Андрей Смирнов
Время чтения: ~20 мин.
Просмотров: 0

Лантан, свойства атома, химические и физические свойства

5. Получение лантаноидов

Основной способ получения лантаноидов — восстановление металлов из их окислов водородом или другими восстановителями.

А.Н.Даапе и Ф.Спендинг разработали двухстадийный способ получения элементарного диспрозия. Сначала окись диспрозия превращают в фторид, на который затем действуют металлическим кальцием при быстром нагревании:

Dy 2 O 3 + 6HF → 2DyF 3 + ЗН 2 О 2DyF 3 + ОСА 1500 ? C → 3CaF 2 + 2Dy

Такой способ позволяет получать металл высокой чистоты. Тербий получают, восстанавливая Тb 2 О с кальцием или электролизом расплава ТbС1 3. Благодаря внедрению передовых технологий получения лантаноидов, такие, как ионный обмен, зонная плавка, экстракция, получают металлы с высоким выходом и высокой чистоты.

Теоретически с бромида самария можно выделить чистый металл. Однако при взаимодействии с активными металлами основная масса исходного вещества сублимируется:

SmBr 2 + Ва → Sm + ВаВr 2.

Лантан получают из монацита в несколько стадий. Первая стадия концентрации происходит уже на драге. Плотность монацита 4,9-5,3, а привычного песка — в среднем 2,7 г / см 3. При такой разнице в весе гравитационное разделение не представляет особого труда. Но, кроме монацита, в тех же песках есть другие тяжелые минералы. Поэтому чтобы получить монацитового концентрат чистотой 92-96%, применяют комплекс гравитационных, магнитных и электростатических методов обогащения. В результате попутно получают ильменитовый рутил, цирконовые и другие ценные концентраты.

Как и всякий минерал, монацит надо «раскрыть». Чаще монацитового концентрат обрабатывают для этого концентрированной серной кислотой. Сульфаты редкоземельных элементов и тория, образующиеся выщелачивают обычной водой. После того, как они перейдут в раствор, в осадке остаются кремнезем и часть циркона, не отделилась на предыдущих стадиях.

На следующей стадии разделения извлекают короткоживущих радий-228, а затем и торий — иногда вместе с церием, иногда отдельно. Отделение церия от лантана и смеси Ланта-ноиды не особо сложное: в отличие от них, он способен проявлять валентность 4 + и в виде гидроксида Се (ОН) 4 переходить в осадок, тогда как его трехвалентные аналоги остаются в растворе. Стоит отметить, что операция отделения церия, как, впрочем, и предыдущие, проводится много раз — чтобы как можно полнее «выжать» дорогой редкоземельный концентрат.

После того, как церий, выделенный в растворе всего лантана (в виде нитрата Lа (NO 3) 3, поскольку на одной из промежуточных стадий серная кислота была заменена азотной, чтобы облегчить дальнейшее разделение). Из этого раствора и получают лантан, добавляя аммиак, нитраты аммония и кад-мию. При наличии Сd (NO 3) 2 разделение более полно. С помощью этих веществ все лантаноиды переходят в осадок, в фильтрате же остаются лишь кадмий и лантан. Кадмий облагаются сероводородом, отделяют осадок, а раствор нитрата лантана еще несколько раз очищают дробной кристаллизацией от примесей лантаноидов.

Таким образом, получают хлорид лантана LаС1 3 -. Электролизом расплавленного хлорида дает лантан чистотой до 99,5%. Еще чище лантан (99,79% и выше) получают кальциетермичним способом. Такая традиционная классическая технология.

Физические и химические свойства

Все металлы этой группы имеют ярко выраженный серебристо белый цвет. Их кристаллическая решётка гексаганальная с плотной упаковкой. В некоторых элементах она принимает кубическую или ромбоэдрическую форму. Электронная конфигурация  зависит от количества электронов на двух крайних орбитах. Форма внутренней структуры определяет основные физические и химические свойства.

К основным физическим свойствам относятся:

  • высокая прочность;
  • пластичность (они легко поддаются деформации);
  • обладают парамагнетизмом (этот эффект отчётливо проявляется при повышении температуры);
  • в области низких температур они становятся ферромагнетиками;
  • окислы этих металлов достаточно тугоплавки, каждый элемент имеет свою температуру плавления (от 920 градусов Цельсия у лантана до 1497 у эрбия);
  • плотность колеблется между величинами в 5,1 г/см3 и 9,3 г/см3;
  • твердость составляет в среднем 40-70 кг/мм3
  • при минимальном количестве примесей (в химически чистом виде) обладают высокой электропроводностью.

Из всей группы элементов радиоактивность проявляется только у двух элементов: самария и прометия. Первый имеет меньшую радиоактивность. Механические свойства каждого элемента зависят от состава и количества примесей, особенно таких элементов как сера, углерод, азот и кислород.

К основным химическим свойствам относят:

  • высокая химическая активность;
  • вариативность такого показателя как валентность;
  • устойчивость к отдельным видам кислот (в частности к фосфорной и плавиковой);
  • они способны активно взаимодействовать с некоторыми органическими соединениями;
  • быстро окисляются на воздухе;
  • все лантаноиды растворимы в воде, в которой происходит кристаллизация с образованием различных кристаллогидратов;
  • простые соли этих металлов способны образовывать двойные соли с солями магния, аммония или щелочных металлов.

Повышенная активность проявляется в способности лантаноидов образовывать очень прочные оксиды, сульфиды, которые хорошо взаимодействуют с фосфором, водородом и углеродом. Особенно эта активность проявляется при повышении температуры.

Яркие кристаллы солей лантаноидов

Редкоземельные элементы – лантаноиды и их соли, кристаллы кристаллы солей обладают необычайно яркими красками. Учитывая, что эти элементы входят в самые яркие и красочные цветы, покровы насекомых, яркое оперение птиц — становится ясна яркость их индивидуальности.

Учитывая яркость элементов Ⅲ группы шестого периода, можно придти к понятию их противоположности, например тусклый или невзрачный. Но, в гомеопатии всё сложнее.

С виду невзрачный человек может обладать большими способностями, и даже сверхспособностями за счёт своего внутреннего самоконтроля. «Само» и «ауто» это почти ключевые слова для лантана, неодимия, самария и других элементов группы лантаноидов.

Эти элементы только за счёт своего суперконтроля способны на необычные вещи. Например, яркий хамелеон способен изменять по своему усмотрению цвет тела, а зрение каждого глаза контролировать отдельно. В общем тема внутреннего самоконтроля и за счёт него достижение результатов.

Что такое лантаноиды

Лантаноиды — это химические элементы, которые можно найти в серии лантаноидов блока f в периодической таблице элементов. Лантаноиды нерадиоактивны, за исключением прометия. Поскольку атомные номера лантаноидов находятся в диапазоне от 57 до 71, они также состоят из сравнительно больших атомов. Валентные электроны лантаноидов находятся на 4f орбитали. Их также называют Лантаноиды.

Лантаноиды являются металлами и имеют яркий и серебристый вид. Они очень мягкие и даже могут быть порезаны ножом. Элементы лантана, церия, празеодима, неодима и европия серии лантаноидов обладают высокой реакционной способностью по сравнению с другими элементами. Когда эти металлы подвергаются воздействию воздуха, они образуют покрытия из оксидов. По этой причине они запятнаны.

Лантаноиды быстро реагируют с горячей водой, но медленно с холодной водой. Когда эти металлы загрязнены другими металлами, такими как кальций, они быстро разъедают. Но когда лантаноиды загрязняются неметаллами, такими как азот и кислород, они становятся хрупкими. Эти загрязнения изменяют температуру кипения лантаноидов.

Лантаноиды быстро растворяются в кислотах. Они могут реагировать с кислородом и галогенидами, но медленно. Наиболее заметное состояние окисления лантаноидов — +3. Другие состояния окисления, которые показывают Лантаноиды, +2 и +4. Но они не могут иметь степень окисления +6. Следовательно, они не могут образовывать сложные молекулы. Лантаноиды не образуют оксокатионов, таких как оксиды и гидроксиды. Молекулы, образованные лантаноидами, являются менее основными.

Рисунок 1: нитраты лантаноидов

Почти все ионы, образованные лантаноидами, бесцветны. Лантаноиды являются электроположительными элементами. Поэтому они предпочитают формировать молекулы с электроотрицательными элементами. Тем не менее, изменения в химических и физических свойствах очень меньше на протяжении всей серии.

Энергия ионизации

Чем ближе электрон к центру атома — тем больше энергии необходимо, что бы его оторвать.
Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома называется энергией ионизации и обозначается Eo.
Если не указано иное, то энергия ионизации — это энергия отрыва первого электрона, также существуют энергии
ионизации для каждого последующего электрона.

— Что такое ион читайте в статье.

Перейти к другим элементам таблицы менделеева

1
H
1.008



































2
He
4.003

3
Li
6.938

4
Be
9.012























5
B
10.806

6
C
12.01

7
N
14.006

8
O
15.999

9
F
18.998

10
Ne
20.18

11
Na
22.99

12
Mg
24.304























13
Al
26.982

14
Si
28.084

15
P
30.974

16
S
32.059

17
Cl
35.446

18
Ar
39.948

19
K
39.098

20
Ca
40.078



21
Sc
44.956

22
Ti
47.867

23
V
50.942

24
Cr
51.996

25
Mn
54.938

26
Fe
55.845

27
Co
58.933

28
Ni
58.693

29
Cu
63.546

30
Zn
65.38

31
Ga
69.723

32
Ge
72.63

33
As
74.922

34
Se
78.971

35
Br
79.901

36
Kr
83.798

37
Rb
85.468

38
Sr
87.62



39
Y
88.906

40
Zr
91.224

41
Nb
92.906

42
Mo
95.95

43
Tc

44
Ru
101.07

45
Rh
102.906

46
Pd
106.42

47
Ag
107.868

48
Cd
112.414

49
In
114.818

50
Sn
118.71

51
Sb
121.76

52
Te
127.6

53
I
126.904

54
Xe
131.293

55
Cs
132.905

56
Ba
137.327



71
Lu
174.967

72
Hf
178.49

73
Ta
180.948

74
W
183.84

75
Re
186.207

76
Os
190.23

77
Ir
192.217

78
Pt
195.084

79
Au
196.967

80
Hg
200.592

81
Tl
204.382

82
Pb
207.2

83
Bi
208.98

84
Po

85
At

86
Rn

87
Fr

88
Ra



103
Lr

104
Rf

105
Db

106
Sg

107
Bh

108
Hs

109
Mt

110
Ds

111
Rg

112
Cn

113
Nh

114
Fl

115
Mc

116
Lv

117
Ts

118
Og

Скачать таблицу менделеева в хорошем качестве

Применение ванадия:

  1. 1. Водород
  2. 2. Гелий
  3. 3. Литий
  4. 4. Бериллий
  5. 5. Бор
  6. 6. Углерод
  7. 7. Азот
  8. 8. Кислород
  9. 9. Фтор
  10. 10. Неон
  11. 11. Натрий
  12. 12. Магний
  13. 13. Алюминий
  14. 14. Кремний
  15. 15. Фосфор
  16. 16. Сера
  17. 17. Хлор
  18. 18. Аргон
  19. 19. Калий
  20. 20. Кальций
  21. 21. Скандий
  22. 22. Титан
  23. 23. Ванадий
  24. 24. Хром
  25. 25. Марганец
  26. 26. Железо
  27. 27. Кобальт
  28. 28. Никель
  29. 29. Медь
  30. 30. Цинк
  31. 31. Галлий
  32. 32. Германий
  33. 33. Мышьяк
  34. 34. Селен
  35. 35. Бром
  36. 36. Криптон
  37. 37. Рубидий
  38. 38. Стронций
  39. 39. Иттрий
  40. 40. Цирконий
  41. 41. Ниобий
  42. 42. Молибден
  43. 43. Технеций
  44. 44. Рутений
  45. 45. Родий
  46. 46. Палладий
  47. 47. Серебро
  48. 48. Кадмий
  49. 49. Индий
  50. 50. Олово
  51. 51. Сурьма
  52. 52. Теллур
  53. 53. Йод
  54. 54. Ксенон
  55. 55. Цезий
  56. 56. Барий
  57. 57. Лантан
  58. 58. Церий
  59. 59. Празеодим
  60. 60. Неодим
  61. 61. Прометий
  62. 62. Самарий
  63. 63. Европий
  64. 64. Гадолиний
  65. 65. Тербий
  66. 66. Диспрозий
  67. 67. Гольмий
  68. 68. Эрбий
  69. 69. Тулий
  70. 70. Иттербий
  71. 71. Лютеций
  72. 72. Гафний
  73. 73. Тантал
  74. 74. Вольфрам
  75. 75. Рений
  76. 76. Осмий
  77. 77. Иридий
  78. 78. Платина
  79. 79. Золото
  80. 80. Ртуть
  81. 81. Таллий
  82. 82. Свинец
  83. 83. Висмут
  84. 84. Полоний
  85. 85. Астат
  86. 86. Радон
  87. 87. Франций
  88. 88. Радий
  89. 89. Актиний
  90. 90. Торий
  91. 91. Протактиний
  92. 92. Уран
  93. 93. Нептуний
  94. 94. Плутоний
  95. 95. Америций
  96. 96. Кюрий
  97. 97. Берклий
  98. 98. Калифорний
  99. 99. Эйнштейний
  100. 100. Фермий
  101. 101. Менделеевий
  102. 102. Нобелий
  103. 103. Лоуренсий
  104. 104. Резерфордий
  105. 105. Дубний
  106. 106. Сиборгий
  107. 107. Борий
  108. 108. Хассий
  109. 109. Мейтнерий
  110. 110. Дармштадтий
  111. 111. Рентгений
  112. 112. Коперниций
  113. 113. Нихоний
  114. 114. Флеровий
  115. 115. Московий
  116. 116. Ливерморий
  117. 117. Теннессин
  118. 118. Оганесон

Примечание:  Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Как возможно научиться писать тексты и зарабатывать на этом удаленно? Например, можете пройти курс «Копирайтинг от А до Я», который подойдет даже начинающим авторам.

Другие записи:

карта сайта

ванадий атомная масса степень окисления валентность плотность температура кипения плавления физические химические свойства структура теплопроводность электропроводность кристаллическая решеткаатом нарисовать строение число протонов в ядре строение электронных оболочек электронная формула конфигурация схема строения электронной оболочки заряд ядра состав масса орбита уровни модель радиус энергия электрона переход скорость спектр длина волны молекулярная масса объем атома электронные формулы сколько атомов в молекуле ванадия сколько электронов в атоме свойства металлические неметаллические термодинамические 

Коэффициент востребованности
1 206

Свойства натрия (таблица): температура, плотность, давление и пр.:

Общие сведения 
НазваниеНатрий
Прежнее название
Латинское названиеNatrium
СимволNa
Номер в таблице11
ТипМеталл
ГруппаЩелочной металл
ОткрытХемфри Дэви, Англия, 1807 г.
Внешний вид и пр.Серебристо-белый мягкий металл
Содержание в атмосфере и воздухе (по массе)
Содержание в земной коре (по массе)2,3 %
Содержание в морях и океанах (по массе)1,1 %
Содержание во Вселенной и космосе (по массе)0,002 %
Содержание в Солнце (по массе)0,004 %
Содержание в организме человека (по массе)0,14 %
Свойства атома 
Атомная масса (молярная масса)22,98976928(2) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация1s2 2s2 2p6 3s1
Радиус атома (вычисленный)190 пм
Эмпирический радиус180 пм
Ковалентный радиус154 пм
Радиус иона97 (+1e) пм
Радиус Ван-дер-Ваальса227 пм
Химические свойства 
Степени окисления−1; 0; +1
ВалентностьI
Электроотрицательность0,93 (шкала Полинга)
Энергия ионизации (первый электрон)495,85 кДж/моль (5,1390769(3) эВ)
Электродный потенциал-2,713 В
Физические свойства 
Плотность0,9725 г/см3 (при 0 °C и нормальных условиях, состояние вещества – твердое тело),

0,968 г/см3 (при 20 °C и нормальных условиях, состояние вещества – твердое тело),

0,956 г/см3 (при 77 °C и нормальных условиях, состояние вещества – твердое тело),

0,952 г/см3 (при 98 °C и нормальных условиях, состояние вещества – твердое тело),

0,928 г/см3 (при 98 °C и нормальных условиях, состояние вещества – жидкость),

0,926 г/см3 (при 100 °C и нормальных условиях, состояние вещества –жидкость),

0,921 г/см3 (при 127 °C и нормальных условиях, состояние вещества –жидкость),

0,897 г/см3 (при 227 °C и нормальных условиях, состояние вещества –жидкость),

0,826 г/см3 (при 527 °C и нормальных условиях, состояние вещества –жидкость),

0,778 г/см3 (при 727 °C и нормальных условиях, состояние вещества –жидкость),

0,742 г/см3 (при 877 °C и нормальных условиях, состояние вещества –жидкость)

Температура плавления**97,794 °C (370,944 K, 208,029 °F)
Температура кипения**882,940 °C (1156,090 K, 1621,292 °F)
Температура сублимации
Температура разложения
Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом
Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)2,60 кДж/моль
Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)97,42 кДж/моль
Удельная теплоемкость при постоянном давлении1,225 Дж/г·K (при 25 °C)
Молярная теплоёмкость28,23 Дж/(K·моль)
Молярный объём23,78 см³/моль
Теплопроводность (при нормальных условиях)142 Вт/(м·К)
Теплопроводность (при 300 K)142 Вт/(м·К)
Критическая температура2230 °C (2503,15 К, 4046 °F)
Критическое давление25,6 МПа
Критическая плотность0,207 г/см3
Тройная точка
Давление паров0,01 мм.рт.ст. (при 289°C),
0,1 мм.рт.ст. (при 355°C),
1 мм.рт.ст. (при 439°C),
10 мм.рт.ст. (при 550°C),
100 мм.рт.ст. (при 704°C)
Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом, % объёмных
Взрывоопасные концентрации смеси газа с кислородом, % объёмных
Стандартная энтальпия образования ΔH0 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело),

107,7 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – газ)

Стандартная энергия Гиббса образования ΔG0 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело),

72,3 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – газ)

Стандартная энтропия вещества S51,45 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело),

153,61Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело)

Стандартная мольная теплоемкость Cp28,16 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело)
Энтальпия диссоциации ΔHдисс 
Диэлектрическая проницаемость
Магнетизмпарамагнитный материал
Магнитная восприимчивость+16,0·10−63/моль (при 298 K)
Электропроводность в твердой фазе21·106 См/м
Удельное электрическое сопротивление47,7 нОм·м (при 20 °C)
Сверхпроводимость при температуре
Твёрдость по Моосу0,5
Твёрдость по Бринеллю0,69 МПа
Твёрдость по Виккерсу
Скорость звука3200 м/с (при 20 °C) (в тонком стержне)
Поверхностное натяжение222 мН/м (при 100 °C),
211 мН/м (при 250 °C)
Динамическая вязкость газов и жидкостей0,814 мПа·с (при 100 °C),
0,742 мПа·с (при 132 °C),
0,635 мПа·с (при 183 °C)
Коэффициент теплового расширения71 мкм/(М·К) (при 25 °С)
Модуль Юнга10 ГПа
Модуль сдвига3,3 ГПа
Объемный модуль упругости6,3 ГПа
Коэффициент Пуассона
Структура решёткикубическая объёмноцентрированная
Параметры решётки4,2820 Å
Отношение c/a
Температура Дебая150 К
Конденсат Бозе-Эйнштейна23Na
Двумерные материалы

Примечание:

** Температура плавления натрия согласно https://ru.wikipedia.org/wiki/Натрий составляет 97,81 °C (370,96 К, 208,06 °F), температура кипения натрия согласно https://ru.wikipedia.org/wiki/Натрий составляет 882,95 °C (1156,1 К, 1621,31 °F).

Атом и молекула тулия. Формула тулия. Строение атома тулия:

Тулий (лат. Thulium, назван в честь расположенного на севере Европы легендарного острова Туле – от др.-греч. Θούλη и лат. Thule) – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Tm и атомным номером 69. Расположен в 3-й группе (по старой классификации – побочной подгруппе третьей группы), шестом периоде периодической системы.

Тулий – металл. Относится к редкоземельным элементам, а также к группе переходных металлов и к лантаноидам.

Как простое вещество тулий при нормальных условиях представляет собой мягкий серебристо-белый металл.

Молекула тулия одноатомна.

Химическая формула тулия Tm.

Электронная конфигурация атома тулия 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f13 5s2 5p6 6s2. Потенциал ионизации атома тулия равен 6,10 эВ (589,0 кДж/моль).

Строение атома тулия. Атом тулия состоит из положительно заряженного ядра (+69), вокруг которого по шести оболочкам движется 69 электронов. При этом 67 электронов находятся на внутреннем уровне, а 2 электрона – на внешнем. Поскольку тулий расположен в шестом периоде, оболочек всего шесть. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая и пятая – внутренние оболочки представлены s- и р-орбиталями. Третья – внутренняя оболочка представлена s-, р- и d-орбиталями. Четвертая – внутренняя оболочка представлены s-, р-, d- и f-орбиталями. Шестая – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внутреннем энергетическом уровне атома тулия на 4f-орбитали находятся двенадцать спаренных электронов и один неспаренный электрон. На внешнем энергетическом уровне атома тулия на 6s-орбитали находятся два спаренных электрона. В свою очередь ядро атома тулия состоит из 69 протонов и 100 нейтронов. Тулий относится к элементам f-семейства.

Радиус атома тулия составляет 177 пм.

Атомная масса атома тулия составляет 168,93421(2)  а. е. м.

Содержание тулия в земной коре составляет 0,000045 %, в морской воде и океане – 2,0×10–11 %.

2. Нахождение в природе

С точки зрения нахождения в природе лантаноиды делятся на 2 группы: цериевую ( Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu) и иттриевую ( Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu). Данный раздел основывается на том, что в одних минералах встречаются преимущественно церий и его «группа», а в других — иттрий вместе с остальными элементами. К минералам цериевой группы относится монацит (Это, La, Nb ….) PO 4. Он образует россыпи монацитового песка, куда, кроме него, входит кварц, рутил, оксид тория. В монацитового песка содержатся все минералы цериевой группы. Элементы этой же группы содержатся в изоморфных фторокарбонатах (Это, La ….) FCO 3 (бастнезит), а также в собственном силикате Ce 2 Si 2 O 7 (церит). К минералам иттриевой группе относится ксенотим (Y, Eu, Gd, …) РО 4, в котором лантаноиды изоморфно замещают друг друга.

Второй по важности редкоземельный минерал — бастнезит — во многом похож на него. Бастнезит тоже тяжелый, тоже блестящий, тоже не постоянен по окраске (чаще всего ярко-желтый)

Но химически с монацита его объединяет только большое содержание лантана и лантаноидов. Если монацит — фосфат, то бастнезит — фторокарбонат редких земель, его состав обычно записывают так: (La, Се) FCO 3. Но, как часто бывает, формула минерала не полностью отражает его состав. В данном случае она указывает лишь на главные компоненты: в бастнезити 36,9-40,5% оксида церия и почти столько же (в сумме) оксидов лантана, празеодима и неодима. Но обычно в нем есть и другие лантаноидов.

Есть даже селективный неодимовый минерал — ешинит. В этот минерал входят окислы кальция, тория, тантала, ниобия, иттрия, лантана и лантаноидов, из которых в нем больше церия и неодима.

Лантаноиды распространены в природе не одинаково. Наиболее труднодоступные лантаноиды — тербий, тулий, лютеций (все это лантаноиды с нечетными атомными номерами) — стоят дороже золота и платины.

Ресурсы лантанидов довольно значительны — суммарный массовое содержание лантанидов (вместе с лантаном) в земной коре 0,01%, что близко к содержанию меди. Наиболее распространенными являются La, Ce i Nd. Известно более 250 минералов, содержащих лантаниды. Из них собственных минералов лантанидов — 60-65 (содержание редких земель более 5-8%). Это главным образом фосфаты, лития или флуорокарбонаты, титанониобаты. Важнейшие минералы, содержащие лантаниды: монацит, ксенотим, бастнезит, гадолинит, ортит, лопарит, евксенит, фергусонит, самарскит. Лантаниды концентрируются в различных типах магматогенных, осадочных и метаморфогенных месторождений.

В Украину руды лантанидов не добываются. Потребности страны (ок. 100 т / год) покрывает импорт. Промышленные концентрации лантанидов обнаружены в юго-восточной и юго-западной частях Украинского щита.

Лантан без лантаноидов

Как ни грустно сознавать, герой нашего рассказа — личность вполне заурядная. Это металл, обыкновенный по внешнему виду (серебристо-белый, покрытый сероватой окисной пленкой) и по физическим свойствам: температура плавления 920, кипения 3469° С; по прочности, твердости, электропроводности и прочим характеристикам металл лантан всегда оказывается в середине таблиц. Обыкновенен лантан и по химическим свойствам. В сухом воздухе он не изменяется — окисная пленка надежно защищает от окисления в массе. Но если воздух влажен (а в обычных земных условиях он влажен почти всегда), металлический лантан постепенно окисляется до гидроокиси. La(OH)3 — основание средней силы, что опять-таки характерно для металла-«середнячка».

церий

Новый элемент, обнаруженный в церите и мозандерите, по предложению Берцелиуса назвали лантаном. Название с намеком: оно происходит от греческого A,av0dveiv — скрываться, забываться. Лантан, содержащийся в церите, успешно скрывался от химиков в течение 36 лет!
Долгое время считали, что лантан двухвалентен, что он аналог кальция и других щелочноземельных металлов, а его атомный вес равен 90—94. В правильности этих цифр не сомневались до 1869 г. Менделеев же увидел, что во II группе периодической системы редкоземельным элементам нет места и поставил их в III группу, приписав лантану атомный вес 138—139. Но правомерность такого перемещения еще надо было доказать. Менделеев предпринял исследование теплоемкости лантана. Полученная им величина прямо указывала на то, что этот элемент должен быть трехвалентным…
Металлический лантан, разумеется, далеко не чистый, впервые был получен Мозандером при нагревании хлористого лантана с калием.
В наше время в промышленных масштабах получают лантан чистотой более 99%. Проследим, как это делается, но прежде познакомимся с главными минералами лантана и первыми стадиями сложнейшего процесса разделения редкоземельных элементов.
Уже упоминалось, что в минералах лантан и лантаноиды неизменно сопутствуют друг другу. Есть минералы селективные, в которых доля того или иного редкоземельного элемента больше, чем обычно. Но нет минералов чисто лантановых или чисто цериевых, не говоря уже о других лантаноидах. Примером селективного лантанового минерала может служить давидит, в котором до 8,3% Lа203 и лишь 1,3% окиси церия. Но получают лантан преимущественно из монацита и бастнезита, как, впрочем, и церий, и все остальные элементы цериевой подгруппы.
Монацит — тяжелый блестящий минерал, обычно желто-бурый, но иногда и других цветов, поскольку постоянством состава он не отличается. Точнее всего его состав описывает такая странная формула: (РЗЭ)Р04. Она означает, что монацит — фосфат редкоземельных элементов (РЗЭ). Обычно в монаците 50—68% окислов РЗЭ и 22—31,5% Ра05. А еще в нем до 7% двуокиси циркония, 10% (в среднем) двуокиси тория и 0,1—0,3% урана. Эти цифры со всей очевидностью показывают, почему так тесно переплелись пути редкоземельной и атомной промышленности.
Смешанный металл редких земель — мишметалл — и смесь их окислов начали применять в конце прошлого века,
а в начале нынешнего в связи с ними был /продемонстрирован выдающийся образец международного воровства. Немецкие суда, доставлявшие грузы в Бразилию, собираясь в обратный путь, заполняли трюмы песком с пляжей Атлантического побережья этой страны, причем из определенных мест. Капитаны заявляли, что песок — это просто балласт, необходимый для большей устойчивости судна. В действительности же они, выполняя заказы германских промышленников, крали ценное минеральное сырье — прибрежные пески штата Эспириту-Санту, богатые монацитом…
Монацитовые россыпи распространены по берегам рек, озер и морей на всех континентах. В начале века (данные за 1909 г.) 92% мировой добычи редкоземельного сырья, и прежде всего монацита, приходилось на долю Бразилии. Спустя десять лет центр тяжести переместился на тысячи километров к востоку (или к западу, смотря как считать) — в Индию. После 1950 г. в связи с развитием атомной промышленности гегемоном среди капиталистических стран в добыче и переработке редкоземельного сырья стали Соединенные Штаты.

циркона432Кадмий3празеодима

К 1965 г. внешнеторговые организации нашей страны могли предложить покупателям все лантаноиды в виде металлов чистотой выше 99%. Кроме прометия, разумеется, хотя радиоактивные препараты этого элемента — продукты ядерного распада урана — тоже стали вполне доступны.
В каталоги «Техснабэкспорта» вошли также около 300 химически чистых и особо чистых соединений лантана и лантаноидов. Это свидетельство высокого уровня развития советской редкоземельной промышленности.
Но вернемся к лантану.

Электронная схема протактиния

You need to enable JavaScript to run this app.

Одинаковую электронную конфигурацию имеют
атом протактиния и
Np+2, Pu+3, Am+4, Cm+5

Порядок заполнения оболочек атома протактиния (Pa) электронами:
1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d →
5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p.

На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ — до 6, на
‘d’ — до 10 и на ‘f’ до 14

Протактиний имеет 91 электрон,
заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:

2 электрона на 1s-подуровне

2 электрона на 2s-подуровне

6 электронов на 2p-подуровне

2 электрона на 3s-подуровне

6 электронов на 3p-подуровне

2 электрона на 4s-подуровне

10 электронов на 3d-подуровне

6 электронов на 4p-подуровне

2 электрона на 5s-подуровне

10 электронов на 4d-подуровне

6 электронов на 5p-подуровне

2 электрона на 6s-подуровне

14 электронов на 4f-подуровне

10 электронов на 5d-подуровне

6 электронов на 6p-подуровне

2 электрона на 7s-подуровне

2 электрона на 5f-подуровне

1 электрон на 6d-подуровне

Сила и глубина лечебного действия лантаноидов

Гомеопаты, которые знают Лантаноиды, очень ценят их – силу и глубина лечебного действия лантаноидов превосходят по своим возможностям лекарства из более простых химических элементов. За это действие лантаноидов на организм часто сравнивают с подвигами Геракла.

В качестве примеров можно назвать подвиги:

  • Немейский лев
  • Лернейская гидра (победил её с помощью своего племянника Иолая)
  • Дикий Эриманфский вепрь
  • Киринейская лань
  • Стимфалийские птицы (Самариум)
  • Авгиевы конюшни (победа силой ума)
  • Критский бык (Минотавр)
  • Кони Диомеда,
  • Пояс Ипполиты (Ипполита – царица амазонок)
  • Коровы Гериона
  • Яблоки Гесперид (вынужден, как титан Атлант держать на плечах небосвод)
  • Адский пёс Цербер
  • Раб Омфалы. Наградой в состязании лучников была Иола — дочь царя Эврита, но победившему в состязании Гераклу её не отдали.

В конце истории подвигов душа Геракла очищается и становится бессмертной. Он оказывается на Олимпе, где примиряется с Герой.

Я тоже видел действие этих лекарств, так как были случаи, когда вскоре после их приёма у женщин быстро наступала беременность, хотя это и не было основной целью лечения. Редкоземельные элементы – лантаноиды в качестве гомеопатических препаратов (монопрепаратов) в этом тоже могут помогать.

Во время учёбы в медицинском институте я знал одного человека соответствующего по своим особенностям группе лантаноидов, но в то время ещё не был знаком с гомеопатией. То был обычный парень 175 см роста и 70 кг веса. Он рисовал карандашом так, что в портрете нарисованном за 15-20 минут, как будто бы была душа человека. При этом говорил, что лепит ещё лучше чем рисует. Выставки его работ во время учёбы в школе проводились в областном городе.

Но на этом его таланты не заканчивались, он был наделён просто недюжинной силой. На жесткий пружинный экспандер из 5 пружин он добавил ещё 4 пружины и несколько раз растягивал его перед собой на прямых руках. Я тоже попробовал его растянуть, но только двумя руками взявшись за 1 ручку, а на другую наступив ногой – у меня ничего не получилось, было похоже на то, как-будто растягиваешь стальной трос. Вот так скрытые от других внутренне способности лантаноидов помогают им достигать своей цели.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации