Актиноиды (5-f элементы). Особенность электронного строения. Актиноидное сжатие. Изменение степени окисления в ряду актиноидов

Б) Окислительно-восстановительные свойства.

А) св-во оксидов и гидроксидов

Электронное строение.

Г) амфотерность Сe(OH)4 слабое

В) гидролиз

Ce(OH)2(NO3)2 ®^H2OCeO(NO3)2; Ce(NO3)4 +2H2O= Ceo(NO3)2+HNO3;

CeC Ce¹c CeC+4H2O->^tCe(OH)4+CH4­; СEC2 CeC2+4H2) ®^t Ce(OH)4+C2H4 ­

Ce(OH)₄+NaOH¹; Ce(OH)₄+2NaOH®^t°Na₂CeO₃+3H₂O

Д) Качественная реакция на Сe(+3)Сe(+4)

Ce(NO₃)₃+3NH₄OH® Ce(OH)₃¯+3NH₄NO₃;

2Ce(OH)3+H2O2®2Ce(OH)4¯

Ce⁺³ –e ®Ce⁺⁴ *2

2O^-1+2 ®2O^-2

Ce(OH)₄¯+H₂O₂®Ce(OH)₃(OOH)¯+H₂O.

Свойства европия.

₆₃ Eu [ ] 4f⁶ [5S²5p⁰ ] 5d¹ 6s². (+3). Аналог R⁺³ РЗ (4f), некоторых 3d (Sc, La, Y, Ac).

Eu [ ] 4f⁷ [5S²5p⁰] 5d⁰6s². (+2). (Ca, B). EuSO₄$.

Eu- один из немногих Ln, для которых характерны ст.ок. +2, имеет самый большой радиус атома, которому он наименее стоек к действию окруж.среды (О2,Н2О)

Сва-ва соединений Еu (+3):

Eu2О3 только основные

Eu2О3+HCl -> 2 EuCl3+ H2O

Eu²⁺ D Eu³⁺. Это св-во используют для отделения Еu от РЗЭ.

Разделение Eu₂(SO₄)_3р-р + Zn (pH < 7) ® 2EuSO₄$ + ZnSO₄.

РЗЭ2(SO₄)_3р-р + Zn¹ т.к. РЗЭ(+3)- постоянная ст.ок.

Отделение Eu от других редкоземельных элементов связано с его способностью образовывать труднорастворимый сульфат в двухвалентном состоянии: R₂(SO₄)₃ — раствор.

Св-ва Еu (+2)

Соединения Eu(+2) похожи на св-ва соединений 2 группы эл-ов.

Eu+2H2O® Eu⁺²(OH)2+H2; Eu(OH)2«Eu⁺²+2OH^-; Eu(OH)2+4NH4OH®[Eu(NH3)4](OH2)+4H2O

Eu(+2)®^окEu(+3)

4Eu(OH)2+O2+2H2O®4Eu(OH)3

Eu⁺² -e® Eu⁺³ *4

O2 +4e® 2O^-2

Кислотно-основные свойства европия. Eu(OH)₃ + 3HCl ® EuCl₃ + 3H₂O Eu + 2H₂O ® Eu(OH)₂ + H₂#. Eu(OH)₂+H₂SO₄ ® EuSO₄$ + H₂O Eu(OH)_3/2 + NaOH ¹. CeC + H₂O ® Ce(OH)₄$ + CH₄.

CeC₂ + H₂O ® Ce(OH)₄$ + C₂H₄. EuC₂ + H₂O ® Ce(OH)₂$ + Eu₂C₂. CaC₂ + H₂O ® Ca(OH)₂ + C₂H₂.

Особенности электронного строения ₉₀Th¸130Lz:

1.Атомы всех актиноидов претерпевают радиоактивный распад. Чем тяжелее ядро, тем период полураспада меньше, тем в меньшей степени эти актиноиды сохранились в природе. В природе в основном существуют торий и уран а также протактиний (Ра). Остальные получают искусственным путем.

Период полураспада: ₉₂²³²Th T_1/2= 1,4*10¹⁰ лет; ₉₂²³⁸U Т_1/2= 4*10⁹ лет

2.Для актиноидов(Th) характерна еще большая близость энергий состояний,

чем для лантаноидов (Ln).

5f=6d=7s (An) чем 4f≤5d≤6s (Ln)

Полагается, что 5f орботалей An выходят за пределы 6s²6p⁶ эл-го облака, что делает их доступными для участия в хим. взаимодействиях. Этим объясняют также большое разнообразие степ. Окис-ия у актиноидов 1ой половины семейства.

3.Устойчивость 5f подуровня зависит от степени заполнения его электронами.

1-ая половина семейства: ₉₀Th¸₉₆Cm - 5f подуровень неустойчив

2-ая половина семейства: ₉₇Bk¸₁₀₃Lz - 5f подуровень устойчив

4. Актиноиды первой половины семейства проявляют переменные степени окисления от +3 до максимальной, что объясняется тем, что 5f подуровень не стабилен.

Максимальные степени окисления: Th+ 4, Pa +5, U +6, Np +7, Pu +7, Am +6, Cm +4

5. Актиноиды второй половины семейства имеют постоянную степень окисления +3, редко +2, т.к. 5f подуровень стабилен, и полагают, что он погружается под экран электронного облака 6s² 6p⁶ электронного облака, что делает его недоступным для взаимодействия.

Свойства актиноидов второй половины семейства очень похожи на свойства лантаноидов.

6.В ряду актиноидов проявляется эффект актиноидного сжатия – уменьшение радиусов атомов или к увелич. порядк. Номера. Оно приводит к ослаблению металлической активности и основных свойств оксидов и гидроксидов.

Дата добавления: 2013-12-12