Лантаниды химические свойства

Почему в середине Периодической системы появляется группа элементов (лантаниды), у которых увеличение порядкового номера не вызывает существенного изменения их химических свойств, в то время как для большинства элементов изменение порядкового номера приводит к изменению химических свойств [c.70]

В V периоде элемент IV группы — цирконий — непосредственно следует за элементом П1 группы —. иттрием, а в VI пер1Иоде между элементом III группы — лантаном — и элементом IV группы — гафнием — вклиии-вается длииный ряд лантанидов. У лантанидов происходит достройка электродами третьего снаружи электронного слоя. С возрастанием за1ряда атомного ядра у них электронные оболочки все более стягиваются к ядру, и радиус атома уменьшается (табл. 13). Из-за этого, и у элементов, следующих за лантанидами, атомные радиусы оказываются относительно малым и близкими к атомным радиусам соответствующих элементов V периода. Сходство строения атомов здесь дополняется близостью. их радиусов. Поэтому и по химическим свойствам элементы цирконий и гаф,ний, ниобий и тантал, молибден и вольфрам и т. д. оказываются попарно чрезвычайно сходными. [c.152]

В табл. 29 приведены основные физические и химические свойства скандия, иттрия, лантана и лантанидов. [c.237]

Элементы побочной подгруппы третьей группы и семейство, состоящее из четырнадцати /-элементов с порядковыми номерами от 58 до 71, весьма близки друг к другу по своим химическим и физико-химическим свойствам. Эти элементы следуют в периодической системе после лантана и потому называются лантаноидами (или лантанидами). Иногда их вместе с элементами побочной подгруппы третьей группы называют редкоземельными металлами. [c.499]

Европий(И) в растворе проявляет свойства мягкого восстановителя в остальном по химическим свойствам он подобен барию. Гидроокись европия (И) растворима в воде, поэтому все другие лантаниды можно отделить от Ей" осаждением их гидроокисей аммиаком, не содержащим карбонатов другая возможность отделения— осаждение и удаление сульфата европия (II). [c.520]

У лантанидов увеличение заряда ядра сопровождается застройкой третьего снаружи электронного слоя при сохранении структуры внешних слоев. В результате химические свойства лантанидов очень близки. [c.207]

Если бы нейтральные атомы и элементарные ионы (т. е. ионизированные атомы) представляли собой бесструктурные шары, свойства их определялись бы величинами только зарядов и радиусов. Однако в действительности громадное значение имеет структура электронных оболочек. Как правило, решающую роль для определения важнейших химических свойств играет при этом самая внешняя оболочка. Уже гораздо менее резко выражена зависимость свойств атомов и ионов от второго снаружи слоя (причем влияние его структуры сказывается тем слабее, чем больше электронов в самом внешнем и меньше их в рассматриваемом втором). Значение структуры еще глубже лежащих электронных слоев обычно (кроме атомов лантанидов и актинидов) сводится почти к нулю. Поэтому при выделении аналогов можно в первом приближении считаться со структурой только внешней оболочки, учитывая особенности и второй лишь по мере надобности (главным образом в атомах переходных металлов). [c.233]

Как видио нз данн.ых таблицы, два внешних электронных слоя в атомах почти всех лантанидов построены однотипно, а основное изменение претерпевает трет п й слой, число электронов которого прн переходе от Ьа к Ьы возрастает с 18 до 32. Так как химические свойства элементов связаны со структурой главным образом внешних электронных слоев, изменение числа электронов в третьем отражается на иих довольно слабо. В связи с этим все лантаниды по свойствам похожи друг на друга и являются как бы членами гомологического ряда лантана. [c.366]

Чем объясняется чрезвычайное сходство химических свойств лантанидов Как известно, все лантаниды помещаются в одной клетке периодической системы. Можно ли на этом основании назвать их изотопами Ответ мотивируйте. [c.243]

Химические связи, образуемые этими сильно электроположительными элементами, имеют в основном ионный характер, и их химические свойства определяются размером иона М +. Здесь же будет рассмотрен и иттрий, который расположен над лантаном в III группе и образует такой же трехзарядный катион с оболочкой инертного газа. Атомный и ионный радиусы иттрия близки к соответствующим значениям для тербия и диспрозия (этот факт объясняется лантанидным сжатием , которое будет рассмотрено в дальнейшем). Иттрий обычно встречается в природе вместе с лантанидами, и его соединения напоминают соединения тербия(1П) и диспро-зпя(1П). [c.501]

Из данных таблиц видно большое сходство химических свойств этих элементов. Более существенное различие наблюдается в некоторых физических свойствах, например магнитных, при переходе от элементов подгруппы скандия к лантанидам, в атомах которых появляются недостроенные 4/-оболочки. [c.301]

В одном ряду элементов, располон енных по возрастанию зарядов ядер, находятся 15 элементов, непосредственно следующих один за другим. Для них характерно необычно близкое сходство химических свойств. Особенность этого участка заключается еще и в том, что здесь не обнаруживается характерного изменения валентности нри переходе от одного элемента к другому — явление, которое будет подробно обсуждено в дальнейшем. Речь идет о 15 элементах с зарядами ядер от 2 = 57 до Z = И. Разместить эти элементы в таблице периодической системы обычной формы без натяжки не удается. Раньше иногда помещали их всех в одну клетку таблицы на место, соответствующее лантану (Z = 57). Гораздо правильнее, однако, поступают теперь, выделяя из периодической системы 14 следующих за лантаном элементов и помещая их внизу в качестве особого семейства семейство лантанидов). Аналогичное особое семейство образуют следующие за ураном элементы — трансураны. [c.22]

Подобно гадолинию в ряду лантанидов, кюрий также имеет заполненную оболочку 5/-электронов, поэтому можно ожидать, что он будет обнаруживать аналогичные химические свойства. [c.182]

Интерес к лантанидам возрос в связи с открытием трансурановых элементов, о которых упоминается ниже. В конце 30-х годов Нильс Бор на основании теоретических расчетов предсказал возможность существования еще одной группы элементов, подобных лантанидам. Предполагалось, что родоначальником группы явится уран. Однако исследование химических свойств заурановых элементов показало сходство их не только с ураном, но и с лантанидами. Возникло предположение, что вторая группа редких земель начинается с аналога лантана—актиния. Отсюда возникло название актиниды . К актинидам должны [c.231]

Иттрий [235] иногда условно относят к группе редкоземельных элементов, хотя он является не лантанидом, а только аналогом лантана, находясь с ним в одной группе, и поэтому характеризуется общностью некоторых физико-химических свойств с лантанидами. [c.311]

Особыми химическими свойствами обладают элементы промежуточных групп — железа, палладия и платины, а также лантаниды и актиниды. В атомах элементов этих групп происходит достройка глубоких й- и /-состояний. Электроны, находящиеся в этих состояниях, могут участвовать в образовании химических связей наряду с электронами внешней оболочки. В настоящее время синтезированы соединения, у которых число связей значительно больше, чем их должно быть согласно правилу валентности. Природа этих соединений излучается методами квантовой механики. [c.188]

Отличив актинидов от лантанидов, однако, заключается в том, что в их атомах идет достройка электронного слоя, более. удаленного от ядра,, чем в атомах лантанидов. Участвующие в этой достройке электроны (сверх 18) слабее удерживаются ядром и могут выступать в качестве валентных электронов. Поэтому. актиниды обнаруживают, в отличие ог лантанидов, нарастающую с порядковым номером положительную валентность, что позволяет легко аналитически отделять их Друг от друга. Но при одинаковой валентности. актинидов их аналогичные соединения обладают и очень сходными химическими свойствами. Важнейшие-из актинидов — торий уран. [c.478]

В данной главе большинство примеров будет относиться к ионам переходных металлов нз соображений, которые будут ясны по мере того, как будет идти обсуждение. Поэтому изучающие эту книгу могут отложить рассмотрение данной главы, пока не дойдут до химии переходных элементов. И несмотря на то что комплексы значительно более важны и многочисленны для переходных металлов, не следует забывать, что они имеют значение в химии всех электроположительных элементов. В самом деле, изучение большинства химических свойств таких элементов, как кадмий и ртуть, в водных растворах относится к химии комплексов, и даже для таких электроположительных элементов, как щелочные металлы или лантаниды, образование комплексных соединений или ионов очень важно. [c.149]

Следует также отметить, что указанное сокращение не совсем регулярно самое большое сокращение наблюдается при добавлении первых /-электронов, а также, по-видимому, после достижения конфигурации Р, т. е. между ТЬ и Gd. Некоторые химические свойства соединений, образуемых лантанидами, также свидетельствуют о нерегулярности, являющейся следствием изменения ионных радиусов. Так, при элюировании из ионообменных смол нормальная последовательность разделения лантанидов нарушается в случае Gd и ТЬ, а при экстракции лантанидов из растворов концентрированной азотной кислоты трибутилфосфатом в четыреххлористом углероде константа распределения для Gd выпадает из общего ряда. Эффект наполовину заполненной оболочки сказывается также на устойчивости колшлексов лантанидов с этилендиаминтетрауксусной кислотой. [c.504]

КО этого не происходит. Оказывается, что теперь 4/-оболочка несколько более устойчива, чем 5с -оболочка, так что у следующих четырнадцати элементов электроны заполняют 4/-оболочку, пока она целиком не застроится у атома лютеция. Таким образом, лютеций имеет конфигурацию внешних электронов 4/ 5i бs . Поскольку у Ьа и у Ьи -оболочка заполнена лишь частично, а все остальные оболочки полностью, оба эти элемента люжно было бы отнести к -группе. Однако судя по химическим и физическим свойствам, все 15 элементов от Ьа (Z=57) до Ьи (Z=71) ведут себя аналогично лаи-тан можно считать ро.тоиачальником этой группы, которую называют группой лантанидов. Химические свойства этих элементов будут рассмотрены в гл. 31. Следует отметить, что иттрий и скандий по своим свойствам заметно отличаются от обычных переходных элементов -группы. Иттрий в значительной мере, а скандий во многом напоминает лантаниды. Поэтому оба элемента будут рассмотрены также в гл. 31. [c.11]

Одним из основных принципов, которым руководствавался Д. И. Менделеев при построении периодической системы, было предоставление каждому химическому элементу собственной клетки в таблице. Однако при размещении в периодической системе элементов середин больших приодов он отступил от этого правила и поместил в каждой клетке по три элемента. Основанием для такого объединения было большое сходство авойств элементов, имеющих близкие атомные массы. Возникло три триады — железа, палладия, платины. Расположение в одной клетке периодической системы нескольких элементов, сходных по свойствам, в дальнейшем нашло развитие ученик и последователь Менделеева Богуслав Браунер (долгое время был профессором Пражского университета) разместил все спутники церия (по Менделееву) в одной клетке периодической системы вместе с церием, подчеркнув тем самым близость химических свойств этих элементов [1]. Впоследствии все РЗЭ, следующие за церие.м (и сам церий) стали помещать в одной клетке периодической системы вместе с лантаном (лантаниды) то же относится и к актинидам (см. с. 86—230). [c.110]

Химические свойства. Лантаниды — типичные металлы, причем более резко металлические свойства выражены у элементов цериевой группы (Се — Ос1). [c.435]

Элементы трансактиниевого ряда обладают несравненно более разнообразными химическими свойствами, чем лантаниды. Важнейшей характеристикой элемента, определяющей совместно с атомным номером его положение в периодической системе, является валентность. В табл. 3 представлены валентные состояния элементов от актиния до менделеевия. Характерная [c.13]

Несмотря на то, что актинидная теория позволила предсказать химические свойства транскюриевых элементов, она совершенно недостаточно объясняет поведение первых, к тому же наиболее изученных элементов ряда. Дело прежде всего заключается в том, что главная валентность первых пяти элементов, следуюш,их за актинием, выше трех. Валентные состояния ТЬ, Ра, и, Np, Ри и Ат уже не являются малыми отклонениями от главной валентности 3, как это имеет место у лантанидов, а образуют самостоятельную закономерную последовательность. Электронные структуры, химия этих элементов, а также требование непрерывности размещения элементов в периодической системе по атомным номерам подсказывают иной подход к определению обсуждаемого ряда. [c.16]

После открытия Макмилланом и Абельсоном в 1940 г. нептуния (атомный номер 93) оказалось, что этот элемент по своим свойствам напоминает уран и совсем не похож на рений, стоящий в периодической таблице непосредственно выше него. Изучение химических свойств последующих элементов — плутония и других привело к выводу, что у этих элементов начинает заполняться электронный уровень 5/, и что они образуют семейство элементов, подобное семейству лантанидов. [c.5]

Как известно, название актиниды патучило сейчас широкое распространение, и в настоящее время бачьшинство ученых считают, что элементы, начиная с актиния, следует располагать в периодической системе Менделеева как семейство, аналогичное семейству лантанидов [2, 7, 50, 51, 148, 170, 221, 294]. Но все-таки электронную структуру и место этих элементов в периодической системе нельзя рассматривать как твердо установленные [227]. Сходство химических свойств актинидов, в частности Ра, Th и U, с лантани-дами, с одной стороны, и элементами переходных подгрупп IVa, Va и Via, с другой стороны, говорит о двойственности химической природы актинидных элементов [147, 148]. Поскольку разность энергетических уровней таких удаленных подгрупп, как 5/ и 6d [c.6]

Принимая во внимание строение атома, можно (как будет видно из дальнейшего), начиная с элемента, стоящего за актинием тория с 2=90), рассматривать эти элементы как особую группу. Она располагается аналогично семейству лантанидов и называется семейством актинидов. Однако первые элементы семейства актинидов, именно торий, протактиний и уран, проявляют далеко идущую аналогию с элементами побочных подгрупп IV, V и VI групп. Поэтому при рассмотрении химического поведения этих элементов рекомендуется относить их к вышеуказанным подгруппам. Напротив, элементы, стоящие за ураном — трансураны, по химическому поведению полностью отличаются от элементов побочных подгрупп VII и VIII групп. Таким образом, по химическим свойствам эти элементы могут быть объединены совсем в особую группу. [c.22]

Сходство химических свойств редкоземельных элементов (РЗЭ) создаёт определённые трудности при получении радионуклидов отдельных элементов в состоянии без носителя и с необходимой радионуклидной и радиохимической чистотой. Многие -излучатели лантанидов получают в реакциях с нейтронами, и препараты в таких случаях имеют примеси редкоземель- [c.352]

Под названием актиниды объединяются элементы с порядковыми номерами 89—103 включительно. До открытия трансурановых элементов торий Z = 90), протактиний (2 = 91) и уран 2 = 92) включались в IV, V и VI группы периодической системы соответственно и считались аналогами вышестоящих гафния, тантала и вольфрама. Однако отмечалось, что эта аналогия не является полной ввиду отклонений свойств элементов и их соединений от закономерностей, наблюдаемых в гомологическом ряду. Когда были открыты трансурановые элементы — нептуний и плутоний,—оказалось, что они по химическим свойствам отличаются от предполагаемых аналогов и напоминают более уран, чем рений и осмий. Исследование нептуния и плутония, а также открытых затем трансплутониевых элементов показало, что эти элементы в одинаковом валентном состоянии очень сходны друг с другом и все вместе напоминают группу лантани-дов, особенно в трехвалентном состоянии. Поэтому они и объединены [I] в семейство актинидов. По аналогии с лантанидами предполагалось, что семейство актинидов объединяет 14 элементов половина из них в о время не была еще открыта. [c.489]

Как можно ожидать, химические свойства такого дважды оксигенированного и мало заряженного иона заметно отличаются от свойств А.т. . Ионы пятивалспт ного и шестивалентного америция (АтОг" и Am02 ) дают растворимые фториды, и это свойство иногда может быть использовано для отделения америция от лантанидов, образующих нерастворимые фториды. Хотя и существует нерастворимый двойной фторид Ат(У) и калия КАтОгРг [54], однако для его осаждения необходима высокая концентрация фторида калия. [c.18]

В одной из своих работ Сиборг [S16] высказался в пользу гипотезы об актинидах, составляющих группу, подобную группе редкоземельных элементов, причем эта группа начинается с нейтрального актиния (аналогично тому, как и группа лантанидов начинается с лантана) нейтральный атом актиния имеет один 6й -элек-трон, и дальнейшее построение группы характеризуется постепенным заполнением 5/-орбит, причем первый 5/-электрон появляется в нейтральном атоме тория, а седьмой 5/-электрон (устойчивая наполовину заполненная 5/-оболочка) находится в атоме кюрия. Если считать, что три из 5/-электронов легко отдаются актинидами, то химические свойства тория, протактиния и урана, а также свойства трансурановых элементов можно хорошо объяснить. [c.192]

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]

До появлегшя ионообменной техники разделение редких зе.мель было чрезвычайно трудоемким даже в малых количествах. В течение многих лет для разделения использовали лишь фракционированную кристаллизацию, проводимую обычно в виде выделения двойных сульфатов, фракционированного осаждения или фракционированного разложения позднее к ним добавили процедуру удаления церия в виде Се , а европия, самария и иттербия — в двухвалентном состоянии. Все эти методики (за исключением особых случаев, например удаления европия) сейчас совершенно вытеснены разделением при помощи ионообменных смол. Хотя химические свойства всех лантанидов в состоянии окисления III почти одинаковы, имеются все же небольшие количественные различия, которые носят систематический характер при переходе от La к Lu (Y занимает место приблизительно между Dy и Но). Ионообменное разделение основано на том, что постепенное уменьшение радиуса иона и следующее отсюда понижение основности приводит к постепенному упрочению связи с лигандами (по мере возрастания атомного номера). Первым следствием этого является то, что радиусы гидратированных ионов лантанидов М + увеличиваются с возрастанием атомного номера. Поскольку в основе прочности связывания катионов с анионными группами обменных с. юл лежит, по-видимому, электростатическое притяжение гидратированного катиона к отрицательной группе, то оказывается, что чем больше радиус гидратированного иона, тем менее прочно он будет связываться. Таким образом, уже один этот эффект люжет быть причиной разделения ионов лантанидов М . Если. медленно пропускать раствор, содержащий некоторые из этих ионов, через колонну с катионооб.менной слюлой, то самые тяжелые ионы будут проходить через нее первыми. Этот процесс можно описать равновесием типа [c.513]

Следовательно, в ряду актинидов в некотором интервале атомных номеров (в основном от и до Ат) энергии 5/-, М-, 75- и 7р-орбиталей примерно одинаковы. Если учесть, что эти орбитали к тому же перекрываются в пространстве, то вполне возможно, что каждая из них или все они югyт принимать участие в образовании связей. Это положение отражается и на химических свойствах актинидов, которые гораздо более склонны к образованию комплексов, чем лантаниды, где связи носят почти исключительно ионный характер. Действительно, помимо обычных комплексов с галогеки-дами, сульфатом и другими ионами, актиниды могут образовывать комплексы даже с я-лигандами, например с алкилфосфинами, тио-эфирами и л-циклопентадиенилом. Отличие от химии лантанидов обычно объясняется вкладом ковалентных структур, образующихся за счет гибридных орбит с участием 5/-электронов. [c.529]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология