные элементы Где расположены переходные металлы, лантаниды и актиниды [c.36]

Торий, первый элемент из семейства актинидов, отдавая четыре внешних электрона, образует ион с оболочкой инертного газа, тождественной иону Ас , причем оба иона не содержат 5/-электронов. По своей электронной конфигурации торий является аналогом церия — первого элемента из семейства лантанидов (стр. 722). В отличие от ионов Се ион не проявляет окислительных свойств и его наиболее прочным валентным состоянием является четырехвалентное. [c.729]

В класс 2 могут быть помещены еще два элемента, а именно церий и торий. Они содержат по четыре электрона сверх конфигурации инертного газа и относятся к очень небольшой группе элементов, образующих катионы с четырьмя положительными зарядами. Ион наверняка встречается в кислых растворах, и имеются также некоторые сведения относительно существования Се . Однако эти элементы не только четырехвалентны, и для большинства целей их более рационально рассматривать вместе с лантанидами и актинидами в классе 5. Четыре электрона сверх конфигурации инертного газа имеются также у титана и циркония, но существование в растворах вызывает сомнение, а цирконий явно не образует простых ионов, так что эти элементы, очевидно, следует поместить в класс 4. [c.61]

Однако наличие у остальных лантанидов частично заполненного слоя 4/ придает им некоторые дополнительные особенности, и поэтому более целесообразно рассматривать их как отдельную группу вместе с актинидами. Главной среди этих дополнительных характеристик является наличие аномальных валентностей у элементов, стоящих в начале, середине и конце ряда. Уже было указано на четырехвалентность церия по-видимому, в этом случае определяющим фактором является стабильность конфигурации инертного газа без 4/-электронов. Ион гадолиния 0(1 имеет как раз семь 4/-электронов — по одному на каждой 4/-орбите. И если вспомнить замечание, сделанное на стр. 55 относительно особой устойчивости наполовину заполненной оболочки, то нет ничего удивительного в том, что гадолиний всегда трехвалентен. Еще более существен тот факт, что предшествующий элемент — европий—может быть как трехвалентным, так [c.63]

Элементы с незаполненными /-оболочками. Основные конфигурации, содержащие /-оптические электроны, имеют в шестом периоде лантаниды Се, Рг, N(1, Рт, 8т, Ей, Ос1, ТЬ, Оу, Но, Ег, Ти, Ь, и в седьмом периоде актиниды Ас, ТЬ, Ра, и, Кр, Ри, Ат, Ст, Вк, а. Хотя основные конфигурации лантана (5 65 ) и актиния (6 7з ) и не содержат /-электронов, эти элементы принято рассматривать вместе с остальными редкоземельными элементами. [c.78]

Спектры поглощения ионов, образуемых актинидами, как и лантанидами, состоят из узких полос в видимой, ближней УФ- и ближней ИК-областях. Эти спектры менее подвержены влиянию поля лигандов, чем спектральные полосы ионов переходных металлов -группы. Полосы, соответствующие электронным переходам в пределах 5/"-оболочки, обычно примерно в 10 раз интенсивнее, чем полосы, соответствующие лантанидам. Спектры, обусловленные только одним /-электроном, просты, так как состоят лишь из одного перехода Для конфигурации / (Ст , ср. с Сё ") [c.535]

Конфигурации основного электронного состояния нейтральных атомов газообразных лантанидов и актинидов приведены в табл. 1. Показано также несколько конфигураций в возбужденном состоянии для иллюстрации относительных энергий взаимоисключающих й- и /-конфигураций. Для сравнения приведены данные и для некоторых предшествующих элементов. [c.106]

В последнее время считают, что три элемента, стоящие за актинием, т. е. элементы с порядковыми номерами от 90 до 92, не соответствуют по своему строению трем первым элементам семейства лантанидов, а скорее построены аналогично элементам IV—VI побочных подгрупп. Типичная для лантанидов конфигурация электронов проявляется в семействе актинидов, по-видимому, только после нептуния (2 = 93). Возможно, что четвертый и следующие элементы семейства актинидов по своему строению похожи на четвертый и следующие элементы семейства лантанидов. (Подробнее об этом см. т. II, гл. 14. Ср. также табл. II приложения.) Если эти предположения, установленные на основании данных магнитных измерений, правильны, то элементы торий, протактиний и уран следует поместить в побочные подгруппы IV—VI групп не только по их химическому поведению, но и на основании строения их атомов. [c.22]

После ртути, следующей за золотом, по мере увеличения атомного номера расположено еще несколько элементов, затем идет инертный газ радон и радиоактивные элементы Рг и Ка и, наконец, актиний с конфигурацией внешних электронов 75 6й. Здесь снова возникает ситуация, аналогичная той, которая наблюдалась у лан-танпдов. Следует ожидать, что после актиния сразу начнется заполнение 5/-оболочек и образуется новый ряд из 15 элементов, подобный ряду лантанидов. Дело обстоит не так просто. В случае лантанидов электронная конфигурация определялась тем, что 4/-орбитали энергетически заметно выгоднее 5 -opбитaлeй. Однако у элементов, следующих непосредственно за актинием, различие в энергии 5/- и б -орбиталей не столь уж велико. Поэтому и ионы, и нейтральные атомы таких элементов люгут иметь электроны либо на 5/-, либо иа 6 -оболочках, либо на тех и других одновременно. Лишь после того, как к конфигурации Ас добавится четыре или пять электронов, 5/-орбитали становятся более устойчивыми. Аналогия в химических свойствах заметна лишь у элементов, следующих за америцием. Тем не менее сейчас принято считать, что группа из 15 элементов начинается с актиния и называется группой актинидов. [c.11]

Протактиний является первым членом актинидного ряда элементов, названных так потому, что они напоминают актиний. Актиниды, подобно лантанидам, существуют вследствие постепенного заполнения f-орбиталей (в данном случае 5/), которые во всех членах этого ряда (кроме первых) играют незначительную роль в образовании связи. Заполнение /-уровня заканчивается в No и Lr. Протактиний имеет электронную конфигурацию [Rn]5P6d 7s или [Rn]5f 6d 7s2, и, поскольку энергии электронов 5/-, 6d-, 7s-, 7/ -орбиталей в этом атоме отличаются незначительно, может осуществляться ковалентная гибридная связь с участием 5/-электронов, что приводит к состояниям окисления IV и V. Pa(V) напоминает Nb(V) и Ta(V), но он более склонен к гидролизу. Анионные комплексы образуются с фторидами, хлоридами, нитратами, сульфатами, роданидамн и цитратами Pa(V) не образует простого катиона. При восстановлении сульфатом трехвалентного титана или амальгамой цинка образуется Ра (IV),. который легко окисляется кислородом воздуха . [c.348]

Экспериментальные результаты исследований отдельных элементов, описанные в первых главах этой книги, обеспечивают основу для последующих выводов об отношении новых синтетических элементов друг к другу и о месте их в периодической системе. Основным тезисом, выдвигаемым в этой книге, является мысль о том, что химия самых тяжелых элементов может быть лучше всего понята, если эти элементы рассматривать как ряд, подобный редким землям, с актинием в качестве первого элемента этого ряда. Подобно тому как лантан открывает собой ряд лантанидов, новая группа элементов начинается с актиния это дает право назвать данную группу актинидными элементами последние представляют особый интерес для неорганической хилши. Если раньше только редкоземельные или лантанидные элементы были единственными представителями ряда элементов, у которых заполняется внутренняя электронная оболочка, то теперь подобное положение установлено у актинидных элементов. Изучение подобия и различий между актинидными элементами и лантанидами (и другими переходными элементами) в известной степени может пролить свет на решение вопроса о соотношении между электронной конфигурацией и химическими свойствами элементов. Понятие об атомном весе в том смысле, в котором оно применяется к элементам, существующим в природе, к актинидам неприменимо. Элементы, встречаюхциеся в природе, имеют атомные веса, которые с точки зрения практики являются неизменными. Каждый актинидный элемент, даже встречающийся в при- [c.8]

Обычная интерпретация всех люминесцентных характеристик и отнесение переходов делаются, как правило, в терминах теории кристаллического поля или теории поля лигапдов для ионов соответствующих электронных конфигураций. Поэтому дальнейшее рассмотрение будет проведено в рамках электронной конфигурации и расщепления уровней ионов переходных металлов, лантанидов и актинидов. Однако надо помнить, что от свободного иона система уровней, принадлежащих металлу, в МОС отличается благодаря взаимодействию, обусловленному химическими связями металла с лигандами. [c.35]

НО вырожденные 5/-орбитали, и в результате основное состояние оказывается вырожденным только по спину. Гашение орбитального углового момента аналогично явлению, наблюдавшемуся в первом ряду переходных -элементов. Это еще раз доказывает, что 5/-элект-роны актинидов значительно ближе по энергиям к валентным электронам, чем 4/-электроны лантанидов. НрР в твердом состоянии имеет слегка искаженную конфигурацию. Изучение магнитных свойств МрРд при разбавлении гексафторидом урана показало, что его магнетизм зависит от координационного окружения. [c.561]

Однако стереохимия, а во многих случаях и координационные числа часто отличаются от предсказанных только на основании отношений размеров, зарядов и поляризационных свойств катиона и аниона просто из-за того, что раоположение электронов вокруг иона металла больше не является сферически симметричным. Иоп металла не имеет конфигурации инертного газа, так как происходит заполнение -оболочек (Зс для 8с—2п, Ы для —Сс1, 5с1 для Н —Hg) и 4/- и 5/-оболочек для лантанидов и актинидов соответственно. Большое значение для стереохимии комплексов переход- [c.49]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология