Тексты лекций по разделу «химия элементов» для студентов 1 курса специальности 1 31 01 01 «Биология (научно-педагогическая деятельность)»
|
|
Скачать 2.03 Mb.
|
^
^ При химических реакциях от атомов скандия, иттрия и лантана могут отрываться по три электрона. Эти металлы являются сильными восстановителями; из них наиболее активен лантан. Примыкающие к лантану лантаноиды также являются сильными восстановителями, активность которых от церия к лютецию уменьшается. При окислении атомы лантаноидов, как общее правило, проявляют валентность 3. Первые пять элементов от церия до европия, включая лантан, называются цериевыми или церитовыми элементами. Остальные элементы вместе с иттрием называются иттриевыми элементами. Они являются более тугоплавкими металлами, чем цериевые. Упомянутое деление основано на том, что в одних природных минералах сосредоточены преимущественно цериевые элементы, из которых наиболее распространенным является церий, а в других — иттрий вместе с остальными элементами. ^
Восстановительные свойства цериевых элементов, имеющих больший радиус атома, выражены сильнее, чем иттриевых. Актиноиды являются еще более энергичными восстановителями, чем лантаноиды. Отношение к кислороду. При обычных условиях скандий, иттрий и лантан окисляются с поверхности кислородом с образованием защитной пленки. В нагретом состоянии эти металлы сгорают в кислороде, образуя оксиды состава Ме2О3. Наиболее энергично окисляется лантан, что следует из сопоставления теплот образования оксидов: Sc2O3, Y2O3 и La2O3, которые соответственно равны 284, 295, 311 кдж/г-экв. При обычной температуре на воздухе или в атмосфере кислорода цериевые металлы быстро тускнеют вследствие окисления; иттриевые металлы в этих условиях более устойчивы. При повышенной температуре (2000С и выше) все они окисляются быстро, образуя оксиды типа Ме2О3, например: 4Nd + 3O2 = 2Nd2O3. Исключение составляют Се, Рг и ТЬ, которые, соединяясь с кислородом, образуют оксиды состава CeO2, Рr6O11 и Tb4O7, являющиеся более устойчивыми соединениями, чем Ме2О3. Актиноиды окисляются на воздухе уже при комнатной температуре, образуя соответствующие оксиды, например: Th + O2 = ThO2. ^ Скандий, иттрий и лантан при повышенной температуре соединяются с галогенами, азотом, водородом, серой с образованием галидов, нитридов, гидридов, сульфидов и др. В этих реакциях наиболее активно ведет себя лантан. Актиний образует большое количество различных соединений, но их свойства пока изучены на микроколичествах элемента. Лантаноиды и актиноиды довольно энергично реагируют с галогенами, водородом, серой, азотом, фосфором, углеродом, образуя соответствующие соединения. ^ Скандий, иттрий и лантан с водой реагируют очень медленно, покрываясь защитной пленкой гидроксидов, например: 2Sc + 6HOH = 2Sс(ОН)3 + 3Н2. Лантаноиды медленно на холоде, быстрее при нагревании разлагают воду с выделением водорода: 2Nd + 6HOH = 2Nd(OH)3 + ЗН2. Иттриевые металлы по отношению к воде более стойки, чем цериевые. Взаимодействуют с водой и актиноиды. Порошок металлического урана, например, медленно разлагает воду уже при обычных условиях: 3U + 6Н2O = ЗUО2 + 6Н2. Массивные куски урана реагируют с кипящей водой. Выделяющийся водород соединяется с металлом, образуя гидрид: 4U + 6Н2 = 4UH3. Суммарная реакция взаимодействия урана с парами воды выражается уравнением: 7U + 6Н2О = 3UO2 + 4UН3. Этот процесс происходит весьма энергично, что заставляет надежно защищать уран от контакта с водой в ядерных реакторах, где вода используется в качестве охлаждающего агента или замедлителя. ^ По значениям электродных потенциалов скандий, иттрий и лантан близки к щелочноземельным металлам (от -2,0 до -2,4 В). Они легко растворяются в кислотах с выделением водорода, например: 2La + 3Н2SO4 = La2(SO4)3 + 3H2. Следует отметить, что электродные потенциалы лантаноидов имеют отрицательное значение и колеблются от -2,3 до -2,1 В. Поэтому лантаноиды легко взаимодействуют со всеми кислотами, образуя растворимые в воде соли. С фосфорной и плавиковой кислотами они не реагируют, так как соответствующие соли не растворяются в воде. При погружении металлов в растворы этих кислот на их поверхности образуются защитные пленки фосфатов или фторидов. Электродные потенциалы изученных в химическом отношении акти-ноидов (тория, урана, нептуния и плутония) изменяются от -1,6 до -1,4 В. Поэтому кислоты, как правило, энергично растворяют их. Азотная кислота растворяет куски урана с умеренной скоростью, но при растворении в ней тонко измельченного урана может произойти сильнейший взрыв. ЛИТЕРАТУРА
Учебное издание Свириденко Валентина Григорьевна Шумилин Владимир Анатольевич Хаданович Альбина Викторовна Дроздова Наталья Ивановна Зыкова Елена Леонидовна ^ для студентов 1 курса специальности 1 – 310101 – «Биология (научно-педагогическая деятельность)» Редактор В.И. Шкредова Корректор В.В. Калугина Лицензия №02330/0133208 от 30.04.04. Подписано в печать _______. Формат 60х84 1/16 Бумага писчая №1. Гарнитура «Таймс». Усл. печ. л. . Уч.-изд.л.. Тираж экз. Заказ № . Отпечатано с оригинала-макета на ризографе учреждения образования «Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины» Лицензия №02330/0056611 от 16.02.04. 246019, г.Гомель, ул. Советская, 104 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям