Таблица. Лантаноиды.

Порядковий номер элемента

Символ

Название

Относительная атомная масса

57

La

Лантан

138,906

58

Ce

Церий

140,115

59

Pr

Празеодим

140,908

60

Nd

Неодим

144,243

61

Pm

Прометий

144,913

62

Sm

Самарий

150,363

63

Eu

Европий

151,966

64

Gd

Гадолиний

157,253

65

Tb

Тербий

158,925

66

Dy

Диспрозий

162,503

67

Ho

Гольмий

164,930

68

Er

Эрбий

167,263

69

Tm

Тулий

168,934

70

Yb

Иттербий

173,043

71

Lu

Лютеций

174,967

Название “редкоземельные элементы” для иттрия и всех лантаноидов образовано от старого названия оксидов этих элементов — “редкие земли”, среди которых различают цериевые земли — оксиды La, Се, Рг, Nd, Sm и иттриевые земли. Иттриевые земли подразделяют на:

  • иттриевую землю — оксид Y;
  • тербиевые земли — оксиды Eu, Gd, Tb;
  • эрбиевые земли — оксиды Dy, Ho, Er, Tm;
  • иттербиевые земли — оксиды Yb и Lu.

Иттриевые земли открыты в 1794 году (Гадолин, Финляндия), цериевые земли — в 1803 году (Берцелиус, Швеция). Постепенно, начиная с 1639 года, эти смеси были разделены на индивидуальные оксиды; последним в 1885 году был разделен оксид “дидима” (считавшийся индивидуальным) на оксиды празеодима и неодима (Ауэр фон Вельсбах, Австрия).

Прометий Pm — радиоактивный элемент; получен искусственно в 1947 году, наиболее долгоживущий изотоп — прометий-145, период полураспада 18 лет.

Распространение лантаноидов в природе.

Таблица. Содержание лантаноидов в земной коре, %

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

 

из этих данных видно, что так называемые “редкоземельные” элементы больше распространены на Земле, чем ртуть, висмут, серебро и иод, а наиболее распространенный лантаноид — церий — встречается чаше, чем свинец, бор и бром.

Лантаноиды всегда встречаются вместе в форме силикатов и ортофосфатов.

Минералы лантаноидов: гадолинит (иттербит) — силикат бериллия, железа и элементов иттриевых земель; церит — силикат церия, лантана и диспрозия, содержащий воду; монацит — CePO4, содержащий цериевые земли и около 5% ThO2.

Получение лантаноидов.

  1. Обработка руд с последующим разделением методами фракционной кристаллизации или ионного обмена.
  2. Выделение металлов электролизом расплава хлоридов.

Свойства лантаноидов. Серебристо-белые, тускнеющие (иногда — окисляющиеся полностью) на воздухе металлы. Лантан разлагает теплую воду с выделением водорода и образованием гидроксида La(OH)3. Плотность металлов составляет от 7 до 10 г./см3. Гадолиний при температурах ниже 17*С ферромагнитен.

В соединениях все лантаноиды имеют степень окисления (+III); Ce, Tb встречаются в состоянии (+IV), a Eu, Sm и Yb — в состоянии (+II).

Катионы лантаноидов(III) имеют характерную окраску: Pr3+ — желто-зеленая, Nd3+ — красно-фиолетовая, Pm3+ — красная, Sm3+ — темно-желтая, Eu3+ — светло-розовая, Er3+ — темно-розовая и Tm3+ — бледно-зеленая; исключение составляют бесцветные La3+, Ce3+, Yb3+ и Lu3+.

Применение лантаноидов. Церий с 50% железа (ферроцерий) используется как кремень в зажигающих устройствах (газовых зажигалок и плит). Оксид церия(III) Ce2O3 входит в состав колпачков люминесцентных ламп. Европий используется в ядерных реакторах. Оксид неодима(III) Nd2O3 — светло-голубой порошок, флюоресцирующий красным светом, входит в состав так называемых неодимовых стекол для лазерной техники.

<hr>