Таблиця. Лантаноїди.

Атомний номер елемента

Символ

Назва

Відносна атомна маса, а.о.м.

57

La

Лантан

138,906

58

Ce

Церій

140,115

59

Pr

Празеодим

140,908

60

Nd

Неодим

144,243

61

Pm

Прометій

144,913

62

Sm

Самарій

150,363

63

Eu

Европій

151,966

64

Gd

Гадоліній

157,253

65

Tb

Тербій

158,925

66

Dy

Диспрозій

162,503

67

Ho

Гольмій

164,930

68

Er

Ербій

167,263

69

Tm

Тулій

168,934

70

Yb

Ітербій

173,043

71

Lu

Лютецій

174,967

Назву “рідкоземельні елементи” для ітрію і всіх лантаноїдів утворено від старої назви оксидів цих елементів – “рідкісні землі“, серед яких розрізняють церієву землі – оксиди La, Се, Рг, Nd, Sm і ітрієві землі. Ітрієві землі поділяють на:

  • ітрієва земля – оксид Y;
  • тербієва земля – оксиди Eu, Gd, Tb;
  • ербієва земля – оксиди Dy, Ho, Er, Tm;
  • ітербієва земля – оксиди Yb і Lu.

Ітрієві землі відкриті в 1794 році (Гадолін, Фінляндія), церієва земля – в 1803 році (Берцеліус, Швеція). Поступово, починаючи з 1639 року, ці суміші були розділені на індивідуальні оксиди; останнім в 1885 році був розділений оксид “дідіма” (що вважався індивідуальним) на оксиди празеодима і неодиму (Ауер фон Вельсбах, Австрія).

Прометій Pm – радіоактивний елемент; отриманий штучно в 1947 році, найбільш довгоживучій ізотоп – прометий-145, період напіврозпаду 18 років.

Поширення лантаноїдів в природі. Таблиця. Вміст лантаноїдів в земній корі, %.

La 1,7e-3

Eu 9,9e-5

Er 2,3e-4

Ce 4,3e-3

Gd 5,9e-4

Tm 1,9e-5

Pr 5,2e-4

Tb 8,5e-5

Yb 2,5e-4

Nd 2,2e-3

Dy 4,2e-4

Lu 7,0e-5

Sm 6,0e-4

Ho 1,1e-4

 

з цих даних видно, що так звані “рідкоземельні” елементи більш поширені на Землі, ніж меркурій, бісмут, аргентум і йод, а найбільш поширений лантаноїд – церій – зустрічається частіше, ніж плюмбум, бор і бром.

Лантаноїди завжди зустрічаються разом в формі силікатів і ортофосфатів.

Мінерали лантаноїдів: гадолініт (іттербіт) – силікат берилію, феруму і елементів ітрієвих земель; церіт – силікат церію, лантану і диспрозію, що містить воду; монацит – CePO4, що містить церієві землі і близько 5% ThO2.

Отримання лантаноїдів.

  1. Обробка руд з подальшим поділом методами фракційної кристалізації або іонного обміну.
  2. Виділення металів електролізом розплаву хлоридів лантаноїдів.

Властивості лантаноїдів. Сріблясто-білі метали, на повітрі тьмяніють (іноді – окиснюються повністю). Лантан розкладає теплу воду з виділенням водню і утворенням лантан(III) гідроксиду La(OH)3. Щільність металів становить від 7 до 10 г./см3. Гадоліній при температурах нижче 17*С набуває феромагнітні властивості.

В сполуках всі лантаноїди мають ступінь окиснення (+III); Ce, Tb зустрічаються в стані (+IV), a Eu, Sm і Yb – в стані (+II).

Катіони лантаноїдів(III) мають характерне забарвлення: Pr3+ – жовто-зелене, Nd3+ – червоно-фіолетове, Pm3+ – червоне, Sm3+ – темно-жовте, Eu3+ – світло-рожеве, Er3+ – темно-рожеве і Tm3+ – блідо-зелене. La3+, Ce3+, Yb3+ і Lu3+ – безбарвні.

Застосування лантаноїдів. Церій з 50% феруму (фероцерій) використовується як кремінь в запалюючих пристроях (газові запальнички і плит). Церій оксид(III) Ce2O3 входить до складу ковпачків люмінесцентних ламп. Європій використовується в ядерних реакторах. Неодим(III) оксид Nd2O3 – світло-блакитний порошок, який флуоресціює червоним світлом, входить до складу так званих неодімових стекол для лазерної техніки.