Lanthanides ati actinides: awọn ipo ninu awọn igbakọọkan eto

Kọọkan ninu awọn kemikali eroja han ninu Earth nlanla: awọn bugbamu ti ati hydrosphere lithosphere - le sin bi a imọlẹ apẹẹrẹ ifẹsẹmulẹ Pataki atomiki ati molikula ẹkọ igbakọọkan ofin. Won ni won gbekale nipasẹ awọn luminaries of Natural History - Russian sayensi M. V. Lomonosovym ati D. I. Mendeleevym. Lanthanides ati Actinides - meji idile, eyi ti ni ninu 14 kemikali eroja, bi daradara bi awọn irin ara wọn - lanthanum ati actinium. Won ini - mejeeji ti ara ati kemikali - lati wa ni a koju nipa wa ni ise yi. Ni afikun, a mọ awọn ipo ninu awọn igbakọọkan eto ti hydrogen, lanthanides, actinides da lori be ti itanna orbitals ti awọn ọta.

Itan ti Awari

Ni awọn pẹ 18th orundun Yu gadolinium won gba nipa akọkọ yellow lati awọn ẹgbẹ ti toje aiye irin - afẹfẹ ti yttrium. Titi ti tete 20 orundun, ọpẹ si iwadi nipa G. Moseley ni kemistri di mọ ti awọn aye ti ẹgbẹ kan ti awọn irin. Won ni won wa ni be ni igbakọọkan tabili laarin lanthanum ati hafnium. Miran ti kemikali ano - actinium, lanthanum bi, awọn fọọmu kan ebi ti 14 ipanilara kemikali eroja, wọnyi actinides. Wọn Awari ni Imọ sele niwon 1879 titi ti aarin-20 orundun. Lanthanides ati awọn actinides ni opolopo ti afijq ni ti ara ati kemikali-ini. Eleyi le ṣee se alaye akanṣe ti elekitironi ninu awọn ọta ti awọn wọnyi awọn irin, eyi ti o wa ni agbara awọn ipele, eyun lanthanide jẹ kẹrin ipele ti f-sublayer, ati fun actinides - karun ipele ti f-sublayer. Next, a ro ni itanna nlanla ti awọn ọta ti o wa loke-darukọ irin ni diẹ apejuwe awọn.

Awọn be ti awọn akojọpọ orilede eroja ninu ina ti awọn atomiki-molikula yii

O wu ni lori Awari ti awọn be ti kemikali M. V. Lomonosova wà ni igba fun siwaju iwadi ti awọn itanna nlanla ti awọn ọta. Rutherford awoṣe ti ìṣòro patiku be ti a kemikali ano, awọn Max Planck iwadi, F. Hund laaye chemists lati ri awọn ti o tọ alaye ti awọn ti wa tẹlẹ ofin ti awọn igbakọọkan iyipada ti ara ati kemikali-ini, eyi ti o ti wa ni characterized nipasẹ awọn lanthanides ati actinides. O ko le foju awọn pataki ipa ti awọn igbakọọkan ofin D. I. Mendeleeva ninu iwadi ti awọn be ti awọn ọta ti orilede eroja. Ẹ jẹ ki wadi atejade yii ni diẹ apejuwe awọn.

Gbe akojọpọ orilede eroja ninu awọn igbakọọkan eto D. I. Mendeleeva

Ninu awọn kẹta ẹgbẹ ti kẹfà - a gun akoko - fun ebi irin ni lanthanum, cerium ati idayatọ to lutetium jumo. Ni lanthanum atomu 4f-sublayer sofo ati ki o patapata kún ni lutetium 14th elekitironi. Ni eroja sọnu therebetween, nibẹ ni a mimu nkún ti f-orbitals. Ninu ebi ti actinides - lati thorium to lawrencium - The kanna opo wa ni šakiyesi ikojọpọ ti ni odi agbara patikulu pẹlu awọn nikan ni iyato ti o ba waye ninu awọn àgbáye elekitironi 5F-sublayer. Awọn be ti awọn ita agbara ipele ti ati awọn nọmba ti odi patikulu rẹ (dogba si meji) ni gbogbo awọn ti awọn loke awọn irin kanna. O daju yi dahun awọn ibeere nipa idi ti awọn lanthanides ati actinides, ti a npe ni akojọpọ orilede eroja, ni ọpọlọpọ awọn afijq.

Diẹ ninu awọn orisun ti kemikali litireso ti awọn mejeeji idile ti wa ni idapo sinu keji apa ti awọn egbe kekere. Won ni meji irin lati kọọkan ebi. Ni kukuru fọọmu ti awọn igbakọọkan eto ti kemikali eroja DI Mendeleev asoju ninu awọn idile ti wa ni ya sọtọ lati awọn tabili ara ati idayatọ lọtọ ila. Nitorina, awọn ipo ti actinides ati lanthanides ninu awọn igbakọọkan eto ni ibamu si awọn gbogbo ètò ti awọn be ti awọn ọta ati awọn elekitironi ni akojọpọ periodicity àgbáye ipele ati niwaju awọn kanna ifoyina ṣẹlẹ aggregating ti abẹnu orilede irin ni gbogbo ẹgbẹ. Ni awọn wọnyi kemikali eroja ni awọn ẹya ara ẹrọ ati awọn-ini deede lanthanum tabi actinium. Ti o ni idi ti awọn lanthanides ati awọn actinides kuro lati awọn tabili ti kemikali eroja.

Bi awọn ẹrọ itanna iṣeto ni ti f-sublayer ipa awọn ini ti awọn irin

Bi awa ti wi ki o to, awọn ipo ti lanthanides ati actinides ninu awọn igbakọọkan eto taara ipinnu won ti ara ati kemikali abuda. Fun apẹẹrẹ, cerium ions, gadolinium, ati awọn miiran eroja ti awọn lanthanide ebi ni ga se asiko nitori awọn igbekale ẹya ara ẹrọ ti f-sublayer. O ti wa ni ṣee ṣe lati lo awọn irin bi dopants fun producing semiconductors pẹlu se ini. Sulfides ebi eroja actinium (e.g., sulfide protactinium, thorium) ni won ohun ti o ni a adalu Iru ti kemikali imora: ionic-covalent tabi covalent-ti fadaka. Yi igbekale ẹya-ara ti yori si farahan ti titun ti ara ati kemikali-ini ati ki o sin bi ohun idahun si ibeere ti idi ti awọn lanthanides ati awọn actinides ni Fuluorisenti-ini. Fun apẹẹrẹ, a ayẹwo ti actinium fadaka glows ninu okunkun bluish alábá. Eleyi jẹ nitori awọn iṣẹ ti awọn ina ti isiyi irin ions, photons ti ina, eyi ti o waye labẹ awọn ipa ti awọn inudidun ti awọn ọta ati awọn elekitironi ninu rẹ "fo" to kan ti o ga agbara ipele ati ki o pada si adaduro yipo. O ti wa ni fun idi eyi ti awọn lanthanides ati awọn actinides ni o wa phosphors.

Awọn gaju ti atehinwa ionic radii ti awọn ọta

Ni lanthanum ati actinium, bi eroja lati idile wọn, a monotonic isalẹ ni iwọn ifi radii ti irin ions. Ni kemistri, ni iru awọn igba lati sọrọ ti awọn lanthanide ati actinide funmorawon. Awọn kemistri ṣeto wọnyi Àpẹẹrẹ: pẹlu jijẹ idiyele ti awọn ti arin ti awọn ọta, nigbati awọn eroja wa si ọkan ati awọn akoko kanna ati awọn won radii isalẹ. Eleyi le ṣee se alaye bi wọnyi: nitori awọn irin bi cerium, praseodymium, Neodymium, awọn nọmba ti agbara ipele ti awọn ọta ati ki o nigbagbogbo dogba si mefa. Sibẹsibẹ iwo owo lẹsẹsẹ incremented nipa ọkan ati je +58, +59, +60. Eleyi tumo si wipe mu ki awọn agbara ti ifamọra ti awọn akojọpọ nlanla ti elekitironi sí daadaa agbara arin. Bi awọn kan Nitori nibẹ ni a idinku ninu awọn ti radii ti awọn ọta. Awọn ionic irin agbo pẹlu jijẹ atomiki nọmba ti awọn ionic radii ti wa ni tun dinku. Iru ayipada won woye ninu awọn eroja actinium ebi. Ti o ni idi ti awọn lanthanides ati awọn actinides wa ni a npe ìbejì. Atehinwa dẹlẹ radii nyorisi nipataki lati kan weakening ti awọn ipilẹ-ini ti hydroxides ti Ce (OH) _3, PR (OH) _3, ati awọn mimọ ti lutetium tẹlẹ afihan amphoteric-ini.

Airotẹlẹ esi nyorisi àgbáye 4f-sublevel unpaired elekitironi ni orbitals to idaji awọn europium atomu. O si Atomu rediosi ti ko ba dinku, sugbon dipo pọ. Ni awọn wọnyi ti o ni onka ti lanthanides gadolinium 5d-sublevel, nibẹ ni ọkan itanna 4f-sublevel iru si Eu. Iru a be fa ohun abrupt isalẹ ninu awọn rediosi ti gadolinium awọn ọta. A iru lasan ti wa ni woye ni a bata ti ytterbium - lutetium. Ni igba akọkọ ti ano ti awọn atomu rediosi ti kan ti o tobi nitori lati pari àgbáye 4f-sublayer, nigba ti lutetium ti o abruptly dinku bi on 5d-sublevel itanna šakiyesi irisi. Ni actinium ati awọn miiran ipanilara eroja ni yi ebi radii ti awọn ọta ati awọn ions ma ko yi monotonically, ṣugbọn bi daradara bi ti o ti lanthanides, ni nfò ati awọn igboro. Bayi, awọn lanthanides ati awọn actinides wa ni eroja ninu eyi ti awọn-ini ti wọn agbo correlatively da lori ionic rediosi ati be ti itanna nlanla ti awọn ọta.

valence ipinle

Lanthanides ati Actinides wa ni eroja ti abuda ti wa ni oyimbo iru. Ni pato, o ifiyesi wọn ifoyina ipinle ni valence ions ati awọn ọta. Fun apẹẹrẹ, thorium, protactinium, latile a valency ti mẹta, ni awọn agbo ti Th (OH) _3, PaCl _3, ThF _3, Pa ₂ (CO _{3) 3.} Gbogbo awọn ti awọn wọnyi oludoti ni o wa insoluble ati ki o ni kanna kemikali-ini bi awọn irin lati lanthanum ebi: .., cerium, praseodymium, Neodymium, ati ki o jade ninu Lanthanides ti awọn wọnyi agbo yoo tun jẹ trivalent. Awon apeere mule awọn titunse ti wa itenumo ti awọn lanthanides ati awọn actinides - ìbejì. Won ni iru ara ati kemikali-ini. Eleyi le ṣee salaye nipataki awọn be ti itanna orbitals ni awọn ọta ti awọn mejeeji idile ti abẹnu orilede eroja.

irin-ini

Gbogbo awọn asoju ti awọn ẹgbẹ meji ni o wa awọn irin ti o ti ni pari 4f-, 5f-, bi daradara bi d-sublevels. Lanthanum ati awọn eroja ti ti toje aiye ti a npe ni ìdílé rẹ. Won ti ara ati kemikali abuda ni o wa ki iru ti o lọtọ labẹ awọn ipo yàrá, ti won ti wa ni niya pẹlu nla isoro. Fifi igba ti ifoyina ipinle +3, lanthanum jara eroja ni ọpọlọpọ awọn afijq pẹlu ipilẹ aiye awọn irin (barium, kalisiomu, strontium). Actinides ni o wa tun lalailopinpin lọwọ awọn irin ni afikun tun ipanilara.

Igbekale awọn ẹya ara ẹrọ ti awọn lanthanides ati actinides ati ifọwọkan-ini bi, fun apẹẹrẹ, finely pin pyrophoric. Wa ti tun kan idinku ninu awọn iwọn ti irin oju-ti dojukọ okuta lattices. Fi pe gbogbo awọn kemikali eroja ti awọn mejeeji idile - kan irin pẹlu kan silvery Sheen, nitori awọn ga ifesi ti awọn nyara darkening air. Wọn ti wa ni bo nipa oludari afẹfẹ film bo lati siwaju ifoyina ṣe. Gbogbo awọn eroja ni o wa to refractory ayafi neptunium, ati plutonium, awọn yo otutu ni significantly ni isalẹ 1000 ° C.

Ti iwa kemikali aati

Bi woye sẹyìn, awọn lanthanides ati awọn actinides ni o wa chemically lọwọ awọn irin. Bayi, lanthanum, cerium ati awọn miiran ọmọ ẹgbẹ ti ebi le awọn iṣọrọ wa ni ti sopọ pẹlu awọn oludoti - halogens, bi daradara bi irawọ owurọ, erogba. Lanthanides le tun nlo awọn mejeeji pẹlu monoxide, ati erogba oloro. Wọn ti wa ni tun o lagbara lati decompose omi. Yato si rọrun iyọ, gẹgẹ bi awọn e.g. SeCl ₃ tabi PrF _3, nwọn dagba ė iyọ. Ni analitikali kemistri, okan ohun pataki ibi awọn lenu pẹlu awọn lanthanide irin-glycine ati citric acids. Abajade eka agbo iru ilana ti wa ni loo fun awọn Iyapa ti a adalu lanthanides, gẹgẹ bi awọn ores.

Nipa lenu pẹlu kan iyọ, kiloraidi ati imi-ọjọ acids, awọn irin dagba awọn ti o baamu iyọ. Wọn ti wa ni ni imurasilẹ tiotuka ninu omi ati ki o jẹ awọn iṣọrọ ti o lagbara lara okuta hydrates. O yẹ ki o wa woye wipe awọn olomi solusan ti lanthanide iyọ ni o wa awọ, eyi ti o ti se alaye nipa awọn niwaju ninu awọn oniwun wọn ions. iyọ solusan samarium tabi praseodymium alawọ ewe Neodymium - pupa-eleyi ti, europium ati promethium - Pink. Niwon awọn ions ni ifoyina ipinle +3 wa ni awọ, o ti lo ni analitikali kemistri fun erin ti irin ions, lanthanides (ki-ti a npe ga-didara lenu). Fun kanna idi tun lo awọn ọna ti kemikali onínọmbà bi ida crystallization ati dẹlẹ paṣipaarọ kiromatogirafi.

Ni meji ninu awọn actinides ẹgbẹ ti eroja le wa ni yato. Eleyi jẹ Berkeley, r'oko, mendelevium, nobelium, lawrencium ati kẹmika, neptunium, plutonium, omeretsy. Kemikali-ini wa ni iru si ni akọkọ kan ati ki o lanthanum irin rẹ ebi. Eroja ti awọn keji Ẹgbẹ ni gidigidi iru kemikali abuda (substantially aami si kọọkan miiran). Gbogbo actinides ni kiakia nlo pẹlu ti kii-irin: efin, nitrogen, erogba. Pẹlu atẹgun legandami ti won dagba eka agbo. Bi le ti wa ni ri, ati idile ti awọn irin iru si kọọkan miiran ni kemikali ihuwasi. Ti o ni idi ti awọn lanthanides ati awọn actinides awọn irin igba ti a npe ibeji.

Ipo hydrogen igbakọọkan eto, awọn lanthanides, awọn actinides

O jẹ pataki lati ya sinu iroyin ti o daju wipe hydrogen ni to ifaseyin nkan na. O j'oba ara, ti o da lori awọn kemikali lenu ipo: bi a atehinwa oluranlowo ati oxidizing oluranlowo. Ti o ni idi ni igbakọọkan eto, hydrogen ni nigbakannaa ni pataki subgroups ti awọn meji awọn ẹgbẹ.

Ni igba akọkọ ti hydrogen ìgbésẹ bi a atehinwa oluranlowo, bi daradara bi alkali awọn irin, be nibi. Hydrogen ni ibi ti awọn 7th ẹgbẹ pẹlú pẹlu eroja halogens tọkasi awọn oniwe-resilience. Ni kẹfa akoko ti o jẹ, bi tẹlẹ darukọ, ebi ti lanthanides, jigbe ni lọtọ ọna fun wewewe ati compactness ti awọn tabili. Keje akoko ni ẹgbẹ kan ti ipanilara eroja pẹlu abuda iru si akitin. Actinides ti wa ni be ni ita ni tabili ti kemikali eroja DI Mendeleev labẹ sunmọ lanthanum ebi. Awọn wọnyi ni awọn eroja ti awọn ti o kere iwadi, niwon awọn arin ti won awọn ọta ni o wa gidigidi riru nitori awọn radioactivity. E ranti pe lanthanides ati awọn actinides ni o wa ti abẹnu orilede eroja, ati awọn won physicochemical abuda ni o wa gidigidi iru.

General ọna fun producing irin ise

Ayafi thorium, protactinium ati kẹmika, eyi ti o ti yi ni taara lati ores, miiran actinides le wa ni pese sile nipa irradiating ayẹwo ti kẹmika irin óę sare gbigbe neutroni. Ni ise asekale neptunium ati plutonium ti wa ni fa jade lati lo idana lati iparun reactors. Akiyesi pe gba actinides - jẹ iṣẹtọ eka ati ki o leri ilana, awọn ifilelẹ ti awọn ọna eyi ti o wa dẹlẹ paṣipaarọ ati multistage isediwon. Lanthanides, eyi ti o wa ni a npe toje aiye eroja, gba nipa electrolysis ti chlorides tabi fluorides. Lati gba ultrapure lanthanides, lo metallothermal ọna.

Nibo ni lati waye ti abẹnu orilede eroja

Awọn spekitiriumu ti lilo ti awọn irin eyi ti a kẹkọọ jẹ ohun ọrọ. Fun kan ebi ti actinium - ni, ju gbogbo, iparun awọn ohun ija ati agbara. Actinides o wa pataki ni oogun, flaw erin, ibere onínọmbà. O ti wa ni soro lati foju awọn lilo ti lanthanides ati actinides, bi nutirionu Yaworan ni iparun reactors orisun. Lanthanides tun lo bi alloying awọn afikun si Iron ati irin, bi daradara bi ni isejade ti phosphors.

Distribution ninu iseda

Oxides ti actinides ati lanthanides ti wa ni igba ti a npe zirconium, thorium, yttrium earths. Wọn ti wa ni kan pataki orisun fun awọn igbaradi ti awọn ti o baamu awọn irin. Uranus, bi awọn ifilelẹ ti awọn asoju ti actinides jẹ ninu awọn lode Layer ti awọn lithosphere ni awọn fọọmu ti mẹrin orisi ti ores tabi awọn ohun alumọni. Akọkọ ti gbogbo, o jẹ pitchblende, ti o jẹ kẹmika oloro. O ti wa ni awọn ga akoonu ti irin. Igba de pelu radium kẹmika oloro idogo (iṣọn). Wọn ti wa ni ri ni Canada, France, Zaire. Ile itaja thorium ati kẹmika ores igba ni awọn miiran ores ti niyelori awọn irin, bi goolu tabi fadaka.

Oja ti iru aise ohun elo ọlọrọ ni Russia, South Africa, Canada ati Australia. Diẹ ninu awọn sedimentary apata ni awọn ni erupe carnotite. Awọn oniwe-be, ni afikun si kẹmika, vanadium ati ti nwọ miiran. Awọn kẹrin Iru ti aise kẹmika - a fosifeti irin ati ki o zhelezouranovye slates. Won ni ẹtọ wa ni Morocco, Sweden ati awọn United States. Awọn Lọwọlọwọ kà ni ileri bi idogo ti edu ati lignite ti o ni awọn kẹmika impurities. Wọn ti wa ni produced ni Spain, awọn Czech Republic, bi daradara bi meji US ipinle - North ati South Dakota.