Лантаноиды (4-f элементы). Особенность электронного строения. Лантаноидное сжатие. Лантаноиды с переменной степенью окисления

Лантаноиды – это эл-ты-аналоги с очень близкими физико-хим св-ми т.к. обладают одинаковой конфигурацией внешнего электронного слоя (кроме Gd и Lu). Ln ₅₈Ce ¸ ₇₁Lu

Cвойства лантаноидов:

- Для атомов лантаноидов в основном состоянии характерны следующие электронные конфигурации (4f подуровень более выгоден, чем 5d): 4f=<5d

Лантаны: ₅₇La […]5d16s2 ₅₈Ce[…]4f²[5s²5p⁶]5d⁰6s²

Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd

4f² 4f³ 4f⁴ 4f⁵ 4f⁶ 4f⁷ 4f⁷[…]5d¹6s²

Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

4f⁹ 4f¹⁰ 4f¹¹ 4f¹² 4f¹⁷ 4f¹⁴ 4f¹⁴[6S²5p⁶]5d¹6S²

- Лантаноиды- эл-ты аналоги с очень близкими химикофизич св-ми, что объясняется абсолютно одинаковыми строением внешного энергетического уровня.

- Все лантаноиды характеризуются одинаковой степенью окисления: +3. Это объясняется малой энергией возбуждения одного электрона с 4f подуровня на 5d. В этом случае энергия, которая выделяется за счет образования дополнительной химической связи компенсирует затраты энергии на перевод электрона.

- Химические св-ва всех лантаноидов определяет электронная конфигурация 5d¹ 6s², степень окисления +3. Это объясняет близость их свойств.

- Некоторые лант. Проявляют перемен. степ. ок., что объясняется стремление приобрести или сохранить устойчивую конфигурацию 4f п/у. 4f⁰,4f⁷,4f¹⁴- устойчивые конфиг-ии.

- В ряду лант. проявляется эффект лантаноидногосжатия, т.е. уменьшения радиуса атомов ионов с ростом порядкового номера. Sc I La Ce радиус 0,164

- Лантаноидное сжатие приводит к уменьшению Ме активности и ослаблению основных св-в.

- Близкие размерные факторы и анология в эл. строении явились основой объединения Y,La,Ln в группу РЗЭ (16 эл-ов) РЗЭ РО₄- мооцит

Общие св-ва РЗЭ:

Наиболее активные Ме по активности щелочам и щелочнозем. Ме

В природе при станд. Условиях взаимод. Не Ме

РЗЭ + O2 ® РЗЭ₂O₃; Cl_тв+O₂®ClO2; РЗЭ+ H₂®РЗЭH2; РЗЭ+ H2O¹;

РЗЭ +H2 ®^t РЗЭ H₃^-1 (ион гидрид) восст-ль

2РЗЭ H3 + 3H2O ®2РЗЭ (ОН)3 + 3Н2

С Н2О и кислотами

РЗЭ Е⁰< -2,0В

Легко вытесняют водород из соединений

2РЗЭ + 6Н2О ®2 РЗЭ (ОН)3+3Н2

РЗЭ⁰- 3е ®РЗЭ³⁺

2Н⁺ + 2е ®Н2

2 РЗЭ + Н2SO4 разб ®РЗЭ2 (SO4)3+3H2

Общие свойства РЗЭ:

Дата добавления: 2013-12-12