Неорганическая химия. Т. 3, кн. 2. Под ред. Ю.Д. Третьякова (975566), страница 66
Текст из файла (страница 66)
15. Черная модификация сульфида ртути разлагается пероксидом водорода в среде 2 М соляной кислоты. Напишите уравнение реакции. 16. Объясните, почему при растирании ртути с серой образуется черная модификация сульфида ртути, а при обработке ртути полисульфидом калия — красная. 17. Добавление силиката натрия к растворам гидроксоцинкатов приводит к образованию смешанных анионов, например [812пО,(ОН)4[', [8!зкпО,(ОН)4[~ . Выскажите предположение о строении этих ионов*. Что происходит при добавлении в раствор хлорида аммония? ' Атеаи М )с, Ееиля 2 Р., Бава~ М. аг аг О 1погя. Сйепь — 2005.
— У. 44. — Р. Х023. Глава 9 СКАНДИИ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ 9.1. ОБЩАЯ ХАРАКТКРИСТИКА В девятой и десятой главах учебника обзорно рассмотрена химия элементов третьей группы Периодической системы. В эту группу помимо скандия, иттрия, лантана и актиния входят два семейства/зэлементов. В их атомах, как известно, происходит заполнение электронами у-подуровня. Так, 4г"-подуровень заполняется у 14 элементов„следующих за лантаном (Се — 1ц), их называют 4узэлементами, или лантаноидами (1 и). Аналогично 5~-элементы (Т(з — ) г) носят название актиноиды (Ап).
д-Металлы третьей группы, будучи полными электронными аналогами с электронной конфигурацией (и — 1)д'пз-', имеют много общего в химических свойствах. Хотя формально зти элементы относят к переходным металлам, в химических соединениях, в которых они проявляют положительные степени окисления, д-электроны отсутствуют и практически не влияют на их химию. Именно поэтому свойства соединений элементов третьей группы значительно отличаются от химии переходных металлов, подробно рассмотренной в предыдущих главах. Элемент лантан генетически связан с семейством 4г-элементов, следующих за ним и называемых лантаноидами*. Тяготеет к лантаноидам и иттрий, это объясняется тем, что его ионный радиус очень близок к радиусам лантаноидов второй половины 4у"-ряда.
Таким образом, иттрий, лантан и 14 лантаноидов необычайно сходны по свойствам, в природе встречаются вместе в одних и тех же минералах, а разделение их представляет собой сложную задачу. Все эти 16 элементов принято называть редкоземельными (РЗЭ). Элемент начала третьей группы — Зд-металл скандий благодаря малому атомному радиусу отличается от редкоземельных элементов, его химия рассмотрена отдельно. Актиний и актиноиды являются радиоактивными, а наличие в атомах актиноидов частично заполненных 5у"-орбиталей, занимающих существенный объем в пространстве и участвующих в образовании связей, делает химию этих элементов отличной от химии более легких элементов группы (см.
гл. 1О). ' Греческий суффикс «-юбчрд придает слову оттенок полобия, отражает то качество, которос присушс самому предмету, поэтому «лантаноилы» буквально означает «подобные лантану». Именно закое название семейства утверждено ЮОРАС. Оно пришло на смену устаревшему термину «лантанилы», в котором суффикс «-гбяс» можно перевести с греческого как «слелуюший за*. 302 При разделении редкоземельных элементов было замечено, что по свойствам легкие лантаноиды тяготеют к лантану, тяжелые — к иттрию.
На этом основано встречающееся в литературе отнесение лантана, а также первых шести лантаноидов (Се — Ец) к цериевой подгруппе, а иттрия и «тяжелых» лантаноидов (Ог) — Ец) к иттриевой подгруппе. Таким образом, иттрий оказывается ближе по свойствам к элементам, стоящим во второй половине редкоземельного ряда. Скандий, иттрий, лантан, как и лантаноиды с нечетными порядковыми номерами, образуют мало иззтопов: один или два, в то время как для 7-'элементов с четными порядковыми номерами их число составляет б, 7.
Прометий радиоактивен и вообще не имеет стабильных нуклидов. История открытия лантаноидов уходит своими корнями в ХЧ111 столетие. В 1794 г, Иоган Гадолин (его имя носит элемент гадолиний) из университета Або а Финляндии выделил из редкого минерала новую землю', которую он назвал иттрией. Из другого минерала в том же столетии была получена земля цедил. Потребовалось еще несколько десятилетий, чтобы доказать неоднородность церии и иттрии. Так, в 1839— 1843 гг.
К.Мозандер выделил из церии дае новые земли: соединения лантана (греч. Хауваусо — быть скрытным) и дидимия (Йббро — близнец). Лишь а 1885 г. было доказано, что дидим представляет собой сплав двух металлов: неодима (греч, — уеос Йбброс— новый дидим) и празеодима (греч. — яраатос Ь(бздгоС вЂ” зеленый диднм), содержащий помимо этого и другие РЗЭ.
Так, в 1879 г. из диднма Лекок дс Буабодран выделил самарий, названный в честь горного инженера М.Самарского, открывшего минерал самарскит в Ильменских горах. Интересно, что соли дидима казались ученым бесцветными, хотя представляли собой смесь розовых солей неодима, зеленых солей празеодима с примесью желтых соединений самария.
Из земли иттрцц выделили сразу три элемента: итгрий, эрбий и тербий. В 1901 г. Е.Демарсе отделил от самария европий, а последним из встречающихся в природе лантаноидов в соединениях иттербия был обнаружен лютеция (1907 г.), сначата названный кассиопеехь В первое время открытым элементам не могли найти место в Периодической системе. Лишь после того как Г.Мозли в 1914 г. ввел понятие о порядковом номере элемента, стало очевидным, что между барием и танталом должно находиться еще !6 элементов.
В то время их было открыто 14. Расположенный перед танталом элемент гафний, выделенный в 1923 г., оказался полным аналогом циркония. Недостающий редкоземельный элемент — прометий — был получен в 1947 г. бомбардировкой атомов нсоднма-!44 а-частицами. Существование скандня было предсказано Д.И.Менделеевым в !871 г., назвавшим этот элемент экабором. Через семь лет из редкого минерала гадолинита была выделена земля, содержащая этот элемент, названный в честь Скандинавии, где был обнаружен минерал. Скандий, иттрий и лантан являются И-элементами — у них начинается заполнение пьподуровня.
Однако при переходе от лантана к следующему элементу церию электроны заселяют 47-'уровень, который оказывается энергетически более устойчивым (табл. 9.1). Так, у изолированного атома церия в не- возбужденном состоянии еще сохраняется один Ы-электрон, а начиная с празеодима 541-подуровень остается вакантным, причем число7'-электронов у элементов цериевой подгруппы возрастает от ! (Се) до 7 (Ец). Повышенная ' Землями в ХЧП! в, называли тонкие порошки; «... каменья, которые нз наимельчайших частно, тдк что оные рукамн ошупдзь нс можно, мало нян совсем между собой не срослых состоят...» (Д.И.Виноградов пнт. по книге: Безбородов М.А.
Дмитрий Иванович Внногрддоп. Создатель русского фарфора. — М д Л з Изд-яо АИ СССР, 1950. — с. 494). 303 м о Г~ "' ОЧ Я~0 ОФ О" О" о м 00 О м 8 ~0 О О' ос гч о 'ООО Л Мо л м ОЧ ОЧ о" О" м ОГ О омм ~о— л О:О м оо 00 о" чО 'Г3 м 00 Оо- и м сч "1 и о' м 00 00 счоо ОЧ Г~ о м 00 о" Г~ СР с- о МЯ Я ОО сч а м 'Ъ3 l~ ь сч о ОЧ Ч0 а сч о о Ю О' О Ю ~ о о ~й о 6$ о й М сч м Гч а ОО ОЧ й о Б У о з." 304 Ы и В о Б <т~ х о Л м $ о М НО М чО Л о о" о" "' м Р аж ~5 о ы й 2 о 0334 м о Х 'О м ~й~ = «о ОО 'О '4С с„" С;„3 4О оо О' '40 '40 00 ча О3 О с'3 3 О- оо О м о ! м Оа О' 00 СЧ сч о 03 00 С 4 ~% ~- о 03 Ча С'4 й сч о О с'4 оа о и С 3 о о 'о аа с м ~ Я О" О сч с 3О ~ — 04 ча о 03 М 43 43 43 00 сч 3 Ча аа с о м'.о о 343 — о с о ~ ом О О" СЗР СЧ со~ сч сч о" о ~) о о $ '.
о. )Х "34 » о 44 а Х Х 5 о М ЪЪ Й о ~~ Р Р й 305 Р Я 03 о о а ~ Р 30 Х о й Р м 8 и Х. Х о х 34 $ о ~о о сч "' ССч 3- сч м о — СЧ О 3о 00 м "33 о о -сч О О' 'Оо 3 аса М вЂ” сч о" мДЯ сч сч о Х 'С3 О СЧ 43 003 М Х С3 О, '" 43 44 С'3 с-о 33 3= аа с 3 3 Д СЧС 03 Р С3 сч 00 мО 00 с СЧ м сч о" сч., „, ° .. счм, 00 — О Х '3 Ф о$ рЛ й~ Ой 43 Д О й М 0,0 0 0 3 43 0 0 30 О Д Х о 0 Х а' Х 8 34 а уа 0' Х й 34 о о Х а' 'Х:й '43 'о Х 0 0 Х Д 0 Д 40 0 0 34 Х 0 ~3 0 о 03 устойчивость наполовину заполненного подуровня приводит к тому, что у атома следующего за европием гадолиния (Ог)) сохраняется 7'-конфигурация, а новый электрон переходит на 561-подуровень, как это было у церия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
