Неорганическая химия. Часть 2. Химия элементов и их соединений. Николаева Р.Б - 110 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

110
Сплав
6
SmCo – очень хороший материал для получения постоянных магнитов,
которые при той же подъемной силе оказываются дешевле и в 16 раз легче, чем
железные, что позволяет, в частности, создавать миниатюрные моторчики.
Способность РЗМ хорошо поглощать газы используется в вакуумной технике.
Благодаря введению их в стекло получают особо прозрачные линзы или материалы с
необычным
цветом, которые применяют в ювелирном деле. Стекло, содержащее Ce,
устойчиво к действию радиации, т.е. не мутнеет.
Соединения РЗЭ используют в лазерах, а иттрий, гадолиний и европий,
обладающие люминофорными свойствами – в трубках цветных телевизоров. На основе
РЗЭ получены высокотемпературные сверхпроводники. Так,
x732
OCuYBa
−
(где
1x
<
)
сохраняет сверхпроводящие свойства до 95 К.
Работают соединения РЗЭ и как катализаторы, в частности, при переработке нефти.
Используют их также в медицине от болезней кожи, туберкулеза, в качестве
антикоагулянтов крови и т.д.
Актиноиды
К актиноидам (An) относятся f-элементы 2-го ряда, т.е. полученные при заполнении
электронами 5f-подуровня (после заполнения 7s-орбитали двумя электронами и одной 6d-
орбитали одним электроном).
Однако вследствие близости по энергии 6d- и 5f-подуровней электронные
конфигурации атомов могут
изменяться в зависимости от условий. Так, для первых
четырех An (Th, Pa, U, Np) они варьируются от
n12
f5d6s7 до
01n2
f5d6s7
+
, т.е.
f-подуровень какую-то
часть времени может быть полностью свободным. Для
следующих двух (Pu и Am), наоборот, от
n12
f5d6s7
до
1n02
f5d6s7
+
, т.е. временно может
полностью
освобождаться d-подуровень.
Для Э, находящихся правее Am, конфигурации становятся устойчивыми:
Cm(
712
f5d6s7 ), Bk(
92
f5s7 ), т.е. происходит провал электрона с d- на f-подуровень
(аналогично наблюдаемому у Ld), ибо по мере роста заряда ядра энергия 5f-подуровня
снижается не только абсолютно, но и относительно 6d-орбиталей.
Как следствие, An, начиная с Bk и до Lr, становятся
близкими по свойствам Ld, в
частности, устойчивыми в ст.ок. (+3). Остальные An тоже образуют соединения в этой же
ст.ок., но они, кроме Am(III) и Cm(III) , являются сильными восстановителями. Так,
Pu(III) – пятый элемент в ряду – легко окисляется
2
O воздуха в водном растворе до
Pu(IV), а первые четыре An(III) даже водородом воды, например:
HClHCl)OH(UOHUCl
22223
+
+→+ .
В табл. 17 приведены значения
высших ст.ок. An, а также наиболее устойчивых.
Из анализа данных этой таблицы видно, что An первой половины ряда имеют гораздо
большее
разнообразие ст.ок. по сравнению с кайносимметричными лантаноидами
(за счет большего радиуса атомов актиноидов и большего эффекта ЭЯНЭУ, а главное, из-
за
экранирования ядра электронами 4f-подуровня).
Причем
высшая ст.ок., вплоть до (+7) у Np, соответствует числу валентных
электронов; а правее ее величина снижается (до (+3) у Cf) за счет f-сжатия.
По этой же причине значение
устойчивой ст.ок. An совпадают с высшей лишь до
U, а затем уменьшается до (+3) уже у Am. В случае U – получены не только оксид (
3
UO ) и
фторид (
6
UF ), но и хлорид (
6
UCl ); однако правее урана стабильность элементов в
ст.ок. (+6) понижается, и для Pu(VI) известен лишь фторид, и то нестойкий.

Страницы