Важнейшие соединения

	Al2O3	Sc2O3	Y2O3	La2O3
DHобр.	-1675	-1908	-1904	-1795
tпл.	2050	2300	2415	2320

О ксиды - тугоплавкие белые кристаллические вещества с очень низкими _обр. и высокими температурами плавления, близкими к таковым оксида алюминия. Они имеют собственную структуру, не похожую на структуру корунда, и родственную флюориту. Получить их можно либо прямым путем (хотя, конечно, так их не получают), либо разложением гидроксидов или солей (карбонатов, нитратов). В оксидах ухудшаются объемные отношения, поэтому их растворимость в воде растет и заметно улучшается реакционная способность. Стремлением к улучшению объемных отношений можно объяснить способность оксидов иттрия и в особенности лантана поглощать из воздуха углекислый газ. Оксид скандия как наименее реакционноспособный из обсуждаемых оксидов наиболее надежно вступает в реакции в расплавах, проявляя при этом основные свойства с признаками амфотерности. Оксиды иттрия и лантана основны и способны проявлять свои свойства в растворах.

La₂O₃ + xH₂O ® La₂O₃·xH₂O

L a₂O₃ + 3CO₂ ® La₂(CO₃)₃

Sc₂O₃ + 3K₂S₂O₇ ® Sc₂(SO₄)₃ + 3K₂SO₄

Sc₂O₃ + 2KOH ® 2KScO₂ + H₂O

Э ₂O₃ + 3H₂SO₄ ® Э₂(SO₄)₃ + 3H₂

ПР(Э2O3·xH2O)	Sc	Y	La
	10-27	10-24	10-19

Гидроксиды - малорастворимые в воде студенистые осадки переменного состава. В ряду оксидов и гидроксидов растворимость в воде, основные свойства усиливаются в связи с уменьшением поляризующего действия. Так, оксид и гидроксид скандия наиболее амфотерен, хотя в растворе кислотных свойств не проявляет, а гидроксид лантана – средней силы основание.

Sc₂O₃·xH₂O + NaOH ® не идет

Э₂O₃·xH₂O + 3H₂SO₄ ® Э₂(SO₄)₃ + (х+3)H₂O

Галогениды элементов подгруппы также похожи на галогениды алюминия. Так, фториды тугоплавки, негигроскопичны, нерастворимы в воде, зато хлориды, бромиды и иодиды гигроскопичны, легко обратимо гидролизуются. В ряду однотипных галогенидов основные свойства усиливаются: например, фторид скандия легко взаимодействует с растворами фторидов щелочных металлов. С фторидами иттрия и тем более лантана подобная реакция возможна лишь в расплавах и только с CsF, RbF.

Подобно алюминию, скандий и его аналоги образуют двойные соли типа квасцов М[Э(SO₄)₂], а также М₂⁺[Э⁺³(NO₃)₅], М⁺[Э⁺³(CO₃)₂]. Известны сульфаты и нитраты, которые при нагревании разлагаются до оксидов.

Лантаноиды

К лантаноидам относятся 14 элементов, расположенных в периодической системе непосредственно после лантана. У них достраивается 4f-подуровень, то есть общая их электронная формула 4f^1-145d^0-16s². 4f- и 5d-подуровни весьма близки по энергии, поэтому единственный d-электрон без труда проваливается на f-подуровень и остается на d-подуровне только в тех случаях, если f-подуровень либо наполовину, либо полностью заполнен.

14 f-элементов принято делить на два подсемейства: церия и тербия. Судя по количеству f-электронов, у атомов очень большие валентные возможности. Однако большинство электронов f-подуровня не могут принимать участие в образовании связей, ведь f-подуровень является кайносимметричным, третьим снаружи и поэтому малодоступным. Обычно с f-подуровня на d-возбуждается один электрон, следовательно, наиболее характерная степень окисления лантаноидов +3 за счет возникающей 5d¹6s²-электронной конфигурации. Возможны и другие степени окисления. Так, первые f-элементы церий и празеодим из-за особой близости f-подуровня способны проявлять и степень окисления +4, причем для церия она даже более характерна, чем +3. Для европия – атома с наполовину заполненным f-подуровнем, более характерна степень окисления +2. Эта степень окисления, правда, в меньшей мере, чем +3, уже проявляется у самария. Примерно такая же картина наблюдается и в семействе тербия.

Подсемейство церия	Ce 4f25d06s2 +3+4	Pr 4f35d06s2 +3+4	Nd 4f45d06s2 +3	Pm 4f55d06s2 +3	Sm 4f65d06s2 +2+3	Eu 4f75d06s2 +2+3	Gd 4f75d16s2 +3
Подсемейство тербия	Tb 4f95d06s2 +3+4	Dy 4f105d06s2 +3+4	Ho 4f115d06s2 +3	Er 4f125d06s2 +3	Tm 4f135d06s2 +2+3	Yb 4f145d06s2 +2+3	Lu 4f145d16s2 +3

Л антаноиды совместно с иттрием, лантаном и иногда скандием за сходство свойств простых веществ и многих соединений объединяют в одно семейство – РЗЭ. Существенные отличия большинства лантаноидов от иттрия и лантана проявляется в цвете, магнитных свойствах, устойчивости различных степеней окисления. Так, большинство соединений лантаноидов окрашены, что определяется возможностью f-f-переходов. Неокрашены только соединения лантаноидов с наполовину и полностью заполненным f-подуровнем.