หลัก อื่น ๆ

องค์ประกอบธาตุหายาก

สารบัญ:

องค์ประกอบธาตุหายาก
องค์ประกอบธาตุหายาก
Anonim

คุณสมบัติยืดหยุ่น

เช่นเดียวกับคุณสมบัติอื่น ๆ ส่วนใหญ่ของโลหะที่หายากของโลกโมดูลัสยืดหยุ่นของโลหะที่หายากนั้นจะตกลงไปในเปอร์เซ็นไทล์กลางขององค์ประกอบโลหะอื่น ๆ ค่าของธาตุสแกนเดียมและอิตเทรียมมีค่าใกล้เคียงกับค่าสิ้นสุดของสมาชิกของแลนทาไนด์ (เออร์เบียมถึงลูตรูเซียม) มีโมดูลัสยืดหยุ่นทั่วไปเพิ่มขึ้นโดยมีเลขอะตอมเพิ่มขึ้น ค่าที่ผิดปกติสำหรับซีเรียม (พันธะ 4f บางอย่าง) และอิตเทอร์เบียม (divalency) เห็นได้ชัด

สมบัติเชิงกล

โลหะที่หายากของโลกนั้นไม่ได้มีความอ่อนแอหรือองค์ประกอบของโลหะที่แข็งแกร่งโดยเฉพาะและพวกมันก็มีความเหนียวเล็กน้อย เนื่องจากคุณสมบัติทางกลค่อนข้างขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ของโลหะและประวัติศาสตร์ความร้อนของมันจึงเป็นการยากที่จะเปรียบเทียบค่าที่รายงานในวรรณคดี ความแข็งแรงสูงสุดแตกต่างกันไปประมาณ 120 ถึงประมาณ 160 MPa (เมกะพิกเซล) และความเหนียวจากประมาณ 15 ถึง 35 เปอร์เซ็นต์ ความแข็งแรงของอิตเทอร์เบียม (europium ไม่ได้วัด) มีขนาดเล็กมาก 58 MPa และความเหนียวสูงกว่าประมาณ 45 เปอร์เซ็นต์ตามที่คาดไว้สำหรับโลหะ divalent

คุณสมบัติทางเคมี

ปฏิกิริยาของโลหะหายากที่มีอากาศมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างแลนทานัมของแสงและของหนัก แสงแลนทาไนด์จะออกซิไดซ์เร็วกว่าแลนทาไนด์หนัก (แกโดลิเนียมผ่านลูเทติเนียม), แสกเนียมและอิตเทรียม ความแตกต่างนี้เป็นส่วนหนึ่งเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของผลิตภัณฑ์ออกไซด์ที่เกิดขึ้น lanthanides แสง (แลนทานัมผ่านนีโอดิเมียม) รูปหกเหลี่ยม A-R ชนิด2 O 3โครงสร้าง lanthanides กลาง (ซาแมเรียมผ่านแกโดลิเนียม) สร้าง monoclinic B-type R 2 O 3เฟส; ในขณะที่ lanthanides หนักสแกนเดียมและอิตเทรียมฟอร์มลูกบาศก์ประเภท C R 2 O 3การปรับเปลี่ยน A-type ทำปฏิกิริยากับไอน้ำในอากาศในรูปแบบ oxyhydroxide ซึ่งทำให้การเคลือบสีขาวหลุดลอยและช่วยให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นโดยการเปิดเผยพื้นผิวโลหะสด ออกไซด์ของ C-type ก่อให้เกิดการเคลือบที่แน่นและต่อเนื่องซึ่งป้องกันการเกิดออกซิเดชั่นคล้ายกับพฤติกรรมของอลูมิเนียม ซามาเรียมและแกโดลิเนียมซึ่งอยู่ในรูปแบบ B-type R 2 O 3 จะออกซิไดซ์เร็วกว่าแลนทาไนด์ที่หนักกว่า, สแกนเดียมและอิตเทรียมเล็กน้อย แต่ยังคงมีการเคลือบที่เชื่อมกันซึ่งหยุดการเกิดออกซิเดชันต่อไป ด้วยเหตุนี้แสง lanthanides จะต้องเก็บไว้ในสุญญากาศหรือในบรรยากาศก๊าซเฉื่อยในขณะที่ lanthanides, scandium และ yttrium หนักสามารถถูกปล่อยออกมาในที่โล่งเป็นเวลาหลายปีโดยไม่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน

โลหะ Europium ซึ่งมีโครงสร้างบีซีซีออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วที่สุดของโลกที่หายากด้วยอากาศชื้นและจำเป็นต้องได้รับการจัดการตลอดเวลาในบรรยากาศก๊าซเฉื่อย ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาของ europium เมื่อสัมผัสกับอากาศชื้นคือไฮเดรตไฮดรอกไซด์, Eu (OH) 2 ―H 2 O ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาที่ผิดปกติเพราะโลหะที่หายากของโลกอื่น ๆ จะกลายเป็นออกไซด์

โลหะทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับกรดทั้งหมดยกเว้นกรดไฮโดรฟลูออริก (HF) ปล่อยก๊าซH 2และสร้างสารประกอบหายาก - ดิน - ประจุลบที่สอดคล้องกัน โลหะหายากของโลกเมื่ออยู่ในกรดไฮโดรฟลูออริกจะเกิดการเคลือบแบบ RF 3 ที่ไม่ละลายน้ำซึ่งป้องกันการเกิดปฏิกิริยาต่อไป

โลหะหายากของโลกจะทำปฏิกิริยากับก๊าซไฮโดรเจนในรูปแบบ RH 2และภายใต้สภาวะไฮไดรด์ที่แข็งแกร่ง RH 3เฟส - ยกเว้นสแกนเดียมซึ่งไม่ได้สร้างไตรไฮไดรด์

สารประกอบ

ธาตุหายากของโลกประกอบด้วยสารประกอบหลายหมื่นชนิดโดยมีองค์ประกอบทั้งหมดอยู่ทางด้านขวาของ - และรวมถึง - กลุ่มโลหะ 7 (แมงกานีส, เทคติเนียมและเรเดียม) ในตารางธาตุรวมถึงเบริลเลียมและแมกนีเซียมซึ่งอยู่ไกล ด้านซ้ายมือในกลุ่ม 2 ชุดสารประกอบที่สำคัญและสารประกอบบางตัวที่มีคุณสมบัติพิเศษหรือพฤติกรรมผิดปกติอธิบายไว้ด้านล่าง

ออกไซด์

ครอบครัวที่ใหญ่ที่สุดของสารประกอบหายากอนินทรีย์ที่ศึกษามาจนถึงปัจจุบันคือออกไซด์ ลักษณะทั่วไปที่สัมพันธ์กันมากที่สุดคือองค์ประกอบ R 2 O 3แต่เนื่องจากองค์ประกอบแลนทานัมไม่กี่ตัวมีสถานะเวเลนซ์อื่น ๆ นอกเหนือจาก 3+ รูปแบบอื่น ๆ ที่มีอยู่เช่นซีเรียมออกไซด์ (ซีโอโอ2), praseodymium ออกไซด์ (Pr 6 O 11) เทอร์เบียมออกไซด์ (TB 4 O 7) ยูโรเพียมออกไซด์ (EuO) และสหภาพยุโรป3 O 4 การอภิปรายส่วนใหญ่จะมุ่งเน้นไปที่ไบนารีออกไซด์ แต่จะมีการทบทวนไตรภาคและออกไซด์ลำดับสูงกว่าอื่น ๆ ด้วย