46. Актиноиды. Особенности электронного строения. Актиноидное сжатие. Свойства тория и его соединений.
Актиноиды - элементы от тория 90Th до лоуренсия 103Lr.
Заполняется f-подуровень 5-го периода. Электронное строение:
где 0 <= k <= 14, m = 0 или 1.
Различие в энергиях 5f- и 6d-орбиталей мало. Близость 5f и 6d орбиталей обеспечивает легкость перехода электронов между ними. В образовании ковалентных связей могут участвовать 5f, 6d, 7s, 7p электроны.
Обладают большой склонностью к комплексообразованию, особенно, с кислородсодержащими лигандами.
Легкие актиноиды похожи на d-металлы с тем же числом валентных электронов: образуют устойчивые комплексы и проявляют высокие степени
окисления. В ряду легких актиноидов (от актиния до америция) свойства
элементов сильно различаются.
В ряду тяжелых актиноидов (от кюрия до лоуренсия) свойства элементов в значительной степени аналогичны и похожи на свойства лантаноидов.
Свойства тория
Электронная формула 90Th[ ]5f 06d 27s2 = 90Th[ ]5f 16d 17s2. Основная степень окисления +4. +3 не характерна.
1. Торий - активный восстановитель (Е о = -1,9 В)
Торий вытесняет водород из кипящей воды Th + 4H2O → Th(OH)4 ↓ + 2H2↑
2. |
медленно растворяется в разбавленных фтороводородной, азотной или |
|
серной кислотах: |
|
|
Th + 2H2SO4(разб) → Th (SO4)2 + 2H2↑ |
Th + 4HF(разб) → ThF4 ↓ + 2H2↑ |
|
3. |
При нагревании торий реагирует со многими неметаллами: |
|
O2, Н2, С, Cl2, Br2, S, N2. |
|
|
4. |
Торий взаимодействует с азотом при t = 800°C: 3Th + 2N2 → Th3N4 |
|
5. |
Взаимодействие тория с углеродом Th + C → ThC Th + 2C → ThC2 |
|
6. |
Разложение карбидов водой при нагревании: |
|
Гидролиз солей (по второй ступени):
47. Ионообменная сорбция. Катиониты и аниониты. Применение метода ионного обмена для очистки воды и разделения ионов металлов.
Если твердый адсорбент, несущий на своей поверхности двойной ионный слой, поместить в раствор электролита, то противоионы этого адсорбента будут обмениваться на ионы того же знака из раствора.
Такой процесс называют ионообменной адсорбцией, а твердые адсорбенты, способные к ионному обмену – ионообменниками или ионитами.
Ионная сорбция зависит:
От величины заряда сорбируемых ионов: K+ ‹ Ca2+ ‹ Al3+ ‹ Th4+
От радиуса иона в сольватированном состоянии: Li+ ‹ Na+ ‹ K+ ‹ Rb+ ‹ Cs+ Увеличение гидратации: справа налево. Увеличение адсорбции: слева направо.
Катионит: 2Res–H+ + CaCl2 ↔ (Res–)2Ca2+ + 2HCl
Анионит: R4N+OH– + HCl ↔ R4N+Cl– + H2O