Retųjų žemių elementas

Turinys:

Retųjų žemių elementas
Retųjų žemių elementas

Video: Mokslas Verslui. KTU išradimas 2024, Gegužė

Video: Mokslas Verslui. KTU išradimas 2024, Gegužė
Anonim

Elastinės savybės

Kaip ir dauguma kitų retųjų žemių metalų savybių, retųjų žemių metalų elastiniai moduliai patenka į kitų metalinių elementų vidurinę procentilę. Skandžio ir itrio vertės yra beveik tokios pačios kaip galinių lantanoidų (erbio ir liutecio). Didėjant atominiam skaičiui, elastingumo modulis didėja. Akivaizdžios cerio (kai jungiasi 4f) ir ytterbio (divalencija) vertės.

Mechaninės savybės

Retųjų žemių metalai nėra nei silpni, nei ypač stiprūs metaliniai elementai, be to, jie turi nedidelį lankstumą. Kadangi mechaninės savybės gana stipriai priklauso nuo metalų grynumo ir jų šiluminės istorijos, sunku palyginti literatūroje nurodytas vertes. Didžiausias stipris svyruoja nuo maždaug 120 iki maždaug 160 MPa (megapaskalių), o lankstumas - nuo maždaug 15 iki 35 procentų. Ytterbio (europiumas nebuvo išmatuotas) stiprumas yra daug mažesnis (58 MPa), o lankstumas yra didesnis, apie 45 procentus, kaip būtų galima tikėtis dvivalenčio metalo atveju.

Cheminės savybės

Retųjų žemių metalų reaktyvumas su oru rodo reikšmingą skirtumą tarp lengvųjų lantanidų ir sunkiųjų. Šviesieji lantanidai oksiduojasi daug greičiau nei sunkieji lantanidai (gadolinis per liuteitį), skandis ir itris. Šis skirtumas iš dalies yra susijęs su susidariusio oksido produkto kitimu. Šviesieji lantanidai (lantanas per neodimį) sudaro šešiakampę A tipo R 2 O 3 struktūrą; viduriniai lantanidai (samaris per gadolinį) sudaro monoklininę B tipo R 2 O 3 fazę; tuo tarpu sunkieji lantanidai, skandis ir itris sudaro kubinę C tipo R 2 O 3 modifikaciją. A tipas reaguoja su oro garais ore, sudarydamas oksihidroksidą, dėl kurio balta danga gali suskaidyti ir leidžia oksiduoti, veikdama šviežio metalo paviršių. C tipo oksidas sudaro sandarią, vientisą dangą, kuri apsaugo nuo tolesnio oksidacijos, panašiai kaip ir aliuminis. Samariumas ir gadolinis, kurie sudaro B tipo R 2 O 3 fazę, oksiduojasi šiek tiek greičiau nei sunkesnieji lantanidai, skandis ir itris, tačiau vis tiek sudaro vientisą dangą, sustabdančią tolesnę oksidaciją. Dėl to lengvieji lantanidai turi būti laikomi vakuume arba inertinių dujų atmosferoje, o sunkieji lantanidai, skandis ir itris daugelį metų gali būti palikti lauke atvirame ore be jokios oksidacijos.

Europinio metalo, kurio struktūra yra škiedinė, greičiausias oksiduojasi iš retųjų žemių drėgnu oru, todėl jį visą laiką reikia naudoti inertinių dujų atmosferoje. Europopiumo reakcijos produktas, veikiamas drėgno oro, yra hidrato hidroksidas, Eu (OH) 2 ―H 2 O, kuris yra neįprastas reakcijos produktas, nes visi kiti retųjų žemių metalai sudaro oksidą.

Metalai energingai reaguoti su visais rūgščių, išskyrus vandenilio fluorido rūgšties (HF), atleidžiantis H 2 dujų ir duodančiu atitinkamą retųjų žemių-anijoninis junginį. Retųjų žemių metalai, sudėti į vandenilio fluorido rūgštį, sudaro netirpią RF 3 dangą, kuri neleidžia toliau reaguoti.

Retųjų žemių metalai lengvai reaguoja su vandenilio dujomis ir sudaro RH 2, o esant stiprioms hidridinėms sąlygoms - RH 3 fazę, išskyrus skandį, kuris nesudaro trihidrido.

Junginiai

Retųjų žemių elementai sudaro dešimtis tūkstančių junginių su visais elementais dešinėje ir 7 grupės metalų (mangano, technecio ir renio) sąraše periodinėje lentelėje, be to, berilio ir magnio, kurie yra tolimiausiuose kraštuose. kairioji 2 grupės pusė. Toliau aprašytos svarbios junginių serijos ir kai kurie atskiri junginiai, turintys unikalių savybių ar neįprastą elgesį.

Oksidai

Didžiausia iki šiol tirta neorganinių retųjų žemių junginių šeima yra oksidai. Labiausiai paplitusi stechiometrija yra R 2 O 3 kompozicija, tačiau kadangi keliuose lantanido elementuose, be 3+, yra ir kitų valentinių būsenų, egzistuoja ir kitos stechiometrijos, pavyzdžiui, cerio oksidas (CeO 2), prazeodimio oksidas (Pr 6 O 11).), terbio oksidas (Tb 4 O 7), europio oksidas (EuO) ir Eu 3 O 4. Didžioji diskusijos dalis bus skirta dvejetainiams oksidams, tačiau trumpai apžvelgiami ir trejūnai bei kiti aukštesnės klasės oksidai.