Hlavná ostatné

Prvok vzácnych zemín

Obsah:

Prvok vzácnych zemín
Prvok vzácnych zemín

Video: LIVE: Chemie kovů alkalických zemin 2024, Smieť

Video: LIVE: Chemie kovů alkalických zemin 2024, Smieť
Anonim

Elastické vlastnosti

Rovnako ako u väčšiny ostatných vlastností kovov vzácnych zemín, elastické moduly kovov vzácnych zemín spadajú do stredného percentilu ostatných kovových prvkov. Hodnoty skandia a ytria sú približne rovnaké ako hodnoty koncových členov lantanidov (erbium až lutécium). Všeobecne sa zvyšuje elastický modul so zvyšujúcim sa atómovým číslom. Anomálne hodnoty pre cér (väzba asi 4f) a ytterbium (divalencia) sú zrejmé.

Mechanické vlastnosti

Kovy vzácnych zemín nie sú ani slabými, ani zvlášť silnými kovovými prvkami a vykazujú určitú miernu ťažnosť. Pretože mechanické vlastnosti do značnej miery závisia od čistoty kovov a ich tepelnej histórie, je ťažké porovnávať uvádzané hodnoty v literatúre. Konečná pevnosť sa pohybuje od okolo 120 do okolo 160 MPa (megapascal) a ťažnosť od okolo 15 do 35 percent. Sila ytterbu (európia sa nemerala) je oveľa menšia, 58 MPa, a tažnosť je vyššia, asi 45 percent, ako by sa očakávalo v prípade dvojmocného kovu.

Chemické vlastnosti

Reaktivita kovov vzácnych zemín so vzduchom vykazuje významný rozdiel medzi ľahkými lantanidmi a ťažkými. Ľahké lantanoidy oxidujú oveľa rýchlejšie ako ťažké lantanidy (gadolínium cez lutécium), skandium a ytrium. Tento rozdiel je čiastočne spôsobený zmenami vytvoreného oxidového produktu. Svetelné lantanoidy (lantán prostredníctvom neodým) tvoria hexagonálne typu A, R 2 O 3 štruktúru; prostredný lantanoidy (samárium pomocou gadolínia) tvorí monoklinickej B-typ R 2 O 3 fázy; zatiaľ čo ťažké lantanoidov, skandium, ytrium a forma kubického typu C R 2 O 3 modifikácií. Typ A reaguje s vodnou parou vo vzduchu za vzniku oxyhydroxidu, ktorý spôsobuje, že biely povlak sa rozpadá a umožňuje oxidáciu tým, že vystavuje čerstvý kovový povrch. Oxid typu C tvorí pevný, súvislý povlak, ktorý zabraňuje ďalšej oxidácii, podobnej chovaniu hliníka. Samárium a gadolínium, ktoré tvoria B-typu R 2 O 3 fázy, oxidovať o niečo rýchlejší ako ťažších lantanoidy, skandia, ytria a napriek tomu vytvárajú súvislý povlak, ktorý zastaví ďalšie oxidácii. Z tohto dôvodu sa musia ľahké lantanoidy skladovať vo vákuu alebo v atmosfére inertného plynu, zatiaľ čo ťažké lantanoidy, skandium a ytrium sa môžu nechať vonku celé roky bez oxidácie.

Kovový kov z Európy, ktorý má štruktúru bcc, najrýchlejšie zo všetkých vzácnych zemín oxiduje vlhkým vzduchom a musí sa s ním vždy zaobchádzať v atmosfére inertného plynu. Reakčný produkt európia, keď sú vystavené vlhkému vzduchu je hydrát hydroxidu, EÚ (OH) 2 -H 2 O, ktorý je neobvyklý reakčný produkt, pretože všetky ostatné kovy vzácnych zemín tvoria oxid.

Kovy prudko reagovať so všetkými kyselín s výnimkou kyseliny fluorovodíkovej (HF), uvoľňujúce H 2 plynu, a tvoria zodpovedajúce vzácnych zemín-aniónov zlúčeniny. Kovy vzácnych zemín, keď sú umiestnené v kyseline fluorovodíkovej, tvoria nerozpustný povlak RF 3, ktorý bráni akejkoľvek ďalšej reakcii.

Kovy vzácnych zemín ľahko reagujú s vodíkom za vzniku RH 2 a za silných hydriding podmienok, RH 3 fázy okrem skandia, ktorý netvorí trihydride.

zlúčeniny

Prvky vzácnych zemín tvoria desiatky tisíc zlúčenín so všetkými prvkami napravo od - a vrátane - kovov skupiny 7 (mangán, technécium a rénium) v periodickej tabuľke, plus berýlium a horčík, ktoré ležia ďaleko. ľavá strana v skupine 2. Dôležité série zlúčenín a niektoré jednotlivé zlúčeniny s jedinečnými vlastnosťami alebo nezvyčajným správaním sú opísané nižšie.

oxidy

Najväčšou skupinou anorganických zlúčenín vzácnych zemín, ktoré sa doteraz študovali, sú oxidy. Najbežnejšia stechiometrie je R 2 O 3 zložení, ale preto, že niekoľko lantanoidov prvky majú iné valenčných stavov okrem 3+, existujú-napríklad, oxid céru (CEO iné stechiometriou 2), oxid prazeodýmu (Pr 6 O 11), terbium oxid (Tb 4 O 7), európia oxidu (EUO) a Eu 3 O 4. Väčšina diskusie sa sústredí na binárne oxidy, ale v krátkosti sa preskúmajú ternárne a ďalšie oxidy vyššieho rádu.