Лантаноиды
Химические элементы, которые в системе Менделеева (в ее VI периоде) находятся за лантаном и сходны с ним по свойствам — это и есть лантаноиды. Их всего 14, номера 58-71.
Характеристики
Семейство лантаноидов состоит из следующих элементов:
- церия;
- празеодима;
- неодима;
- прометия;
- самария;
- европия;
- гадолиния;
- тербия;
- диспрозия;
- гольмия;
- эрбия;
- тулия;
- иттербия;
- лютеция.
Все они являются редкоземельными металлами. Цвет — серебристо-белый. Условное деление предполагает две подгруппы: цериевая и иттириевая. В первую, легкую группу, входят элементы в диапазоне церий-европий, во вторую, тяжелую группу — гадолиний-лютеций.
В природе лантаноиды являются сопутствующими по отношению друг к другу, в чистом виде попадаются довольно редко. Встретить их можно наиболее часто в породах, в которых большой процент щелочных элементов и гранитоидах.
Они пластичны, поэтому прокатке и ковке поддаются легко. Их химическая активность позволяет составлять стойкие оксиды, сульфиды, а также галогены. Эти редкоземельные металлы вступают в реакцию с биоэлементами.
Лантаноиды могут растворяться в кислотах — азотной, соляной, серной и разлагать воду. Устойчивы эти элементы в фосфорной, плавиковой кислотах за счет образующихся защитных пленок малорастворимых солей. Со многими органическими соединениями они создают комплексные соединения, в том числе с этилендиаминтетрауксусной, лимонной кислотами.
Основные свойства:
- прочность;
- пластичность;
- парамагнетизм;
- плотность — 5,1-9,3 г/смᶾ;
- твердость — 40-70 кг/ммᶾ;
- температура плавления — 920-1497 ⁰C.
При низких температурах лантаноиды становятся ферромагнетиками. В случае наличия минимального процента примесей появляется высокая электропроводность. Промышленным путем получают лантаноиды путем восстановления кальцием в чистом виде соответствующих галогенидов либо способом электролиза расплавов.
Применение
Применяют лантаноиды в качестве добавок к чугунам, сталям, другим сплавам. Они повышают механическую- и жаропрочность, коррозионную стойкость. Используя лантаноиды, получают стекло специальных сортов.
Соединения элементов этой группы нашли применение в изготовлении светящихся составов, красок, лаков. В радиоэлектронике их используют для изготовления катодов, в лазерных материалах, в интегральных схемах, как подложки. В приборах ночного видения, телевидения, радиолокации применяют сульфиды лантаноидов. Востребованы они в текстильной промышленности, производстве кожи.