Слайд 1Лантан
Лантаноиды— семейство из 14 химических элементов III группы 6-го периода
периодической таблицы.
Слайд 4Лантаноиды.
Семейство состоит из церия, празеодима, неодима, прометия, самария, европия,
гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия и лютеция. Лантан
часто рассматривается вместе с этими элементами для удобства сравнения, хотя к лантаноидам он не всегда относится.
Слайд 5Изучение
Лантаниды стали изучаться и дополняться новыми элементами начиная с 18-го
века. Данное семейство условно делится на две группы: цезиевую —
от церия до европия — и иттриевую — от гадолиния до лютеция. Это связано с тем, что элементы находящиеся, например, в цезиевой группе очень близки между собой также, как и элементы иттриевой группы.
По настоящему большие успехи в изучении природы редкоземельных элементов были достигнуты благодаря спектральному анализу (1870—1880 гг.).
Слайд 6Нахождение в природе
Редкоземельные элементы достаточно широко распространены в природе. Их
распространение в земной коре составляет 0,015 %. Для некоторых элементов
данной группы процентные содержания в земле колеблются от 5×10−3—8×10−5 %. РЗЭ, исключая некоторые, распространены больше, чем серебро, ртуть, селен, платина. Их распространённость приближается по значениям распространённости свинца, олова, мышьяка, цинка, которые не относятся к редким в природе элементам. На земле нет таких горных пород, в которых не было хотя бы мизерной примеси церия, лантана, празеодима, иттрия и т. п. Лантаниды содержатся в апатитах, баритах, гранитах, базальтах, пироксенитах, андезитах, глинах, в морской воде и т. д. Кроме того, их присутствие выявлено так же в каменном угле, нефти, в разных грунтах, животных и растениях.
Слайд 8Гадолинит может содержать в себе и иттрий, и церий.
Слайд 9Месторождения
Богатые месторождения лантаноидов (редкоземельных элементов) находятся в Индии; монацитовый песок
залегает на береговых пляжах Траванкори, в Бразилии, Австралии, США, в
Африке, в Скандинавии и др. В Европе минералы РЗЭ располагаются на Кольском полуострове, Урале, Украине, в Азии — в Казахстане, Сибири.
Слайд 10Свойства
Известно, что атомы лантаноидов имеют 4f0—145d0—16s2-структуру. У лантана f-электронов нет,
а у церия их два. Далее с увеличением порядкового номера
количество f-электронов постепенно увеличивается с половинным заполнением 4f-уровня у гадолиния и полным его завершением у лютеция. У лантана, гадолиния и лютеция валентными являются электроны, поэтому эти элементы в соединениях бывают исключительно трёхвалентными. У других лантаноидов валентные связи создаются с участием 4f-электронов. Однако для них так же свойственна валентность 3. Учитывая стабильность, элементы Eu и Yb могут проявлять валентность 2, а Ce и Tb даже 4.
Слайд 12Физические свойства.
Лантаниды характеризуются серебристым цветом, ковкостью, низкой твёрдостью и средними
температурами плавления, разброс в значениях которых составляет от 804 °C
(церий) до 1700 °C (лютеций). Исходя из значений плотности лантаниды можно разделить на две группы: лёгкие и твёрдые. К первой группе относятся лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий и гадолиний. Плотность этих металлов ниже 8 г/см³. Остальные элементы составляют вторую группу, в которых плотность, исключая иттербий, лежит в промежутке между 8,272 (тербий) и 9,482 г/см³ (лютеций)
Слайд 13Химические свойства.
Лантаноиды химически активны, они образуют прочные оксиды, галогениды, сульфиды,
реагируют с водородом, углеродом, азотом, фосфором. Разлагают воду, растворяются в
соляной, серной и азотной кислотах. В плавиковой и фосфорной кислотах лантаноиды устойчивы, так как покрываются защитными пленками малорастворимых солей — фторидов и фосфатов.
С рядом органических соединений лантаноиды образуют комплексные соединения. Важное значение для разделения лантаноидов имеют комплексы с лимонной и этилендиаминтетрауксусной кислотой.
Слайд 14Применение.
Лантаноиды и лантан применяют как добавки к сталям, чугунам и
другим сплавам для улучшения механической стойкости, коррозионной устойчивости и жаропрочности.
Используют лантаноиды и лантан для получения специальных сортов стекла, в атомной технике. Соединения лантана, а также лантаноидов используют для изготовления лаков и красок, светящихся составов, в производстве кожи, в текстильной промышленности, в радиоэлектронике для изготовления катодов. Соединения лантаноидов применяются в лазерах.