Некоторые свойства оксидов элементов побочной подгруппы III группы
Оксид |
Sc2O3 |
Y2O3 |
La2O3 |
Ac2O3 |
Температура плавления, С |
1908 |
1905 |
1795 |
– |
Изменение основных свойств |
Усиление основных свойств |
|||
Гидроксиды. При обработке солей Э+3 растворами щелочей (или аммиака) получаются белые студнеобразные осадки Э(ОН)3, труднорастворимые в воде, но растворимые в минеральных кислотах. При нагревании они постепенно теряют воду и превращаются в оксиды:
2Э(он)3 2эоон э2о3.
Исключая амфотерный Sc(ОН)3, гидроксиды являются довольно сильными основаниями, причем основные свойства усиливаются от Sc(ОН)3 до Ас(ОН)3.
При обработке оксидов и гидроксидов минеральными кислотами образуются соответствующие соли Э+3. Многие из них выделяются в виде различных кристаллогидратов.
9.4. Применение
Скандий, иттрий, лантан используются как легирующие добавки при изготовлении специальных сплавов, стойких к высоким температурам и коррозии. Оксиды Э2О3 применяются в качестве катализаторов в производстве огнеупорной керамики, ферритов, лазерных материалов.
Лантан и его оксид широко используются при изготовлении оптических приборов. В радиотехнике и радиоэлектронике нашли применение халькогениды скандия. Получены высокотемпературные проводники на основе оксидов стронция и лантана.
Оксиды иттрия и лантана широко используются в качестве основных компонентов высокотемпературных сверхпроводящих материалов.
10. Элементы IV группы побочной подгруппы
В побочную подгруппу IV группы периодической системы Д. И. Менделеева входят титан (Ti), цирконий (Zr), гафний (Hf), резерфордий (Rf).
10.1. Характеристика элементов
Строение атомов. Атомы всех элементов подгруппы на внешнем электронном слое содержат 2 спаренных s-электрона; d-подуровень предвнешнего слоя – 2 неспаренных электрона.
Изменение некоторых свойств элементов (радиусов атомов и ионов, энергий ионизации, электроотрицательностей, сродства к электрону) с увеличением порядкового номера приведено в табл. 10.1.
Таблица 10.1
Некоторые свойства элементов побочной подгруппы IV группы
Элементы Свойства |
Ti |
Zr |
Hf |
Rf |
Радиус атома, нм |
0,147 |
0,160 |
0,159 |
0,16 |
Радиус иона Э2+, нм |
0,086 |
– |
– |
– |
Радиус иона Э3+, нм |
0,067 |
– |
– |
– |
Радиус иона Э4+, нм |
0,0605 |
0,072 |
0,071 |
– |
Энергия ионизации I, эВ |
6,82 |
6,84 |
7,5 |
– |
Сродство к электрону, эВ |
0,39 |
0,45 |
0 |
– |
Электроотрицательность: |
|
|
|
|
Относительная по Полингу |
1,54 |
1,33 |
1,3 |
– |
Относительная по Оллреду |
1,32 |
1,22 |
1,23 |
– |
Абсолютная, эВ |
3,45 |
3,64 |
3,8 |
– |
Степени окисления. Для элементов подгруппы характерны степени окисления +2, +3 и +4 (наиболее характерна степень окисления +4); резерфордий проявляет в соединениях только степень окисления +4.
Распространенность в природе. Содержание элементов в земной коре приведено в табл. 10.2.
Таблица 10.2