Lanthanides жана actinides: мезгилдик системадагы орду

Жер орбиталарындагы көрсөтүлгөн химиялык элементтердин ар бири: атмосфера жана Hydrosphere кесилиши - негизги атом жана молекула окууларды мезгил-мезгили менен укук ырастоочу жаркын мисалы катары кызмат кыла алат. Алар табият тарыхы ишмерлери тарабынан коюлган - Russian окумуштуулар М. V. Lomonosovym жана D. I. Mendeleevym. Lanthanides жана Actinides - эки үй-бүлө, 14-химиялык элементтерди камтыйт, ошондой эле өздөрүн металлдарды - lanthanum жана актиний. Алардын касиеттери - физикалык жана химиялык да - бул иш боюнча биз менен чечилүүгө тийиш. Мындан тышкары, биз аныктай мезгилдик система суутек, lanthanides, actinides боюнча атомдун электрон орбиталдарды курамына көз каранды.

ачылыш тарыхы

аягында 18-кылымдын Ю чыгуу сейрек кездешүүчү металл топтун биринчи компоненти менен алынган - иттрийлик закисин. 20-кылымга чейин, химия боюнча Г. Moseley менен изилдөөнүн аркасында металлдардын бир топ бар экендиги тууралуу кабардар болуп калды. Алар lanthanum жана hafnium ортосунда мезгил-мезгили менен дасторкон үстүндө жайгашкан. Дагы бир химиялык элемент - актиниум, lanthanum сыяктуу эле, 14-ажыроо бир үй-бүлөнү түзөт химиялык элементтердин, бул actinides. илим Алардын ачылыш 20-кылымдын ортолоруна чейин 1879-жылдан бери болгон. Lanthanides жана actinides физикалык жана химиялык касиеттери боюнча окшоштуктары көп. Бул энергия баскычтарда бул металлдардын атомдордун, электрондордун чарасын түшүндүрүүгө болот, атап айтканда, лантаноиддер е-субкатмарды төртүнчү деңгээл жана actinides үчүн - е-субкатмарды бешинчи деңгээл. Анан, дагы майда-чүйдөсүнө чейин жогоруда аталган металлдарды атомдун электрон орбиталарынын карап көрөлү.

атомдук-молекулярдык теориясынын негизинде ички өткөөл элементтеринин структурасы

химиялык M. V. Lomonosova түзүмүн мыкты ачылыш атомдун электрон орбиталарынын андан ары изилдөө үчүн негиз болгон. химиялык элементтердин, Макс Планк изилдөө элементардык бөлүкчө түзүлүшүн Ж. модели, F. Hund химиктер lanthanides жана actinides менен мүнөздөлөт физикалык жана химиялык касиеттери, мезгил-мезгили менен өзгөрүү бар мыйзамдардын туура түшүнүүгө жол берген. Сиз өткөөл элементтердин атомдору түзүмүн изилдөөгө мезгил-мезгили менен укук D. I. Mendeleeva маанилүү ролун четке кагуу мүмкүн эмес. Келгиле, дагы майда-чүйдөсүнө чейин бул маселени карап көрөлү.

мезгилдик системада ички өткөөл элементтерин Place D. I. Mendeleeva

Алтынчы үчүнчү тобуна - бир кыйла узак мезгил ичинде - үй-бүлө металлга lanthanum, буут жана инклюзия lutetium чара болуп саналат. Ат lanthanum атом 4F-субкатмарды бош жана толугу менен lutetium 14 электрондор менен толтурулат. элементтер алардын ортосундагыларды маанайда учурда, е-орбиталдарды акырындык менен толтуруу бар. actinides үй - торий тартып Протоколу үчүн - ошол эле принцип терс толтуруп электрондор 5f-субкатмарды пайда гана айырмачылык менен бөлүкчөлөр айып топтолушун байкалат. анын терс бөлүкчөлөрдөн тышкы энергиясы жана саны түзүмү (эки барабар) жогоруда металлдардын баары бирдей эле. Бул чындык ички өткөөл элементтер деп аталган lanthanides жана actinides, эмне үчүн, көптөгөн окшош болушу тууралуу суроого жооп берет.

Эки үй-химиялык адабияттардын айрымдары булактары кичи экинчи жагында бириктирилет. Алар ар бир үй-бүлө эки металлды камтыбаш. химиялык элементтердин мезгилдик системасын кыска түрдө бул үй-бүлөлөрдүн DI Mendeleev өкүлдөрү үстөлдүн обочо турат өзү жана өзүнчө катар уюштурулду. Ошондуктан, мезгилдик системада actinides жана lanthanides орду ички мезгилдүүлүгү толтуруу баскычтарда атомдор жана электрондор түзүмүндө башкы планына ылайык, ошол эле кычкылдануу болушу жалпы топтун ички өткөөл металлдарды кошуу шартталган. Бул химиялык элементтердин барабар lanthanum же актиний өзгөчөлүктөрү жана касиеттери бар. Бул lanthanides жана actinides химиялык элементтердин үстөлүнөн алыс себептен.

е-субкатмарды электрондук тарам металлдардын касиеттерин таасир катары

Биз мурда да айтылгандай, мезгилдик системада lanthanides жана actinides абалы түздөн-түз алардын физикалык жана химиялык өзгөчөлүктөрүн аныктайт. Мисалы, буут иондор, чыгуу жана группанын үй-бүлөнүн башка элементтери улам е-субкатмарды структуралык өзгөчөлүктөрү жогорку магниттик учурлар да болот. Бул магниттик касиеттери менен жарым өткөргүчтөр өндүрүү үчүн dopants катары металлдарды пайдаланууга мүмкүн. Пирит үй-бүлө элементтери актиниум (мис, sulfide протокол, торий) молекулалар аралаш бар химиялык байланыш түрүн: иондук-байланыштар же байланыштар металл. Бул структуралык өзгөчөлүгү жаңы физикалык жана химиялык касиеттери пайда алып келди жана lanthanides жана actinides Fluorescent касиетке ээ эмне деген суроого жооп катары кызмат кылды. Мисалы, актиниум күмүш үлгүсүн кара көк түстөгү тилкени толкутуп күндөй. Бул байланыштуу жогорураак энергиясы атомдордон жана электрондордон анда "секирик" козголушуна таасири астында пайда болот, андан кийин алардын туруктуу орбитага кайтып электр тогу металлдардын иондору, жарык бөлүкчөлөрүн колдонууга, болуп саналат. Бул lanthanides жана actinides phosphors ушул себептен.

атомдор иондук радиустары кыскартуу кесепети

Ат lanthanum жана актиний, алардын үй-бүлөлөрү, металл иондордун көлөмү көрсөткүчтөрү элемент бир монотондук кыскарышы элементтерден сыяктуу. химия боюнча, мындай учурларда группанын жана группасынын кысуу айтып. химия төмөнкү үлгү калтырган: элементтери бири таандык, атом ядросунун заряды жогорулатуу жана ошол эле мезгилде алардын радиустары төмөндөдү. Бул мындайча түшүндүрүүгө болот: мисалы, буут, талдоо, неодим атом энергетикалык баскычтарында саны жана ар дайым алты барабар металлдар үчүн. Бирок ядро заряддар тиешелүү бир чогулткан жана +58 түзөт, +59, +60. Бул терс заряддуу ядронун карата электрондордун ички орбиталарындагы тартуу күчүн жогорулатат дегенди билдирет. Натыйжада атом элемент бир кыскаруусу байкалууда. иондук радиустары атомдук санын көбөйтүү менен иондук металл кошундулары да кыскартылат. элементтер актиниум үй Окшош өзгөрүүлөр байкалган. Бул lanthanides жана actinides эгиз деп жатышат. ион радиустары кыскартуу, негизинен, CE (OH) менен гидро- негизги касиеттеринин начарлашына алып _{келет, 3,} PR (OH) _3, жана lutetium базалык мурунтан amphoteric өзгөчөлүктөрүн көрсөтүүдө.

Күтүлбөгөн жыйынтык жарым ёлтюрюрге атомду орбиталдарды менен 4F-sublevel түгөйсүз электрон толтуруп келет. Ал радиусу төмөндөгөн жок, тескерисинче, көбөйүп атомдон. lanthanides чыгуу 5D-sublevel сериясы, аны кийинки жылы, бир электрон 4F-sublevel Eu окшош болот. Мындай структура чыгуу атомдордун радиустагы кескин төмөндөшүнө себеп болот. Ушундай эле көрүнүш пакети бир жуп байкалган - lutetium. аны кескин 5D-sublevel электрон байкалган көрүнүшү катары азаят lutetium, ал эми 4F-субкатмарды толтуруу аягына чыгаруу үчүн ири улам атомдун диаметринин биринчи элементи. актиний жана атомдор жана иондордун бул үй-бүлө эки элемент башка уулуу элементтер monotonically өзгөргөн эмес, бирок ошондой эле lanthanides деп эле күн эмес, саат менен. Ошентип, lanthanides жана actinides алардын кошундулардын касиети жараша атомдун электрон орбиталарынын иондук радиусу жана структурасынан көз каранды болгон элементтер болуп саналат.

Санкт Петербург мамлекеттер

Lanthanides жана Actinides мүнөздүү абдан окшош элементтер болуп саналат. Атап айтканда, ал Санкт Петербург иондордун жана атомдордун өз кычкылдануу абалдары менен байланыштуу. Мисалы, торий, протокол, үч valency көрсөткөн, Th зат менен (OH) _3, PaCl _3, THF _3, Па ₂ (CO _{3) 3.} бул заттардын баары ээрибес болуп саналат жана металлдар, ошондой эле химиялык касиеттерге ээ lanthanum үй-бүлө: .., буут, талдоо, неодим, ж.б.у.с. бул кошулмалардын Lanthanides да тура болот. Эгиздер - Бул мисалдар биздин Хаман lanthanides жана actinides тууралыгын далилдеп турат. Алар сыяктуу физикалык жана химиялык касиеттерге ээ. Бул, биринчи кезекте, ички өткөөл элементтердин эки үй-бүлө атомдордун электрондук орбиталдарды түзүлүшүн түшүндүрүүгө болот.

металл касиеттери

эки топтун бардык өкүлдөрү 4f-, 5f- аяктады жаткан металлдар, ошондой эле д-отурсак. Lanthanum жана сейрек кездешүүчү жер элементтер, анын үй-бүлөсү деп аталат. Алардын физикалык жана химиялык өзгөчөлүктөрү өзүнчө лаборатория шарттарында, алар ал жерден көп кыйынчылык менен бөлүнүп турган ушунчалык окшош. Көрсөтүү кычкылдануу абалын +3, lanthanum сериясы элементтер менен көп окшош болушу жегич жер металлдар (молдук, калий, сап). Actinides ошондой эле уулуу тышкары абдан активдүү металлдар бар.

Мисалы, чыйратылган pyrophoric бөлүнгөн сыяктуу lanthanides жана actinides жана тийүү касиеттери структуралык өзгөчөлүктөрү. металл бети-орунга кристаллдык тордон өлчөмүн төмөндөтүү, ошондой эле бар. Кошуу да үй-бүлөлөрдүн бардык химиялык элементтердин - улам тез аба адамынан жогорку Reactivity үчүн күмүштөй Шин менен металл. Алар андан ары күйүшүнө чейин коргоого тийиштүү кычкылын тасмада камтылган. Бардык элементтер neptunium жана плутоний башка жетиштүү отко чыдамдуу болуп, эрүү температурасы бир кыйла 1000 ° Сден төмөн

Мүнөздүү химиялык

Жогоруда айтылгандай, lanthanides жана actinides химиялык активдүү металлдар бар. Ошентип, lanthanum, буут жана үй-бүлөнүн башка мүчөлөрү да жонокой жөнөкөй заттар менен байланышкан болушу мүмкүн - галогендер, ошондой эле, канал, көмүртек. Lanthanides да көмүр кычкыл газы жана көмүр кычкыл газы менен өз ара байланыша аласыз. Ошондой эле суу чиритүү жөндөмдүү. Мындай мис SeCl ₃ же БУУнун ₃ жөнөкөй туздар, Мындан _{тышкары,} алар кош туздар пайда кылат. аналитикалык химия, маанилүү орунду кабыл группанын металл-Glycine жана лимон кислотларынын менен ээлейт. Мындай жараяндары комплекстүү бирикмелер ушундай кендердин катары lanthanides, аралашмасынан бөлүү үчүн колдонулат.

бир нитраты, хлорид жана кычкыл кислоталар менен мамилелери, металлдар тиешелүү туздарды пайда кылат. Алар сууга дароо ээрүүчү жана кристаллдык HYDRATES түзүү жонокой алат. Бул алардын иондору менен катышуусу менен түшүндүрүлөт, бул группанын туздарын эритмелерде, түстүү экендигин белгилей кетүү керек. туз чечимдер самарий же талдоо жашыл неодим - кызыл, кочкул кызыл, ёлтюрюрге жана отчет - кызгылт. кычкылдануу мамлекеттик +3 иондор түстүү болгондуктан, ал металл иондору, lanthanides табуу үчүн аналитикалык химия (жогорку сапаттагы жооп деп аталган) колдонулат. Ошол үчүн да, мисалы, бөлчөк кристаллдашуу жана ион алмашуу колонны химиялык талдоо ыкмаларын колдонгон.

элементтердин actinides тобунун эки белгилей кетсек болот. Бул Беркли, айыл чарба, элемент, нидерланддар, Протоколу жана уран, neptunium, күздө, omeretsy болуп саналат. Химиялык касиеттери, анын үй-бүлөсүн биринчи жана lanthanum металлдар окшош. Экинчи топко абдан окшош химиялык өзгөчөлүктөрүнө ээ болгон (бири-бирине бир кыйла окшош) элементтери. Бардык actinides тез эле эмес металлдар менен өз ара: күкүрт, азот, көмүртек. кычкылтек legandami Алар татаал бирикмелерди пайда кылат. Көрүнүп тургандай, химиялык жүрүм-жылы бири-бирине окшош металлдарды эки үй-бүлөлөр. Бул lanthanides жана actinides металлдар көп эгиз деп атады эле.

Өзгөчө кырдаал суутек Мезгилдик система, lanthanides, actinides

Бул суутек жетиштүү жалкоолук зат экенин эске алуу зарыл. Ал химиялык жооп шарттарына жараша, өзүн-өзү көрсөткөн бир агент азайтуу жана кычкылданыруучуларга агент катары. мезгилдик системада эмне, суутек эки топтун негизги топчолордогу учурда турат.

алгачкы суутек төмөндөткөн реагент, ошондой эле иш-аракет жегичтик металлдар, бул жерде жайгашкан. элементтер галогендер менен бирге 7-тобунун ордуна Суутек, анын туруктуулугун көрсөтөт. Алтынчы мезгил ичинде мурда айтылгандай, столдун жайлуулугу жана көптүктөр үчүн өзүнчө сабында көрсөтүлгөн lanthanides үй-бүлөсүн, ошондой эле болуп саналат. Seventh мезгил актин окшош мүнөздөмөлөрү менен ташылганда элементтер тобун камтыйт. Actinides жакын lanthanum үй-бүлөсү астында химиялык элементтер DI Mendeleev дасторконунан сыртында жайгашкан. атомдордун ядросунда жылдан бери изилдеп, жок дегенде бул элементтер улам-апрелде өтө туруксуз. lanthanides жана actinides ички өткөөл элементтери бар экенин кетсек, алардын physicochemical өзгөчөлүктөрү абдан окшош.

металл өнөр жайын өндүрө жалпы ыкмалары

рудаларын түз тарабынан өндүрүлгөн торий, протокол жана уран, башка учурларда, башка actinides тез нейтрондорду жылып уран металл агымдардын үлгүлөрүн бомбалап жатканы менен даярдалышы мүмкүн. өнөр жай масштабдуу neptunium жана плутоний ядролук реакторлордун жургйзйлйп жаткан күйүүчү май алынып жатат. actinides алуу Белгилей кетсек, - өтө татаал жана кымбат жараян, ион алмашуу жана көп тепкичтүү казып алуу негизги ыкмалары. Lanthanides, хлоридинин же fluorides электролиз алынган, сейрек кездешүүчү элементтер деп аталат. өзгөчө таза lanthanides алуу үчүн, metallothermal ыкмасын колдонгон.

Кайда ички өткөөл элементтерин колдонуу

Биз изилдеп металлдарды пайдалануу спектри абдан кенен. актиний бир үй-бүлө үчүн - бардык, ядролук куралды жана энергия жогору болуп саналат. Actinides дары, кемчилик табуу, жандандыруу талдоо маанилүү болуп саналат. Бул атомдук реактор булактарында нейтрон басып катары lanthanides жана actinides пайдалануу менен эсептешпей коюуга болбойт. Lanthanides чоюн жана болотту үчүн гирдөөчү толуктоолорду катары пайдалануу, ошондой эле phosphors өндүрүүдө.

Табияттагы бөлүштүрүү

actinides жана lanthanides оксиддер көп көчүрмө, торий, иттрийлик кездешүүчү деп аталат. Алар тиешелүү металлдардын даярдоо үчүн негизги булагы болуп саналат. Уран, actinides негизги өкүлү рудаларынын же пайдалуу кендердин төрт түрүн түрүндө сүрөттө сырткы катмарында болуп саналат. Бул, биринчи кезекте, уран газы болуп саналат, настуран болуп саналат. Бул металлдын жогорку мазмуну болуп саналат. Көп учурда радий уран газы депозиттер (тамырлар) менен коштолгон. Алар Канада, Италия, Заир кездешет. Комплекстери торий жана уран кендери көп, мисалы, алтын жана күмүш сыяктуу баалуу металлдардан башка кендерди бар.

Россия, ЮАР, Канадада жана Армения бай, мисалы, чийки материалдарды эсепке алуу. Кээ бир чөкмө тектер минералдык carnotite камтыйт. Анын түзүлүшү, уран, тонна кошумча жана башка кирет. Чийки уранды төртүнчү түрү - бир кездешүүчү руданы жана zhelezouranovye тыныгууларды. Алардын запастары Марокко, Испания жана Америка Кошмо Штаттарында болуп саналат. Азыркы учурда көмүр жана лигнит уран кошулмалар камтыган депозиттери катары келечектүү деп эсептелинет. Алар Испанияда өндүрүлөт, Чех Республикасы, ошондой эле, АКШнын эки мамлекет - Түндүк жана Түштүк Дакота.