Подгруппа скандия

Подгруппа скандия

• Подгруппы scandium. In помимо скандия, иттрия, лантана и актиния, которые являются прямыми членами рассматриваемой подгруппы, существуют элементы с атомным номером 58-71, связанные названием лантаноидов, и с атомным номером 90-103, с актинидами, смежными с ним. Оба они рассматриваются отдельно в§ 6 и 7.

• Содержание членов подгруппы скандия в земной коре изменяется следующим образом: они обычно получаются как побочный продукт переработки пород, содержащих лантаноиды и торий. В свободном состоянии рассматриваемый элемент представляет собой серебристо-белый, слегка мягкий металл. Наиболее важные константы для них сравниваются ниже. СК Г-Ля ’ Ас Плотность, Эл см}. 。 。 •* 2.9 + 4.5 + 6.2 + 7 月 Температура плавления. * От 1530 1500 920 1050 Температура кипения, * С2830 3340 3450 3200 Наиболее изученные 4 элемента-лантан-переносят ток почти в 2 раза больший, чем у ртути.

Практическое применение скандия и его аналогов пока невелико, но есть тенденция к развитию. Людмила Фирмаль

Иттрий и скандий имеют несколько более низкую проводимость. Химическая активность лантана очень высока. С выделением водорода вода медленно разлагается, легко растворяется в кислотах, а при нагревании энергично реагирует со всеми типичными металлоидами. Когда вы переходите к Y, а затем к Sc, химическая активность несколько падает (но все еще остается очень важной), но актиний еще более активен, чем lanthanum.

In его соединение, скандий и его аналоги — это 3 линзы. Оксиды Sc, Y и La белый порошок с очень fireproof. In в воде они практически нерастворимы, легко соединяются с ней, образуя белый гидроксид е (он) 3. Гидроксид скандия и его аналоги также практически нерастворимы. Все они имеют основные свойства и несколько слабо выражены в Sc (OH) s, но в серии Sc — Y — La они быстро увеличиваются, поэтому La (OH) 3 уже является сильным основанием. Ионы Sc * \ Y3 *и La * * бесцветны.

Из солей обычных кислот, соответствующих им, легко растворяются хлориды, нитраты, ацетаты. Напротив, фториды, карбонаты и фосфаты слабо растворимы в воде. Растворимость сульфатов в серии Sc-La быстро снижается(при высоких температурах она ниже, чем в холоде). Согласно быстрому увеличению основных свойств гидроксида серии Sc-La, гидролиз солей того же ряда существенно снижается. Что касается химических свойств элемента и его соединений, то подгруппа скандия во многом схожа с подгруппой titanium.

In сама подгруппа, ее промежуточный элемент иттрий, как правило, ближе к лантану, чем химические свойства скандия. Из обеих подгрупп 3-й группы имеется подгруппа скандия с наибольшей положительной валентностью по аналогии с типичными элементами (B, A1).Например, как видно из приведенных ниже данных (ккал / моль E2O3), серия B — La проявляется с более регулярным характером изменения теплоты образования высших оксидов, чем серия B — T1. Tl In Ga Ai B A1 Sc Y La 94222258400305400447455429

Добавь 1) иттрий был открыт в 1794 году, фонарь в 1839 году, скандий в 1879 году и анемон в 1899 году. Скандий был открыт 8 лет назад. I. * По монографии скандия и иттрия. 2) из элементов скандиевой подгруппы первые 2 являются»чистыми» (45Sc i etY).Лантан состоит из двух изотопов, La (0,1) и mLa (99,9%), известны только радиоизотопы актиния, из которых 7ac атомов существуют в природе (в среднем 32 года).

3) в основном состоянии, атом Sc. Y, La и Ac имеют структуру внешней электронной оболочки типа nd (n + I) se (n равно 3, 4,5 и 6 соответственно) и являются monovalent. To преобразуйте их в трехвалентную структуру типа nd *(n + l) s, вам понадобится расход 33 (Sc). 31 (у). 8 (La) или 26 атомов ккал / г (Ac).Непрерывная энергия ионизации(эВ) рассматриваемого элемента сравнивается со следующей. СК у Ла Я 6.54 638 5.61 ВТОРОЙ 12.80 11.43 12.23 III С 24.75 20.51 19.17 4) при непрерывной ионизации атомов Ка. Y и La теряются первыми(n-f 1) * * e.

E * 4-для возбуждения внешнего электрона, остающегося в Ионе от уровня nd (n-f 1) до уровня 5, требуется 73(Sc1). 21 (V1) или 39 (La*) ккал / г атом. Таким образом, энергия ионизации, соответствующая этому возбужденному состоянию, будет на 3,2 (Sc), 0,9 (Y) или 1,6 эВ (La) ниже, чем у 3-го. Напротив, В А, Р4 электроны теряются первыми. 5) скандий-редкий минерал, известный в Torto-Wight (Sc, YbSifOr. In во многих случаях вольфрам и кашителлит включены в качестве примесей. Y и La очень сложны, и актиний (1000 мг актиния на 0,06 кг U) в качестве следовой примеси всегда содержится в урановой руде. в) в случае теплоты сублимации при 25 ° С (ккал / г атома) и энергии диссоциации молекулы Эа (ккал / моль) приведены следующие значения: 91 в 26 (Sc), 102 и 37 (Y), 103 и 58 (La).

Интересно, что в этом случае повышается стабильность молекул одного и того же вида, что увеличивает атомный размер аналоговых элементов. Энергия диссоциации La2 (такая же, как CI) очень высока для металлов. 7) в сухом воздухе лантан быстро покрывается синеватой оксидной пленкой, препятствующей окислению металла, а во влажном воздухе он постепенно переходит в белый гидроксид[La (OHbJ. In кислородная атмосфера, фонарь воспламенится и сгорит до окиси(450°C) (LajOj).

Когда азот превышает 750 ° к, он формирует черный нитрид (Лан), который легко разложен мимо water. In пары хлора и брома, предварительно нагретый фонарь горит, образуя соответствующий Laf * галогенид, и взаимодействие с йодом протекает аналогично, но нагревается в атмосфере водорода.

Нанотаны образуют серо-черный гндрнд (LaHj) водород сильно поглощается лантаном при комнатной температуре laitai легко плавится со многими металлами (особенно Pt) он энергично реагирует с расплавленным AI и образует несколько соединений с определенными точками плавления: La ^ Al (700), LaAl (859), La (1414 С) и Laal AI (1222°) в последнем случае. 2. произведенное тепло составляет 36 и 42 ккал / моль соответственно. * Коган Б. И. Названова В. А. Скандий. М.. СВУ-АО Академии Наук СССР. G963 304 seconds, telefova V. F. A, sabitsky B. M. 

Что я должен сказать своему врачу, прежде чем принимать это лекарство? М..«Наука», 1967, стр. 159. Пт 6.9 12.1 20 8) нормальный потенциал элементов скандиевой подгруппы (среда АИС) равен −2.08 (Sc) соответственно. −2.37 (Y), −2.52 дюйма (La).Размер иттрия равен магнию, а фонарь более металлический. 9) Ласо»(Мп.2300, Мп.4300°С)и взаимодействие с водой сопровождается значительным нагревом. YjO>(Мп.2380, Мп.4200 ° С) и ScjO, (mp.2405 ° С) также немного меньше этого. Различные авторские данные о продукте растворимости гидроксида E (OH) e весьма различны.

По-видимому, наиболее надежными значениями prn 25 * C являются: 1 * 10 ««(Sc). 2-10 » (г) н я * 10 «(Ла). Эти константы диссоциации компанией EON 〜 * * е * — схема + О ’находится в 5-значения i0-1 *(SC) и 5-значения i0〜 * (Ла -). 10) Ittralox состоит из 90%YjOi и 10%ThOt-новой прозрачной керамики с показателем преломления 1,9 Н выше температуры плавления 2200°C и очень высокой термостойкостью, поэтому его можно использовать даже при высоких температурах, где стекло обычно непригодно. для получения иттралокса порошковую смесь обоих оксидов прессуют и спекают при 1000°С, затем полученную компактную массу измельчают.

I) гидратированный случай Иона скандия, константа диссоциации e] » * t [Sc (OHj) «OHJ» — f H-I•10-5 гидроксид скандия растворим в концентрированном растворе NaOH высокой температуры. При охлаждении NaндScfOHJd * 2hjo gndroxoskaidate освобождается от solution. It обезвоживается при температуре около 120°C и разлагается на Na [Sc (OH) α]и 2NaOH. И около 300°C безводно в финиковой пальме NaScOi khan.

Сухой золь получил аналогичный золь MScOj для M-Li, K, Rb. Также был синтезирован гидроксосцирен щелочноземельного металла-M [Sc (OH) l li-2HjO(Ca. СР) Н ПАО (ах) е] т (Ка, ба) и CA (ScOa) ін Ср(ШОС).Таким образом, SC (OH) i все еще проявляет признаки амфотерности, но растворимые производные кислотной функции с водой полностью гидролизуются. 12) концентрированный раствор NaOH слабо растворяет n Y (OH), но из них нельзя выделить производные, подобные Скайуокеру.

Гидроксид лантана и щелочь обычно взаимодействуют. Ac (OH) 3 является еще более основным, и с кислотами весь гидроксид, о котором идет речь, легко растворяется, образуя соответствующие соли. Уйот и Лила02 были получены по сухому маршруту. 13) осаждение щелочью в присутствии H, солей скандия, иттрия и райтана / образуется осадок в составе перекисного соединения е (UN) (OH)3•Xio. Эти кислоты разлагаются при выделении перекиси водорода. 。

14) SC большая часть соли. Y и La кристаллизуются в значительном количестве молекул воды. Многие из них образуют комплексные соединения с соответствующими солями большого количества одновалентных металлов. Известны и другие специфические вещества, например продукты добавления аммиака. 15) сравните некоторые характеристики например Галогенида скандия и его аналогов^：

Теплота образования, ккал / моль…… Температура плавления. ° C температура кипения. °C D (например) пара. О….. ScFi ScClj ScBrs Sclj ЖЛ | YCli YBrj стеллаж для просушки лафа LaClt LaBrs лай] 370215170128411 2С3 195136405256221157 1530 939 9″ 945 1387 710 904 1000 1430 855 786 761 960 927 910 2220 I60S I60S 1470 1300 23E0 1730 1580 1406 2.32 2.47 2.68 2.04 2.47 2.63 2.80 2.22 2.60 2.75 2.96 Отдельные молекулы этих солей представляют собой плоские треугольники с атомом Е в центре. Около 1%молекул димера были обнаружены в парах Лаха. 

16) фторид Sc, Y и La выпадает в осадок при воздействии раствора HF и его солей. Все они (и AcF>) бесцветны. Константы диссоциации ионов по схеме «3F — * t3» + F ’соответственно равны (pr 25°Снц = 0) 8-10″ (SC), 1*10• «(Y) и 2 ~ 10 «’ (la). 17) интересные различные соотношения YF|, LaF / AcF > нагреваются на воздухе: при 500°C в начале будет 30F оксо-фторидов,2-й будет pr 900, а 3-й будет дальше 1000.Однако, на водяном паре 1000°C, действием AcFa Mnaha доступен по адресу AcOF.

In аналогичным способом получен и оксо-фторид скандия (ScOF), который также образуется при нагревании смеси Sc * Oj и ScFj до 1000 * C. 18) ScF * имеет тенденцию только к образованию комплексного фторида в растворе, и соединения его типа известны как: M> {ScFs]и MJScFe] некоторый сложный scanscandium легко растворяется в воде. Например, под действием NH4OH (NH4) из раствора i (ScF»].Выделяется гидроксид скандия. Но под влиянием NaOH выпадает в осадок.

Постоянная непрерывной диссоциации фторида сканнадия не、 Я-0.5):| .10″, (&cFj).8 * 10-e (ScF), 5-10_e (ScF;) и 6•I0〜r (ScF’). Безводная система MF-YF » и MF-LaFi исследования методом термического анализа показывают, что комплекс K * YFe (mp.996) и смог установить наличие «Рбжиф» (1064). Cs, YFe (1075) и CsjLaF *(?95 * с).Соединения с подобным составом не образуются во флуорондамах других щелочных металлов, но образование Налафа было reported.

It плавится при температуре 777°C при разложении. 19) безводные хлориды Sc, Y и La получают нагреванием смеси с соответствующим оксидом и углем в потоке хлора. Минимальное значение растворимости в концентрированной соляной кислоте-YC1в воздухе, она притягивает влагу и легко растворяется в воде(и спирте).Степень гидролиза (14 ° C 0,1 Н раствор) составляет 0,9 (ScCli). 0,01 (YCb) и 0,003% (LaC!>).

Кристаллогидраты обычно отделяют от растворов, содержащих 6 (Sc и Y) или 7 (La) молекул воды. Когда они нагреты в воздухе, обезвоживание происходит сперва, тогда ScCU идет сразу к ScjP, YCb и LaClj идут к oxocrolide EOS1.Нерастворим в воде, устойчив к воздействию щелочей и кислот. Тенденция к образованию комплексных солей в хлоридах выражена значительно меньше, чем во фторидах.

Для константы диссоциации значений, отличных от ESG *, указаны значения 0.09 (Sc), 0.4 (Y) и 1.2 (La). К * ВХСУ (Мп.818°с) служит примером хлоридов. Его существование было обнаружено Из диаграммы слияния системы ScCI» — KCI. Свойства бромидов и конкреций очень похожи на свойства бромидов и конкреций. chlorides. In актиний, все производные Акга и Аког известны, но они мало изучены. Как и Y(CN) S’2TR , узловые части изучаемых элементов изучены мало. 20) N, Sc, Y, La (и Ac) легко растворяются в воде и спирте.

• Из раствора Sc (NO|) j он обычно кристаллизуется при 4Н » 0. 6h20 соль с Y и La. In кристаллический воздух, эти гидраты растворяются. При нагревании они проходят через основную соль, а затем в соответствующую oxide. In широты, такие миграции начинаются примерно при 400°C. заканчиваются только при 780°C для константы диссоциации Ионов Лано значение K™будет равно 0.8.In нитраты щелочных металлов, La (NO») I Mj (La (NOj) sl. It образует тип двойного Золя с хорошей кристалличностью. 

21) сульфат SC, Y и La кристаллизуются из 6,8 n 9 HjO соответственно. При нагревании сначала происходит обезвоживание, а затем постепенное удаление SO*.Однако последнее происходит только при высоких температурах, и в серии Sc-Y-La прочность связи с SOr возрастает (при 900°C давление пара составляет I, 3 2 2 im Hg).Поэтому трудно осуществить полный перенос сульфата лантана (и иттрия) на блеск и оксид. Когда температура повышается, она значительно падает(например, при 200 ° С Yj (S04) I HjO 100 г на 0,1 г).

В нормальных условиях растворимость сульфатонов составляет около 40 (Sc), 10 (Y) или 2 (La) г и 100 г NaO. Людмила Фирмаль

Константы диссоциации Ионов YSOj и LaSO <оцениваются от 3 до 4 и от 4 до 4 соответственно. 22) сульфаты скандия и его аналоги могут образовывать комплексные соединения преимущественно типа M (3 (S0″)») и Ma [3 (SO<) i]. в кристаллическом состоянии также получены свободные комплексные кислоты типа H[3( S04)$].Решение Sci (SO») я провожу относительно небольшое current. In кроме того, при электролизе значительная часть Фаэтона переносится на анод.

С другой стороны, соотношение»раствор Sct (SOi)» к другим реагентам (несколько отличается Можно сделать вывод, что Sc-ионов в (соли скандия) относительно мало.Все это.В совокупности это позволяет предположить, что скандиевый раствор серной кислоты на самом деле содержит, например, вспомогательную соль этого типа. СК [СК(S04hb- 23) нормальный карбонат 3s (C0, H скандия и его аналоги получают только в присутствии избытка COj.Растворимость карбоната иттрия и лантана составляет 2 * 10-4 и 3•10-4 моль / л соответственно.

Основной карбонат E (0H) C0 | под действием NajCO или KaCOj .xH / 0 осаждается в растворе соли рассматриваемого элемента.Соль скандия растворяется очень легко, когда она превышает осадитель, иттрий становится более сложным, а лантан — только при использовании концентрированного раствора.Тип M [E (CO ‘L1), некоторые из которых x, например K(Sc(CO>) iJ-HtO или Na [La(CO’) s), также были получены в кристаллическом состоянии.

Нагрев безводного карбоната снижает легкость такого расщепления в сериях COj,npH4eMt, Sc-Y-La. 24) фосфаты скандия и его аналогов почти нерастворимы в воде (и почти нерастворимы в кислотах).Пирофосфат (ScHPjOr•3HjO) особенно характерен для самого скандия.Ортофосфорная кислота иттрий (YPO“) присутствует в природе (от сена до минералов). Около LaP04 был обнаружен ПР-4×10.Кристаллогидраты AcPO < 0,5 N, 0 фосфат актиния получали как в форме, так и в безводном состоянии. 25) Sc и его аналоги ацетат легко растворимы в воде.

Когда аммиак действует на раствор, выделяется основной ацетат, который получается в виде gel.An интересным свойством такого геля из Литина ацетата является его образование с синим йодом, аналогичное тому, которое получают из крахмала. Иногда используется для открытия Лос-Анджелеса. 26) оксалаты Sc, Y и La осаждаются под действием щавелевой кислоты на нейтральные вещества! кислый или слабокислый раствор солей nx, первоначально в виде застывшего осадка, постепенно кристаллизуется (в том числе 6, 9 и 10 НАО соответственно).

Их растворимость в воде очень мала: при 25°C hjo 100 приходится на 0,74 (Sc), 0,10 (Y) и 0,06 г(La).Интересно, что при нормальной серной кислоте изменение растворимости (г на 100 мл) происходит в противоположном направлении: 0,12 (Sc), 0,17(Y) и 0,40 (La). Таким образом, для константы диссоциации 0 ‘ 4 ионов были найдены следующие значения: NO-7(Sc). 3 * 10 «‘ (Г)Я 5-10-«(Ла). 27) большие количества иттрия щавелевой кислоты, особенно скандия, растворяют в высокотемпературном концентрированном растворе оксалата натрия, калия и аммония.

При охлаждении этих растворов образуются комплексы состава M»(3 (Ci04) j]•xHjO.Щавелевая кислота лантана почти нерастворима в других растворах оксалатов.В основе метода разделения лежит различная растворимость Sc, Y, La щавелевой кислоты и элементов семейства Lai-Thand (NHOsCfO 1). 28) все 3 элемента характеризуются кристаллическим циклопентадиеном s. желтый Sc(C » H$), (mp 240°С), бледно-зеленый Y (CsHe)$(mp 295° C) и бесцветный La (CsH) $(mp.395Х).

По-видимому, они имеют ионную структуру. 29) кристаллический ацетил-ацетонат е (C|Ht02) / растворимый во многих органических растворителях также характерен для элементов скандиевой подгруппы. Скандиевая соль, плавящаяся при 187°C, очень слабо растворяется в воде и очень стабильна, поэтому ее можно даже перегонять в вакууме без разложения. 30) сульфиды Sc, Y и La могут быть получены прямым синтезом из элементов, а также раскаленными хлоридами или оксидами в потоке HfS.

Теплота образования элемента SC2S3. YjSj (mp 1600) и LaaSi (2750®С) составляют 234, 276 и 307 ккал / моль соответственно. В случае < La » S> значение PR = 2 «1 (H) равно given.In в отличие от этих желтых сульфидов, Ac * S3-черный.3is4 тип полисульфидных производных иттрия и лантана, ФЛ.2120) и LA в желтом цвете, 0, S (1940°С) — и selenium OXO 3jO, Se.Фиолетовый SciSe * черный ScjTe», серый YsSe » n красный La3Sei также получены.

Известно, что Тана имеет несколько теллуридов различного состава. Это полупроводники P-tnpa. 31) нитриды Sc, Y и La соответствуют составу 3N и кристаллизуются в виде хлорида натрия (rf (LaN) 2.65 A).Тепло, получаемое от элементов, составляет 68 (Sc), 71 (Y) и 72 ккал / моль(La).Очень устойчив к нагреванию, например, СКН растворяется без разложения при 2650°С, а в компактном состоянии устойчив не только к воде (даже кипящей), но и к серным и щелочным растворам. ScP и LaP известны из фосфидов и кристаллизуются в соответствии с типом NaCl (rf (LaP) = 3,01 A].

Аналогичная структура была obtained. As La (D-3,06), LaSb (D = 3,24) и LABI (D = 3,28 A). 32) карбиды скандия и его аналогов получают нагреванием их оксидов с избытком углерода. Желтый YCt(mp.2300) и Лакт(Мп.2360°с) наиболее характерно для нтрня и фонарей. Они имеют кристаллическую структуру, такую как CaC| (рисунок X-5), то есть они состоят из четко* * и C ’ ions.

In было показано исследование LaCa, в отличие от CaC, d (CC)= 1.28 A, и самого карбида. Он очень хорошо проводит ток (во многом так же, как и металлический Лайтай), поэтому его структура может фактически соответствовать La3 * + C|. + e. Laicj-карбид (mp 1415 ° Cdecomp.) Кристаллическая структура отличается, но она также содержит ионы С. РФ (КС)= 1.32 ЭйДжей. Электрическая проводимость составляет около половины от LaCj. МК *для иттрия. Г} С3(Мп.1800) и YC(mp.1950°C) был получен.

Все эти карбиды в порошковом состоянии легко разлагаются водой и получается сложная смесь углеводородов (около 65% приходится на ацетилен).Композиции SCC и Sc4C карбида скандия известны в Скандии. 33) как правило, самым простым способом получения силицидов скандия и их аналогов является прямой синтез из элементов. Мы обсудили ScSi, Sc3Sis YSl, Y8Sij, YSij, Lasij и LaSij. Оба силицида типа 3Sij плавятся при температуре около 1520 ° C. 34) среди тех, кто родился, в некотором смысле есть ScBa (mp 2250). ScBu, YBj. Ыб * может(Мп 2300). YBii, LaB » (mp 2100°C).

Несколько противоречивые данные о ScBe, YBj. LaBj, LaB4 n LaBu. С относительно небольшой электронной функцией работы (2.66 эВ), лаборатория использует мощную электронную пушку как катод. 35)пепельно-черный гидрид типа 3Hj известен для всех элементов подгруппы скандия.

Результирующая теплота YH *и LaH2 составляет 44 и 50 ккал / моль соответственно. Оба этих элемента образуют богатые водородом гидриды типа EN. Интересно, что LaH, который стабилен до 300 ° С в атмосфере водорода(около 60 ккал / моль тепла), имеет проводящие полупроводники properties. As это видно из рисунка XI-43.Поскольку лантан насыщен водородом, плотность гидрида постепенно уменьшается до композиционного уровня}и * снова незначительно увеличивается при дальнейшем переходе к LaH.

Последнее связано с заполнением вакансий в решетке Ла водородом atoms. At в то же время было показано, что лантан имеет 3-валентность в обоих гидридах. То есть, когда вы переходите от Лахдж к Лах, Ла-Ла-присоединиться заменяется Ла-H присоединиться. Боранат-Y (BH4) был получен в виде сольвата каллсталла, содержащего тетрандофран нтрия. 38) В дополнение к 3Hindrnds также известны некоторые производные формально двухвалентных Sc, Y, La.

Например, в системе ScClj — Sc установлено образование черного ScCl2(разложение mp 806°С), А La! Когда S сливается с металлическим фонарем, образуется Lai *(разложение mp 825 ° С). в иттрии получают красный YS(mp 2040), а в фонаре получают желтый LaS (2330°С), LaSe и LaTe. Теплота образования LaS из элемента составляет 113, а энергия диссоциации его газообразных молекул на атомы-137 ккал / моль. Диаграмма XI-43.Плотность системы равна La-H (g / sl). Все эти вещества(гидриды 3Hj и др.) обладают высокой проводимостью, предполагающей наличие ионов E9 * и свободных электронов, а не ионов E*.

Сульфиды и их аналоги кристаллизоваться в Хлоридного типа: D (КПС) — 2.73, д (Лас)= 2.92, д (Ласп)= 3.02, д (поздно) 3.20 А. Он окисляется медленно. Он также сообщил, что подготовка (снижение КК * 0 водорода при 1800°с) производили cepofi ШОС, который также кристаллизуется в виде NaCl и [Дж (ШОС))= 2.27 А. 37) в Скандии и иттрии известны производные нулевой степени окисления в виде комплексов с композициями Sc (Dipy) a и dilnrindnl YrfDIpy*последние черные кристаллы сольватированы 3 молекулами Тетрагидрофурана

Смотрите также:

Предмет химия

Физико-химический анализ	Семейство лантанидов
Подгруппа галлия	Семейство актинидов