24章 镧系元素和锕系元素

24章 镧系元素和锕系元素

ID:1448550

大小:248.00 KB

页数:23页

时间:2017-11-11

24章  镧系元素和锕系元素_第1页
24章  镧系元素和锕系元素_第2页
24章  镧系元素和锕系元素_第3页
24章  镧系元素和锕系元素_第4页
24章  镧系元素和锕系元素_第5页
资源描述:

《24章 镧系元素和锕系元素》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库

1、第24章镧系元素和锕系元素15种镧系元素(用Ln表示),加上钪(Sc)和钇(Y),共17种元素,称为稀土元素,用RE表示。LaCePrNdPmSmEu鑭铈镨釹鉕钐铕称为铈组稀土或轻稀土。GdTbDyHoErTmYbLuScY钆铽镝钬铒铥镱镥钪钇称为钇组稀土或重稀土稀土元素:稀,稀少;土,IIIB族。其实,有的稀土元素并不见得“稀少”,Ce比Sn多;Y、Nd、La比Pb多;极少的Tm尚比Ag多。独居石是最重要的稀土磷酸盐矿物。我国的稀土储量占世界第一位。含量高的稀土矿物有数十种,其中磷酸盐矿物居多。稀土元素的分布

2、分散,性质相似,提取与分离困难,因此,系统研究较晚。锕系元素都具有放射性超铀元素均由人工核反应合成。钍和铀发现最早,地壳中储量较多。AcThPaUNpPuAmCm锕钍镤铀镎钚镅锔BkCfEsFmMdNoLr锫锎锿镄钔锘铹24-1镧系元素24-1-1镧系元素的性质1金属单质颜色浅,有金属光泽,软,延展性好。化学性质活泼,次于IA和IIA族元素,比金属铝活泼。2La+6HCl2LaCl3+3H22La+6H2O2La(OH)3+3H2ScYLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoEr•••活泼稀土元素中,金属活

3、性最强的是La。Ce+O2CeO2(IV)2Ce+3Cl22CeCl3△2镧系化合物的颜色f-f跃迁引起。fx和f14-x电子构型的离子具有相同或相近的颜色。高氧化态的金属因电荷跃迁而显色,如Ce4+(4f0)的橙红色。玻璃中掺有少许稀土离子,可具有特殊性能及颜色。如掺有Nd2O3显红色,掺有Pr2O3显绿色。例如:Ce3+和Yb3+无色;Pr3+和Tm3+绿色。3镧系化合物的发光物质的发光:物质受到外界能量的激发,其电子从基态跃迁到激发态,当电子由激发态返回较低能级时,发射出不同波长的光;根据外界的激发能量不

4、同,有光致发光,阴极射线发光,电致发光,X射线发光;“荧光”:若激发停止发光也立刻停止,“磷光”:若激发停止发光继续存留。含稀土元素的发光材料已得到应用。上转换材料:稀土磷光材料中,发射光频率高于激发光的频率。如:YF3NaLa(WO4)2和-NaYF4做基质,掺Eu3+和Yb3+分别做激活剂和敏化剂。稀土材料的“上转换”功能在日常生活与军事上得到应用。如荧光灯:基质是磷灰石,掺Sb3+发蓝光,掺Eu2+发桔黄色光,两者均掺得近似于日光的白光。如彩电:高级三基色灯中的三基色荧光粉是含有稀土金属离子的物质。24

5、-1-2镧系元素的重要化合物1氧化物和氢氧化物(1)+3价氧化态Ln2O3难溶于水,易溶于酸,经过灼烧仍溶于强酸,与Al2O3不同。Ln(OH)3的碱性介于Ca(OH)2和Al(OH)3之间,随着原子序数的递增而减弱。均难溶于水。2Ln+3O2Ln2O3(Ce、Pr、Tb除外)Ln3++OHLn(OH)3+4价的Ce(IV)具有强氧化性Ce4++e——Ce3+=1.61VCeO2+4H++e——Ce3++2H2O=1.26V(2)其它氧化态稀土的主要氧化数为+3,也有+2和+4价。空气中加热镧系金属,Ce生成

6、CeO2,Pr生成Pr6O11,Tb生成Tb4O7。Ce4++Fe2+Ce3++Fe3+2CeO2+8HCl2CeCl3+4H2O+Cl2Ln2+与IIA的M2+性质相似,尤其和Sr2+性质相似。Sm2+,Yb2+在碱性溶液中易被氧化;但Eu(II)较稳定,以EuCl2·2H2O形式稳定存在。若溶液中有Ln2+和Sr2+,加入SO42-,在形成SrSO4沉淀的同时,会得到Ln和Sr的共同沉淀,得到的晶体为异质同晶。2稀土盐类(1)卤化物镧系金属氢氧化物、氧化物、碳酸盐中加盐酸均可得到氯化物。镧系元素的水合氯化物

7、受热脱水时发生水解。制备无水氯化物需要HCl气氛的保护。LnCl3·nH2OLnOCl+2HCl+(n-1)H2OLnCl3·nH2OLnCl3+6H2OHCl△(2)草酸盐难溶于水、稀酸,可将镧系金属离子与其它金属分离。向硝酸盐或氯化物的溶液中加6mol·dm3硝酸和草酸,可得到草酸盐沉淀。纯无水盐可采用氧化物Ln2O3氯化的方法,并加入些碳粉制备。△Ln2O3+3C+3Cl22LnCl3+3CO3配位化合物镧系元素生成配合物的能力小于过渡元素,但大于碱土金属,Ln3+离子属于硬酸,易于同硬碱中的氟、氧等配

8、位原子成键。在适当极性的非水溶剂中,可合成含氮配位化合物。Ln3+离子与配体之间的相互结合以静电作用为主,配位数一般较大。24-2-2锕系元素重要单质和化合物1铀及其化合物铀银灰色活泼金属。空气中易被氧化而变黑,密度大,与金相近。能溶于酸,能与许多非金属单质直接化合。空气中微微受热即燃烧,粉末状的铀在空气中甚至能自燃。铀的氧化物U3O8:存在于沥青铀矿中,暗绿色,难溶于水。UO2:棕黑

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。