Põhiline muud

Haruldaste muldmetallide element

Sisukord:

Haruldaste muldmetallide element
Haruldaste muldmetallide element

Video: TRADUCTION EN 20 LANGUES = Composés de métaux des terres rares 2024, Mai

Video: TRADUCTION EN 20 LANGUES = Composés de métaux des terres rares 2024, Mai
Anonim

Elastsed omadused

Nagu enamiku muude haruldaste muldmetallide omaduste puhul, langevad haruldaste muldmetallide elastsed moodulid teiste metallielementide keskmisesse protsentiili. Skandiumi ja ütriumi väärtused on umbes samad, mis lantaniidide (erbium kuni luteetsium) lõpp-osade väärtustel. Aatomiarvu suurenemisega suureneb elastsusmoodul üldiselt. Tseetriumi (umbes 4f sidumine) ja üterbiumi (divalentsus) anomaalsed väärtused on ilmsed.

Mehaanilised omadused

Haruldaste muldmetallide metallid ei ole nõrgad ega eriti tugevad metallielemendid ning neil on siiski teatav tagasihoidlik elastsus. Kuna mehaanilised omadused sõltuvad üsna tugevalt metallide puhtusest ja nende soojusajaloost, on kirjanduses esitatud väärtusi keeruline võrrelda. Lõplik tugevus varieerub vahemikus umbes 120 kuni umbes 160 MPa (megapaskalid) ja elastsus umbes 15 kuni 35 protsenti. Ytterbiumi (euroopiumi pole mõõdetud) tugevus on palju väiksem, 58 MPa ja elastsus on suurem, umbes 45 protsenti, nagu võiks eeldada kahevalentse metalli puhul.

Keemilised omadused

Haruldaste muldmetallide metallide reaktsioonivõime õhuga näitab olulist erinevust kergete lantanoidide ja raskete vahel. Kerged lantaniidid oksüdeeruvad palju kiiremini kui rasked lantanoidid (gadoliinium läbi luteumiumi), skandium ja ütrium. See erinevus tuleneb osaliselt moodustunud oksiidprodukti varieerumisest. Kerged lantaniidid (lantaan läbi neodüümi) moodustavad kuusnurkse A-tüüpi R 2 O 3 struktuuri; keskmised lantaniidid (samarium läbi gadoliiniumi) moodustavad monokliinilise B-tüüpi R 2 O 3 faasi; samas kui rasked lantaniidid, skandium ja ütrium moodustavad kuupmeetri C-tüüpi R 2 O 3 modifikatsiooni. A-tüüp reageerib õhus oleva veeauruga, moodustades oksühüdroksiidi, mis põhjustab valge katte lämbumist ja laseb oksüdeeruda, paljastades värske metalli pinna. C-tüüpi oksiid moodustab tiheda sidusa katte, mis takistab edasist oksüdeerumist, sarnaselt alumiiniumi käitumisega. B-tüüpi R 2 O 3 faasi moodustavad samarium ja gadoliinium oksüdeeruvad pisut kiiremini kui raskemad lantaniidid, skandium ja ütrium, kuid moodustavad siiski koherentse katte, mis peatab edasise oksüdeerimise. Seetõttu tuleb kergeid lantaniide säilitada vaakumis või inertgaasi keskkonnas, samas kui raskeid lantaniide, skandiumit ja ütriumit võib aastaid välitingimustes ilma oksüdeerumiseta jätta.

Bcc-struktuuriga euroopametall oksüdeerub haruldastest muldmetallidest niiske õhuga kõige kiiremini ja seda tuleb kogu aeg käidelda inertses gaasis. Reaktsiooni saaduse europium kokku puutudes niiske õhk on hüdraat hüdroksiid, Eu (OH) 2 H 2 O, mis on ebatavaline reaktsiooni saadus sest kõik teised haruldased muldmetallid moodustavad oksiidi.

Metallidest jõuliselt reageerida kõik happed arvatud vesinikfluoriidhape (HF), vabastades H 2 gaasi ning moodustab vastava haruldaste muldmetallide-aniooni ühendit. Vesinikfluoriidhappes asetatud haruldaste muldmetallide metallid moodustavad lahustumatu RF 3 katte, mis hoiab ära edasise reaktsiooni.

Haruldase muldmetallide kergesti reageerida gaasilise vesiniku moodustamaks RH 2 ning tugeva hüdriidi tingimustes RH 3 järk-va skandium, mis ei moodusta trihydride.

Ühendid

Haruldaste muldmetallide elemendid moodustavad kümneid tuhandeid ühendeid, mille kõik elemendid on paremal perioodilises tabelis seitsmenda rühma metallidest (mangaan, tehneetsium ja renium), lisaks berüllium ja magneesium, mis asuvad kaugel vasakpoolne serv 2. rühmas. Järgnevalt kirjeldatakse olulisi ühendite seeriaid ja mõningaid ainulaadsete omaduste või ebahariliku käitumisega ühendeid.

Oksiidid

Suurim seni uuritud anorgaaniliste haruldaste muldmetallide ühendite perekond on oksiidid. Kõige tavalisem stöhhiomeetria on R 2 O 3 koostis, kuid kuna mõnel lantaniidi elemendil on lisaks 3+ ka muid valentsusseisundeid, eksisteerivad ka muud stöhhiomeetriad - näiteks tseeriumoksiid (CeO 2), praseodüümi oksiid (Pr 6 O 11).), terbiumoksiid (Tb 4 O 7), euroopiumi oksiid (EuO) ja Eu 3 O 4. Enamik arutelust keskendub kahekomponentsetele oksiididele, kuid lühidalt antakse ülevaade ka kolmekomponentsetest ja muudest kõrgema astme oksiididest.