Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Применение. Основная область применения лантаноидов – металлургия, где они используются как добавки к различным сплавам
|
|
Основная область применения лантаноидов – металлургия, где они используются как добавки к различным сплавам. Оксиды этих элементов применяются в качестве катализаторов, входят в состав многих лазерных и ферромагнитных материалов, широко используются в оптической промышленности, в производстве специальных сортов стекол. В последние годы они нашли применение в качестве важных компонентов керамических сверхпроводящих материалов, твердотельных лазеров непрерывного излучения, входят в состав некоторых катализаторов крекинга нефти, используются в атомной энергетике.
Актиноиды
В семейство актиноидов (f-элементов 7 периода) входят: торий (Th), протактиний (Pа), уран (U), нептуний (Np), плутоний (Pu), америций (Am), кюрий (Cm), берклий (Bk), калифорний (Cf), эйнштейний (Es), фермий (Fm), менделеевий (Md), нобелий (No), лоуренсий (Lr).
Характеристика элементов
Строение атомов. Атомы элементов подгруппы на внешнем (седьмом) электронном слое содержат 2 s-электрона; на шестом электронном слое – 2 s- и 6 р-электронов (в атомах протактиния, урана, нептуния, кюрия и лоуренсия еще и по 1 d-электрону, в атомах тория – 2 d-электрона); на пятом энергетическом уровне атомы лантаноидов содержат от 2 до 14 f-электронов (Th – нет 5f-электронов, Ра – 2, U – 3, Np – 4, Pu – 6, Am и Cm – по 7, Bk – 9, Cf – 10, Es – 11, Fm – 12, Md – 13, No и Lr – по 14).
Изменение некоторых свойств элементов (радиусов атомов и ионов, энергий ионизации, электроотрицательностей) с увеличением порядкового номера, а также степени окисления элементов в соединениях приведены в табл. 18.1.
Таблица 18.1
Некоторые свойства элементов-актиноидов
| Свойства Элементы | Радиус атома, нм | Радиус иона Э3+, нм | Энергия ионизации I, эВ | Степени окисления (наиболее характерные выделены) | Электроотрицательность: | ||
| Относительная по Полингу | Относительная по Оллреду | Абсолютная, эВ | |||||
| Th | 0, 180 | 0, 109 | 6, 1 | +2, +3, +4 | 1, 3 | 1, 11 | – |
| Pa | 0, 162 | 0, 106 | 5, 9 | +3, +4, +5 | 1, 5 | 1, 14 | – |
| U | 0, 153 | 0, 103 | 6, 2 | +3, +4, +5, +6 | 1, 38 | 1, 22 | – |
| Np | 0, 150 | 0, 102 | 6, 2 | +3, +4, +5, +6, +7 | 1, 36 | 1, 22 | – |
| Pu | 0, 158 | 0, 100 | 6, 06 | +3, +4, +5, +6, +7 | 1, 28 | 1, 22 | – |
| Am | 0, 184 | 0, 099 | 5, 99 | +2, +3, +4, +5, +6 | 1, 3 | – | – |
| Cm | – | 0, 098 | 6, 09 | +3, +4 | 1, 3 | – | – |
| Bk | – | – | 6, 30 | +3, +4 | 1, 3 | – | – |
| Cf | – | 0, 097 | 6, 4 | +2, +3, +4 | 1, 3 | – | – |
| Es | – | 0, 098 | 6, 5 | +2, +3 | 1, 3 | – | ≤ 3, 5 |
| Fm | – | 0, 097 | 6, 6 | +2, +3 | 1, 3 | – | – |
| Md | – | 0, 096 | 6, 7 | +2, +3 | 1, 3 | – | – |
| No | – | 0, 095 | 6, 8 | +2, +3 | 1, 3 | – | – |
| Lr | – | 0, 094 | – | +3 | 1, 3 | – | – |
Распространенность в природе. Содержание элементов в земной коре приведено в табл. 18.2.
Таблица 18.2
Содержание актиноидов в земной коре, %
| Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr |
| 1, 3× 10–3 | 1× 10–10 | 2, 5× 10–4 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
Простые вещества
Кристаллическая решетка простых веществ, образованных атомами актиноидов, металлическая, у Th, Es кубическая гранецентрированная, у Ра – тетрагональная, у U – ромбическая, у Np – ромбоэдрическая, у Pu – моноклинная, у Am – гексагональная.
Физические свойства. Некоторые физические свойства металлов приведены в табл. 18.3.
Таблица 18.3