РЗЭ и иттрия поведение ионов

Характеристика элемента. Скандий и его аналоги в соответствующих периодах являются первыми -элементами. У них только начинает заполняться предвнешний СЛОЙ. Наличие одного электрона в нем обусловливает невысокую устойчивость 5 -конфигура-ции и отражается на свойствах элемента. В отличие от других -элементов, для скандия и его аналогов характерна постоянная степень окисления -ЬЗ. По своему химическому поведению скандий похож одновременно и на алюминий (сходство по вертикали) и на кальций (сходство по горизонтали). Объясняется это тем, что у Са и 5с электроны на внешнем уровне атомов находятся в 45 -состоя-нии. После отрыва трех электронов у иона скандия 5с + подобно АР+ обнажается заполненный р8-подуровень. Скандий является аналогом алюминия, но проявляет значительно более основные свойства. Его гидроксид 5сО(ОН) по структуре аналогичен ЛЮ (ОН), ион скандия отличается от ионов иттрия и лантана способностью к комплексообразованию. [c.322]

Катионы 3-й аналитической группы осаждаются в щелочной среде сульфидом аммония при pH 9 в присутствии буферного раствора — смеси гидроокиси и хлорида аммония. 3-ю группу делят на две подгруппы 1) подгруппу катионов, образующих гидроокиси, и 2) подгруппу катионов, образующих сульфиды. Гидроокиси металлов получаются из сульфидов в том случае, когда растворимость гидроокиси меньше, чем растворимость сульфида данного металла. В подгруппе катионов, образующих гидроокиси, ясно заметно влияние диагонального направления в системе Менделеева. По диагоналям расположены элементы, выделяющиеся в этих условиях в виде гидроокисей а) бериллия, алюминия, титана, ниобия б) скандия, циркония, тантала, урана (VI) в) иттрия, гафния, лантана, тория вследствие сходства в свойствах с лантаном и актинием вместе с гидроокисями указанных металлов выпадают также все лантаноиды и актиноиды. Может выпасть и гидроокись магния в отсутствие иона ЫН . Выпадение в этой же подгруппе гидроокиси хрома, Сг(ОН)з, объясняется существованием электронной конфигурации. .. ёЧзК По этой же причине медь с электронной конфигурацией. .. За 1"451 попадает не в 3-ю, а в 4-ю аналитическую группу, образуя сульфид Сы5, не растворимый в кислой среде. Появление внешнего подуровня наблюдается через четыре элемента калий 5, кальций скандий s титан s ванадий хром 5 марганец s железо s кобальт 5% никель 5% медь цинк 5 Поведение ионов ванадия и марганца отличается от поведения хрома, поведение никеля и цинка — от поведения меди. [c.28]

Особенности строения ионов РЗЭ, связанные со значительными их размерами, замкнутой наружной электронной оболочкой (5з 5р ), трудной доступностью 4/-орбиталей приводит к тому, что химическая связь в комплексных соединениях РЗЭ очень близка к ионному типу. В своем поведении ионы РЗЭ сходны с ионами других элементов, имеющих подобную структуру внешних электронных оболочек, имитирующих структуру атомов инертных элементов. В связи с этим проявляется сходство в свойствах комплексов РЗЭ с комплексами иттрия, лантана и в ряде случаев скандия, не имеющих 4/-электронов. Свойства комплексов РЗЭ в некоторых отношениях напоминают свойства комплексных соединений щелочноземельных элементов. Вместе с тем наличие 4/-электронов у РЗЭ все же сказывается на их особенностях, в частности на появлении частично ковалентной связи, которая образуется за счет взаимодействия орбиталей лигандов как с 4/-, так и с 6з-орбиталями. [c.77]

Имеется четкое различие между сплавом, у которого скорость окислени я основного металла замедляется присадкой к окислу растворяемых ионов, и сплавом, у которого растворяемая добавка образует самостоятельный защитный слой окисла. В первом случае константа параболического кинетического закона уменьшается с увеличением концентрации растворяемого элемента. Лимитирующими факторами являются формирование окисла растворенного металла в виде двухфазной пленки и температура, поскольку для обеспечения отношения электронной и ионной проводимостей, большего или меньшего единицы, требуются различные легирующие элементы противоположной валентности. Об этом уже говорилось применительно к сплавам N1—Сг. Так как N 0 — окисел р-типа, то добавление Сг должно уменьшить его проводимость в тех условиях, когда доминирует электронная проводимость. При высоких температурах доминирует ионная проводимость, и дополнительные вакансии, создаваемые присутствием катионов оказывают противоположное влияние на константу скорости окисления, как это показано на фиг. 11. Во втором случае, чем выше температура и больше содержание растворенного элемента, тем быстрее может образоваться защитный слой окисла растворенного элемента. Этот окисел обычно имеет константу скорости окисления, на несколько порядков величины меньшую соответствующей константы для окисла основного металла, причем закон окисления растворенного металла может даже быть логарифмическим. Обычно применяемые в промышленности стойкие к окислению сплавы приобретают защитные свойства в результате формирования окислов растворенных добавок, например Си—А1, Ре—Сг, N1—Сг, но важным является также введение примесей в окисел основного металла. Поэтому при разработке стойких сплавов следует учитывать оба фактора. К условиям эксплуатации обычно относятся колебания температуры в результате включения и выключения оборудования. Поэтому сплавы нельзя выбирать только на основе их поведения в изотермических условиях. Некоторые жаростойкие сплавы содержат элементы, стимулирующие сцепление окалины, как, например, иттрий в сплавах Ре—Сг. [c.44]

Отличительная черта химии переходных металлов — изменяемость их степеней окисления. Из более чем пятидесяти металлов, соединения которых составляют предмет этой статьи, лишь шесть обычных переходных элементов (скандий, иттрий, лантан, актиний, цинк и кадмий) и некоторые члены ряда лантанидов и актинидов не обнаруживают это свойство. В предлагаемом обзоре основное внимание будет уделено ряду степеней окисления в простых и комплексных фторидах, препаративным методам их получения и строению соединений поведение ионов фторидов переходных металлов в растворе будет освещено в одном из следующих томов. Последний обзор, дающий общую картину фторсодержащих соединений переходных металлов, имеет примерно десятилетнюю давность . С тех пор были сделаны заметные успехи, и в этой главе они будут подчеркнуты особо. [c.78]

В основе общности поведения рзэ, как и сопутствующего им иттрия, лежит кристаллохимическое родство, определяемое близкими величинами ионных радиусов — от 1,06 А у лантана до 0,85 А у лютеция — с закономерным уменьшением вследствие так называемого лантаноидного сжатия в этом" ряду элементов. [c.8]

Довольно часто редкоземельным элементам сопутствуют также скандий и торий. Однако оба элемента, довольно близкие по свойствам рзэ, все же не настолько близки им, как иттрий, и обладают существенными особенностями. Небольшой ионный радиус скандия (0,78 А) и ряд химических и кристаллографических свойств больше приближают его по геохимическому поведению к другим, не трехвалентным элементам [c.9]

Иттрий, который стоит после лантана в П1А группе, образует такой же трехвалентный ион с замкнутой конфигурацией инертного газа. Вследствие эффекта лантаноидного сжатия радиус близок к радиусам ТЬ + и Оу +. Поэтому иттрий встречается в лантаноидных минералах. Самый легкий нз элементов П1А группы— скандий также рассматривается здесь, хотя он имеет меньший ионный радиус и по своему химическому поведению занимает положение, промежуточное между алюминием, с одной стороны, и иттрием и лантаноидами, с другой. [c.524]

С позиций современной химии этот факт легко объясним электронное строение атомов редкоземельных элементов — а к ним относятся скандий, иттрий, лантан и 14 лантаноидов — очень сходно. Химические свойства их, в том числе свойства, определяющие поведение элемента в земной коре, трудноразличимы. Очень близки размеры их ионов. В частности, у иттрия и тяжелых элементов семейства лантаноидов — гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия — размеры трехвалентного иона практически одинаковы, разница в сотые доли ангстрема. [c.183]

Необычное поведение комплексов второго типа обусловлено несколькими факторами. Во-первых, на положение иттрия может влиять поле лигандов, поскольку ион иттрия имеет конфигурацию благородного газа без с1- или /-орбиталей, которые и обеспечивают энергию СКП в ионах всех лантаноидов, за исключением 0(1 + и Ьи +. Это, правда, не объясняет поведения комплексов с ТЬ +—Ьи +. Во-вторых, аномальное поведение может быть результатом повышения координационного числа (КЧ>6), которое неодинаково вдоль ряда. У некоторого члена ряда уменьшение размеров иона может вызвать исключение одной донорной группы полидентатного лиганда из координационной сферы и уменьшить устойчивость комплекса. Такой элемент может располагаться в различных местах ряда в зависимости от геометрии и пространственных размеров полидентатного лиганда [17]. [c.548]

Бериллий относится к группе элементов, имеющих большое научное и техническое значение, поэтому быстрое и точное определение, а также изучение его поведения в растворах являются весьма важными. Полярографическое исследование бериллия затруднено из-за легкой гидролизуемо-сти его солей и плохой растворимости металлического бериллия в ртути. Этим объясняется отсутствие единой трактовки механизма восстановления ионов бериллия и некоторых других легкогидролизующихся элементов, таких, как алюминий, скандий, иттрий, цирконий, торий, лантаниды. [c.258]

Детальное исследование поведения многовалентных катионов на фосфоромолибдате аммония позволило вскрыть интересные и сложные явления, связанные с механизмом ионного обмена. Определение равновесных значений Kd показывает, что, в то время, как обмен в системе Sr - —Н+ подчиняется закону действия масс (см. стр. 13), сорбция + достигает, максимума при pH 3,5 и уменьшается до О при pH 4 (см. фосфоровольфрамат аммония, стр. 107), что находится в очевидном противоречии с отмеченным выше поведением. Одновременная сорбция Sr + и Y + в колоночных опытах из буферных растворов при pH 4—5, очевидно, объясняется тем, что равновесие не достигается за такое короткое время вследствие высокой начальной сорбции из свежих растворов при pH 4,5. При стоянии ионообменника в растворах с указанным pH происходит его частичное разрушение с выделением анионов фосфоромолибдата 11-го типа в раствор. Вероятно, в этом случае имеет место непрерывное вымывание иттрия, связанное с образованием комплексов так было найдено, что при контакте свежей порции ионообменника с раствором при pH 4,5 вновь добавленный иттрий не сорбируется до тех пор, пока ионообм-енник не будет помещен в свежий раствор. Возможно, чтэ первоначально наблюдаемая сильная сорбция иттрия на свежем ионообменнике из буферного раствора с pH 4,5 связана с комплексообразованием в самом твердом ионообменнике. Условия сорбции и вымывания заметно отличаются так, например, если У + плохо сорбируется при рН<3,5, то для его вымывания необходимо использовать по крайней мере 0,5 н, [c.105]

Относительно малую устойчивость лантаноидных комплексов с монодентатными лигандами можно повысить при помощи хелат-эффекта [16]. На рис. 16.9 показана относительная устойчивость различных лантаноидных хелатов. По поведению можно выделить два типа комплексов примерами первого типа служат комплексы с лигандами edta и d ta, а примером второго— с лигандом dtpa. Комплексы первого типа отвечают (по размерам и заряду ионов Ln +) простой электростатической (или кислотно-основной) концепции. У них наблюдается постоянное увеличение устойчивости при уменьшении ионного радиуса Ln +. Перегиб кривой у гадолиния (гадолиниевый угол) можно связать с изменением кристаллических радиусов ионов или, что более вероятно, со слабым стабилизирующим эффектом поля лигандов и частичным расщеплением поля f-орбиталей. Иттрий на этой кривой располагается (как и ожидалось по его размерам) очень близко к диспрозию. [c.547]

Многие радиоколлоиды показывают поведение, отличающееся от поведения истинных коллоидов. Так, например, добавка электролитов не вызывает коагуляции этих образований, а, наоборот, повышение ионной силы приводит к уменьшению доли катиона, которая может быть удалена в виде осадка фильтрацией или центрифугированием. Такое поведение, по данным Швейтцера, показали растворы, содержащие лантан-140, иттрий-90 и другие катионы при концентрациях более низких, чем необходимо для достижения произведения растворимости (табл. 27). [c.103]

В данной работе исследовалось поведение иттриевого и иттрий-гадолиниевого гранатов в трехсантиметровом диапазоне волн при полях, значительно меньших резонансного. Содержание железа в исследуемых образцах варьировалось в небольших пределах вблизи стехиометрического состава. Это дало возможность управлять количеством ионов Ре в гранатах. [c.207]

Низкотемпературная форма хемосорбцин водорода, обнаруженная нами, проявляет удивительное сходство с соответствующей формой хемосорбции кислорода. Действительно, обе эти формы адсорбции требуют энергии активации, обе в одинаковом температурном интервале имеют качественно сходные изотермы, изобары и изостеры адсорбции и тем самым удовлетворяют экспоненциальной неоднородной поверхности. Вероятнее всего в хемосорбции как водорода, так и кислорода принимают участие одни и те же центры поверхности, обладающие избыточной электронной плотностью и способные в случае кислорода полностью перетянуть электрон от Адсорбционного центра. Такими электронно-донорными центрами, вероятно, являются валентно- и координационно-ненасыщенные ионы металла, образующиеся при удалении остаточных гидроксильных и карбонатных групп поверхности. При всей схожести в поведении форм адсорбции кислорода и водорода и природе центров адсорбции трудно объяснить образование на поверхности ионных кристаллов нейтральных молекул водорода без электронного взаимодействия. Очевидно, образующиеся на поверхности дефекты создают такие электрические поля, которые поляризуют молекулы водорода [41—43]. При этом происходит, вероятно, внутримолекулярный перенос электронной плотности от иона металла к иону кислорода, так что суммарный поверхностный заряд не изменяется. Различие в величинах хемосорбции кислорода и водорода при одинаковых условиях тренировки окислов можно объяснить в рамках электронной теории значительным изменением положения уровня Ферми при хемосорбции кислорода, препятствующим дальнейшей хемосорбции в заряженной форме. Судя по теоретическим расчетам [44], донорная способность катиона должна усиливаться в ряду окислов гольмия, иттрия, лантана. Наши результаты подтверждают такую очередность в перечисленном ряду окислов температурная область хемосорбции водорода и кислорода сдвигается в сторону низких температур, т. е. растет доля слабых и наиболее активных центров. [c.306]

Особо важное значение для лазерных сред имеет величина оптимальной концентрации активаторных ионов, так как от нее зависят энергетические параметры ОКГ. Оптимальное содержание ионов N(1 + в иттрий-алюминие-вом гранате можно определять путем сравнения при 300 К интенсивностей линий люминесценции /люм концентрационной серии кристаллов, не имеющих заметного типдалевского рассеяния. Для этих целей удобнее всего анализировать интенсивности линий, связанных с переходом или оценивать Сопт по поведению линий 9382 и 9458 А, обусловленных переходами на верхнюю штарковскую компоненту состояния Этот уровень отстоит от основного на 852 см ш при 300° К практически не заселен. Результаты измерений зависимости /люм(С ) кристалла У3А15О12—N(1 + для самой интенсивной линии перехода определяющей стимулиро- [c.196]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология