Galvenais citi

Retzemju elements

Satura rādītājs:

Retzemju elements
Retzemju elements

Video: Thorium: An energy solution - THORIUM REMIX 2011 2024, Maijs

Video: Thorium: An energy solution - THORIUM REMIX 2011 2024, Maijs
Anonim

Elastīgās īpašības

Tāpat kā lielākajai daļai citu retzemju metālu īpašību, arī retzemju metālu elastīgie moduļi ietilpst pārējo metālisko elementu vidējā procentilē. Skandija un itrija vērtības ir aptuveni tādas pašas kā lantanīdu (erbija līdz lutetija) gala locekļu vērtībām. Palielinoties atomu skaitam, elastības modulis parasti palielinās. Ir acīmredzamas cerija (aptuveni 4f saistīšanās) un ytterbium (divvērtība) anomālās vērtības.

Mehāniskās īpašības

Retzemju metāli nav ne vāji, ne īpaši spēcīgi metāla elementi, un tiem piemīt neliela elastība. Tā kā mehāniskās īpašības ir diezgan lielā mērā atkarīgas no metālu tīrības un to termiskās vēstures, literatūrā ir grūti salīdzināt uzrādītās vērtības. Maksimālā stiprība svārstās no aptuveni 120 līdz aptuveni 160 MPa (megapaskāliem) un elastība no aptuveni 15 līdz 35 procentiem. Ytterbija stiprums (eiropijs nav izmērīts) ir daudz mazāks - 58 MPa, un elastība ir augstāka, aptuveni 45 procenti, kā tas varētu būt sagaidāms divvērtīgajam metālam.

Ķīmiskās īpašības

Retzemju metālu reaktivitāte ar gaisu uzrāda ievērojamu atšķirību starp vieglajiem lantanīdiem un smagajiem. Vieglie lantanīdi oksidējas daudz ātrāk nekā smagie lantanīdi (gadolīnijs caur lutetiumu), skandijs un itrijs. Šī atšķirība daļēji ir saistīta ar izveidotā oksīda produkta izmaiņām. Vieglie lantanīdi (lantāns caur neodīmu) veido sešstūrainu A tipa R 2 O 3 struktūru; vidējie lantanīdi (samārijs caur gadolīniju) veido monoklinisko B tipa R 2 O 3 fāzi; savukārt smagie lantanīdi, skandijs un itrijs veido kubisko C tipa R 2 O 3 modifikāciju. A tips reaģē ar gaisa tvaikiem gaisā, veidojot oksihidroksīdu, kura dēļ baltais pārklājums izveidojas un ļauj oksidēties, pakļaujot svaiga metāla virsmu. C tipa oksīds veido blīvu, sakarīgu pārklājumu, kas novērš turpmāku oksidēšanu, līdzīgi kā alumīnija izturēšanās. Samarijs un gadolīnijs, kas veido B tipa R 2 O 3 fāzi, oksidējas nedaudz ātrāk nekā smagākie lantanīdi, skandijs un itrijs, bet joprojām veido sakarīgu pārklājumu, kas aptur turpmāku oksidāciju. Tādēļ gaišie lantanīdi jāuzglabā vakuumā vai inertu gāzu atmosfērā, savukārt smagos lantanīdus, skandiju un itriju vairākus gadus var atstāt brīvā dabā bez jebkādas oksidācijas.

Eiropija metāls, kura struktūra ir ccc, visstraujāk oksidējas no visiem retzemju slāņiem ar mitru gaisu, un ar to visu laiku jāapstrādā inerto gāzu atmosfērā. Eiropija reakcijas produkts, saskaroties ar mitru gaisu, ir hidrāta hidroksīds Eu (OH) 2 ―H 2 O, kas ir neparasts reakcijas produkts, jo visi pārējie retzemju metāli veido oksīdu.

Metāli intensīvi reaģē ar visām skābēm, izņemot fluorūdeņražskābi (HF), atbrīvojot H 2 gāzi un veidojot atbilstošo retzemju anjonu savienojumu. Retzemju metāli, tos ievietojot fluorūdeņražskābē, veido nešķīstošu RF 3 pārklājumu, kas novērš jebkādu turpmāku reakciju.

The retzemju metālu viegli reaģē ar ūdeņraža gāzi, lai veidotu RH 2 un, saskaņā ar spēcīgu hydriding apstākļos, RH 3 fāzes-izņemot skandija, kas neveido trihydride.

Savienojumi

Retzemju elementi veido desmitiem tūkstošu savienojumu ar visiem elementiem, kas atrodas pa labi no 7. grupas metāliem (mangāns, tehnecijs un rēcijs) periodiskajā tabulā, kā arī berilijs un magnijs, kas atrodas tālu kreisā puse 2. grupā. Svarīgu savienojumu sērijas un daži atsevišķi savienojumi ar unikālām īpašībām vai neparastu izturēšanos ir aprakstīti zemāk.

Oksīdi

Lielākā līdz šim pētīto neorganisko retzemju savienojumu saime ir oksīdi. Visizplatītākā stohiometrija ir R 2 O 3 sastāvs, bet, tā kā dažiem lantanīdu elementiem papildus 3+ ir arī citi valences stāvokļi, pastāv arī citas stehiometrijas - piemēram, cerija oksīds (CeO 2), prazeodīma oksīds (Pr 6 O 11).), terbija oksīds (Tb 4 O 7), europija oksīds (EuO) un Eu 3 O 4. Lielākā diskusiju daļa būs par binārajiem oksīdiem, bet īsi tiks apskatīti arī trīskāršie un citi augstākas kārtas oksīdi.