Лантаноиды, ионы

Особенно большая путаница получается в некоторых публикациях для 6-го периода. Рассмотрим в связи с этим соответствующие конфигурации, приведенные в табл. 14. После отнятия и 5с(-электронов и перехода к характерным для лантаноидов ионам М , в системе появляется серия 4/-эле-ментов от Се до Ьи. Разрыв свойств от Ьа к Н/ естествен, так как между ни- [c.113]

Циклопентадиен образует ионные, так же как с Ыа, соединения с Мп " , Ьа и катионами других лантаноидов. Ионные соединения очень неустойчивы и легко подвергаются протолитической диссоциации под действием даже слабых кислот [c.362]

Кристаллохимические данные недвусмысленно указывают на то, что, как и для соответствующих лантаноидов, ионные радиусы уменьшаются вдоль каждой из трех последовательностей катионов 149, 169] [c.86]

При незначительном возбуждении один из 4/-электронов (реже два) переходит в 5с -состояние. Остальные же 4/-электроны, экранированные от внешнего воздействия 55 5р -электронами, на химические свойства большинства лантаноидов суш,ественного влияния не оказывают. Таким образом, свойства лантаноидов в основном определяют 5с( б5 -электроны. Поэтому лантаноиды проявляют большое сходство с -элементами П1 группы — скандием и его аналогами. Наибольшее сходство с лантаноидами проявляют иттрий и лан-1ан, атомные и ионные радиусы которых близки к таковым у элементов семейства. [c.640]

При исключительной близости свойства лантаноидов, однако, все же отличаются при этом некоторые их свойства в ряду Се—Ьи изменяются монотонно, другие — периодически. Монотонное изменение свойств объясняется лантаноидным сжатием — постепенным уменьшением в ряду Се—Ьи атомных и ионных радиусов. [c.641]

Наиболее важным свойством лантаноидов является их большое сходство между собой. Это сходство обусловлено главным образом тем, что последовательное заселение электронами касается низколежащих /-орбита-лей, что вызывает лишь небольшие изменения атомных и ионных радиусов ( 0,01 А) при переходе к каждому следующему элементу данного ряда. Преобладающим состоянием окисления у лантаноидов и в меньшей мере у актиноидов является состояние окисления + 3 почти все соединения этих элементов представляют собой ионные соли, содержащие дискретные ионы с зарядом -I- 3. Большое сходство лантаноидов друг с другом приводит к тому, что в природе они всегда встречаются вместе и с трудом поддаются разделению. [c.451]

Как объяснить окраску ионов лантаноидов в водных растворах [c.159]

Аналогично уменьшаются с ростом порядкового номера элементов радиусы попов, образуемых лантаноидами (радиус иона Се + равен 107 пм, а Lu + — 85 пм. Эта закономерность называется лантаноидным сжатием. В ионах лантаноидов число электронных слоев одинаково. Увеличение заряда ядра усиливает притяжение электронов к ядру, и вследствие этого уменьшается радиус ионоа , [c.49]

Химические свойства 4/-элементов (лантаноидов) в основном схожи со свойствами лантана, поэтому разделение лантаноидов (называемых также редкоземельными элементами) сильно затруднено. Поскольку 4/-электроны слабо экранируют заряд атомного ядра, размеры ионов лантаноидов +3 уменьшаются от Ьа к Ьи они мало отличаются от размеров иона У +, принадлежащего предыдущему периоду. Этот эффект получил название лантаноидного сжатия. Он проявляется и у соответствующих пар элементов других побочных подгрупп — циркония 7г и гафния Н в IV группе, ниобия КЬ и тантала Та в V, молибдена Мо и вольфрама в VI группе. [c.153]

Крупные многозарядные ионы редкоземельных элементов в кристаллах сложных оксидов приводят к высоким (8 и более) координационным числам лантаноидов. Это в свою очередь обусловливает уникальные возможности стабилизации сложных кристаллических структур и аномально высоких степеней окисления других металлических компонентов, например меди -[- 3. Не случайно, что именно на основе лантаноидов и иттрия создана высокотемпературная сверхпроводящая оксидная керамика. [c.153]

Такой порядок объясняется тем, что здесь господствующим фактором является энергия кристаллической решетки, которая возрастает с уменьшением ионного радиуса галогена. Этот порядок соблюдается для галидов щелочных и щелочноземельных металлов и лантаноидов. В последних двух случаях фториды практически нерастворимы. Для кристаллов галидов, у которых в достаточной мере проявляется ковалентная связь, растворимость фторида может оказаться большой, а растворимость иодида малой, как, например, в случае Ag (I) и Hg(II). [c.317]

Гидриды ЭН2 построены по типу флюорита (см. рис. 91, а) и имеют солеобразный характер. Они в большей мере напоминают ионные гидриды щелочноземельных металлов, а с гидридами d-элементов имеют мало общего. Водородные соединения лантаноидов — химически весьма активные вещества, очень энергично взаимодействуют с водой, кислородом, галогенами и другими окислителями. Особо реакционноспособны соединения типа ЭНз. [c.554]

Свойства соединений актиноидов (П1) (если не учитывать различий в окислительно-восстановительной активности) сходны и с соответствующими соединениями лантаноидов (П1). Сходство химического поведения ионов лантаноидов (И1) и актиноидов (III) в водных растворах обнаружено, например, при их ионообменном разделении. Сходство кристаллических структур, растворимости, характера гидролиза, состава кристаллогидратов и других свойств обнаружено также у однотипных соединений в твердом состоянии. Основное отличие соединений актиноидов (III) друг от друга обусловлено актиноидным сжатием (уменьшением размеров ионов Э + по мере увеличения заряда ядра в ряду Th — Lr). Свойства еще не полученных соединений актиноидов (III) можно предсказать на основании известных свойств однотипных производных лантаноидов (III). [c.559]

СТОЯНИЙ исходных -оболочек пря переходе от свободного атома к твердой фазе могут служить нецелочисленные магнитные моменты атомов, различия в величине моментов изолированных атомов у ферро- и антиферромагнитных -металлов (Ре, Со, Ы1, Сг, Мп), а также аномально высокие значения удельной теплоемкости электронов у -металлов. В то же время, если как у лантаноидов происходит экранирование внутренних 4 /-орбиталей электронами с более высокими энергиями (5s 5p ), часто можно наблюдать идеальное поведение атомов. Например, лантаноиды в степени окисления +3 ведут себя и в кристалле ак свободные ионы. [c.581]

В спектроскопии ПМР, когда протонные химические сдвиги сравнительно невелики, из-за перекрывания мультиплетных сигналов спектры часто бывают сложными. Как уже указывалось, один из возможных путей упрощения спектров не первого порядка (приближения их к первому порядку за счет увеличения разницы химических сдвигов сигналов) является повышение напряженности постоянного поля Н (т. е, использование соответствующего спектрометра). Другим путем упрощения является применение метода двухмерной спектроскопии ЯМР. При отсутствии таких возможностей иногда используется еще один путь — добавка небольших количеств комплексных соединений парамагнитных ионов лантаноидов с дикетонами так называемых сдвигающих реагентов. Эти реагенты могут индуцировать разные по величине сдвиги резонансных сигналов у различных групп протонов, увеличивая расстояния между сигналами и устраняя их перекрывание. Это происходит -в результате образования ионом лантаноида до- [c.33]

В пределах каждой побочной подгруппы отмечается значительное сходство в свойствах элементов пятого и шестого периода. Это связано с явлением лантаноидного сжатия (см. разд. 3.4.2). В связи с тем, что в пределах одного периода с возрастанием порядкового номера размеры атомов элементов уменьшаются, то соответствующее уменьшение радиусов атомов в ряду лантаноидов имеет важное следствие. В результате лантаноидного сжатия размеры атомов и ионов элементов шестого периода, расположенных сразу после лантаноидов (Н , Та, и далее), очень близки к размерам атомов и ионов соответствующих элементов пятого периода (2т, Nb, Мо и т. д.) в то же время для элементов четвертого и пятого периодов эти характеристики заметно различаются (табл. 21.3). [c.498]

Сведения о токсичности многих d-элементов неупорядоченны. Токсическое действие ртути связано с ее атомарным и двухвалентным состояниями. В биологических системах лантаноиды встречаются только в степени окисления -ЬЗ. Близость ионных радиусов и Са приводит к замещению кальция гадолинием. Растения не акку- [c.602]

В отличие от ионов -эле.ментов для ионов лантаноидов можно рассматривать только высокоспиновые состояния, так как сила поля даже самого сильного лиганда оказывается недостаточной для спаривания электронов на нижнем расщепленном уровне. Поэтому /-подуровень лантаноидов заполняется сначала семью одиночными электронами, и только потом начинается их спаривание. В результате осуществляется распределение электронов, подчиняющееся правилу Хунда. Поэтому магнитные свойства комплексных нонов лантаноидов не зависят от силы поля лигандов. [c.208]

В ряду лантаноидов имеет место уменьшение радиусов ионов Э " " от 0,104 для Ьа до 0,084 нм для Ей. Это явление — лантаноидное сжатие (см. 4.4) — оказывает сильное влияние на физикохимические свойства элементов. Вследствие лантаноидного сжатия от Ьа к Ьи постепенно усиливается прочность связи валентных электронов и уменьшается основность. Постепенное изменение основности в ряду лантаноидов экспериментально подтверждается способностью их солей к гидролизу Из значений электродных потенциалов для реакции Ьп Ьп +- -Зе следует, что лантаноиды являются очень сильными восстановителями. [c.358]

Получение. Технология получения и разделения лантаноидов чрезвычайно сложна и основана на ионном обмене. Применяется также дробное осаждение или кристаллизация. Конечный продукт (галид или оксид) восстанавливают до металла кальцием или магнием в среде аргона (металлотермия), а также электролизом расплавленной смеси хлорида лантаноида с хлоридом натрия или калия с последующей переплавкой металлов в вакууме. [c.359]

Аналогично уменьшаются с ростом порядкового номера элементов радиусы ионов, образуемых лантаноидами (радиус иона Се равен 115 пм, а Ьи - 100 пм). Эта закономерность называется лантаноидным сжатием. В ионах лантаноидов число электронных слоев одинаково С увеличением заряда ядра притяжение электронов к ядру усиливается, вследствие чего уменьшается радиус ионов. [c.54]

Фториды лантаноидов имеют большое значение, поскольку они нерастворимы. Добавление НР или фторид-ионов осаждает МРз. даже из растворов в ЗМ азотной кислоте, что является характерной качественной реакцией на лантаноид-ионы. Фториды более тяжелых редкоземельных элементов немного растворимы в избытке НР за счет образования комплексов. Фториды можно вновь растворить в ЗМ HNO3, насыщенной борной кислотой. Последняя связывает ион Р в BPJ. [c.529]

Оксиды лантаноидов Э.Рз характеризуются высокими энтальпиями и энергиями Гиббса образования (AG/ = —1600 кДж/моль) и тугоплавкостью (т. пл. порядка 2000°С). Оксиды—основные соединения. В воде они практически не растворяются, но взаимодействуют с ней, образуя гидроксиды и выделяя тепло. Оксиды Э2О3 хорошо растворяются в НС и HNO3, но, будучи прокалены, как и А1Рз, теряют химическую активность. Со щелочами не взаимодействуют. Окраска оксидов определяется электронной конфигурацией иона (см. выше). [c.645]

Кристаллогидраты лантаноидов (III) имеют переменное количество молекул воды, например Э(ЫОз)з-oHjO, ЭВгз-бНгО, Э2(80.)з 8Н20, Ыс1(ВЮз)з-9Н20. Окраска аквокомплексов зависит от электронной конфигурации иона ЭР. [c.645]

Это явленна имеет одно важное следствие. В результате лантаноидиого сжатия размеры атомов и ионов элементов шестого периода, расположенных сразу после лантаноидов (НГ, Та, / и далее), очень близки к размерам атомов и ионов соответствующих элементов пятого периода (2г, КЬ, Мо и т. д.) в то же время для элементоа четвертого и пятого периодов эти характеристики заметно различаются (табл. 37). [c.642]

Величина изотропного сдвига зависит от иона редкоземельного металла, входящего в состав хелатообразующего лиганда. На рис. 12.11 показаны сдвиги для 2-протона хелатного бис-аддукта 4-пиколина с трмс-(динивалоилметанато)лантаноидом, Еп(с1рт)з [50]. Аналогичные тенденции обнаружены и для других субстратов. Изменение природы металла не дает новой информации о молекулярных структурах в растворе, если исходить из изменения при этом величин сдвигов, поскольку появляются новые неизвестные. [c.195]

Разделение циркония и гафния труднее, чем любых соседних элементов, включая лантаноиды, так как их химические свойства ближе друг к другу, чем у всех остальных пар родственных элементов (рис. 3.99). Для отделения циркония от гафния применяют дробную кристаллизацию КгХгРе и К2Н Ре, ректификацию летучих соединений (ЭСЬ. и др.), ионный обмен, селективную экстракцию, последний метод наиболее широко применяют в промышленности. [c.503]

Значительные трудности представляет разделение смеси соединений различных РЗЭ. Эти элементы всегда встречаются вместе, и их соединения очень похожи по свойствам. Раньше для разделения их применяли дробную кристаллизацию (основанную на различии в растворимости). Чтобы получить чистые препараты, приходилось проводить тысячи операций по выделению кристаллов. В настоящее время соедннения РЗЭ разделяют, пропуская раствор солей РЗЭ через колонну, заполненную катионообменной смолой (в виде гранул). Данный метод основан на различной способности ионов РЗЭ к комплексообразованию, что связано с различием их ионных радиусов r , уменьшающихся при переходе от La к Lu вследствие лантаноидного сжатия. С уменьшением возрастает прочность комплексов Э+ с HjO, поэтому смола хуже адсорбирует находящие в водном растворе гидратированные ионы тяжелых лантаноидов. Степень разделения можно улучшить добавлением в раствор комплексообразователей. Для разделения РЗЭ используют также экстракцию. [c.603]

Ионы актиноидов обладают несколько большим размером, чем соответствующие им ионы лантаноидов. С этим связана меньшая энергия связи 5/-элек-тронов актиноидов по сравнению с 4/-электронами лантаноидов и, следовательно, более легкий переход актиноидов в состояние с большей степенью окисления. [c.51]

В промышленной практике для ионного обмена используется смесь редкоземельных элементов. Установлено [1, 2], что стабильная активность прямо пропорциональна содержанию лантана или неодима и обратно пропорциональна содержанию церия в цеолитном компоненте. На рис. 3.20 показана зависимость стабильной активности цеолитсодержащих катализаторов в крекинге керосино-газойлевой фракции при 450 °С от изменения отношения Ме Н в цеолите типа V (20% масс, на катализатор) для лантаноидов цериевой группы. Наблюдается закономерное изменение активности с ростом отнощения Ме Н в цеолите для всех лантаноидов за исключением образца с катионами церия, активность которого значительно ниже. Как следует из приведенных данных, для катализаторов с редкоземельными элементами для обеспечения высокой стабильной активности отношение Ме Н в цеолите должно составлять не менее 3 1. Степень замещения катионов натрия на катионы редкоземельных элементов, по данным [I], должна находиться в пределах 40—85%. [c.44]

Их потенциалы ионизации, ковалентные рЭ1Диусы и радиусы ионов закономерно меняются при переходе от одного элемента к другому. Небольшое отклонение наблюдается лишь в отношении электроотрицательностей, по величине которой эти элементы располагаются в следующий ряд >Ge>Si Sn>Pb. Это отклонение, как и для элементов главной подгруппы третьей группы , обусловлено влиянием переходных элементов и лантаноидов, заполнение в атомах которых d- и f- подуровней приводит к значительному экранированию валентных электронов у следующих за ними элементов. [c.554]

Поскольку у лантаноидов электроны заполняют трлько 4/-уровень, с ростом заряда ядра происходит сжатие электронной оболочки ( лантаноидное сжатие ). В связи с большой близостью ионных радиусов лантаноиды обнаруживают пгубо-кую аналогию в химических свойствах (экранирование 4/-орби-талей электронами 5s- и 5р-орбиталей). Несколько большее различие в свойствах проявляют скандий, иттрий и лантан. [c.608]

Рассмотрите окраску ионов лантаноидов и объясните появление узких полос поглощения. Их можно наблюдать при рассмотрении лантансодержащих минералов при дневном свете в ручной спектроскоп. [c.609]

Для определения суммы лантаноидов в фосфорсодержащем материале взяли навеску массой 0,2043 г. После растворения ее и отделения мешающих ионов раствор оттитровали из микробюретки 1,82 мл 0,01078 М ЭДТА с ксиленоловым оранжевым. Рассчитать массовую долю (%) суммы лантаноидов в пробе в пересчете на лантан. Ответ 1,33%. [c.251]

Из таблицы видно, что аналитические группы ионов занимают определенные участки в периодической системе элементов. Наибольшее совпадение между группами периодической системы и аналитическими группами отмечается у I и II аналитических групп первая аналитическая группа (без Mg +) соответствует группе IA щелочных металлов, а вторая — подгруппе щелочно-земельных металлов, входящих в группу ИА. Наиболее многочисленная III аналитическая группа включает в себя катионы элементов групп IIIА и IIIB, а также лантаноидов, актиноидов и ряда других переходных металлов, например хрома, марганца, железа, кобальта, никеля, цинка. При этом часть ионов III аналитической группы — Zn +, [c.230]

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ — соединения, кристаллическая решетка которых состоит из комплексных ионов, способных существовать самостоятельно в растворах. Комплексным называется ион, состоящий из атома металла или неметалла в определенном валентном состоянии, связанного с одним или несколькими способными к самостоятельному существованию мoлeкyлa ш или ионами. К- с. образуются в результате присоединения к данному иону (или атому) нейтральных молекул или ионов. К- с., в отличие от двойных солей, в растворах диссоциируют слабо. К- с. могут содержать комплексный анион (напр., Fe ( N)e) ), комплексный катион Ag (NH3)2]+ или вообще К- с. могут не диссоциировать на ионы (напр., [Со (N0 )3 (ЫНз)з]). к. с. широко используются в аналитической химии, при получении золота, серебра, меди, металлов платиновой группы и др., для разделения лантаноидов и актиноидов. К К- с. относятся вещества, играющие важную роль в жизнедеятельности животных и. растений — гемоглобин, хлорофилл, энзимы и др. [c.132]

Общая характеристика. Внешняя электронная конфигурация атомов лантаноидов может быть представлена формулой 4/"5s 5p 5d 6s где п изменяется от О до 14, а т может принимать только два значения О и 1-. Для описания электронной конфигурации лантаноида достаточно указать лишь число 4/- и 5 -электронов, число же остальных электронов остается без изменения. Электронные подуровни 4/ и Ьё, довольно близки гю энергии и при известных условиях может происходить взаимный переход электронов. Основная степень окисления +3 в редкоземельном ряду осуществляется за счет двух электронов б5, одного 5й для 0с1 и Ьи и одного 4/-элект-рона для остальных лантаноидов. Значительно реже некоторые из них могут проявлять степени окисления +2 и +4. При этом наблюдается внутренняя периодичность в изменении степеней окисления (см. 4.4). В целом у атомов лантаноидов с увеличением порядкового номера проявляется общая тенденция, состоящая в замене конфигураций типа 4/ 5d конфигурациями типа 4/ 5й . Для последних членов ряда лантаноидов большая прочность связи 4/- по сравнению с 5й -эл8ктронами проявляется особенно отчетливо. У ионизированных атомов тенденция эта проявляется сильнее, чем у нейтральных атомов. Все лантаноиды образуют устойчивые ионы Э " , однако шесть из них могут проявлять и другие степени окисления +4 (Се, Рг, ТЬ) и +2 (5т, Ей, УЬ). Электронные конфигурации ионов можно представить общей формулой 4/"55 5р . Электроны 5s 5/7 экранируют 4/-электроны от влияния внешних полей, поэтому поведение ионов лантаноидов во многих отношениях напоминает поведение других ионов с внешней оболочкой благородных газов. [c.358]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология