План лекции: Международная система единиц Атомно-молекулярное учение Стехиометрия химических реакций

1. Общая характеристика группы IIIБ. Простые вещества
d-элементы III группы – полные электронные аналоги: скандий Sc, иттрий Y, лантан La, актиний Ac и составляют подгруппу скандия.
Скандий и его аналоги, каждый в своем периоде, являются пер­выми d-элементами, т.е. у них первых начинают заполняться d-орбитали преднаружного слоя. Наличие лишь одного электрона в d-состоянии обусловливает малую устойчивость d¹s²-конфигурации и отражается на всех свойствах элементов подгруппы скандия. В частности, в отличие от других d-элементов скандий и его аналоги проявляют постоянную степень окисления +3, Напротив, коорди­национные числа у них непостоянны. При переходе от скандия к иттрию и лантану устойчивые координационные числа повышаются. Так, если для Sc (III) типично координационное число 6, то для Y и La оно достигает 8 и 9.
В ряду В - А1 – Sc – Y – La - Ас (в противопо­ложность ряду В - А1 – Ga –In - Т1) монотонно увеличиваются атомные и ионные радиусы. Таким образом, следует ожидать, что в ряду В - Ас свой­ства однотипных соединений долж­ны изменяться монотонно в про­тивоположность ряду В - T1.
В ряду В - А1 – Sc – Y – La - Ас усиливаются признаки металли­ческих элементов. Скандий напоминает алюминий и является амфотерным элементом, а его аналоги по свойствам приближаются к ще­лочноземельным металлам.
Простые вещества. В земной коре элементы подгруппы скандия очень распылены и отдельных минералов не образуют. Из-за этого их трудно выделить в чистом (без примесей) состоянии.
В виде простых веществ элементы подгруппы скандия — белые металлы.
Простые вещества скандия и его аналогов по химической актив­ности уступают лишь щелочным и щелочноземельным металлам. В ряду Sc – Y – La - Ас химическая активность заметно возрастает, о чем свидетельствуют, в частности, значения их электродных потенциалов Е⁰₂₉₈. При более или менее сильном нагревании все они реагируют с большинством неметаллов, а при сплавлении — с металлами.
В ряду напряжений Sc и его аналоги находятся далеко впереди водорода. Скандий из-за пассивирования с во­дой не реагирует, а лантан уже при обычных условиях медленно разлагает воду:
2La + 6Н₂О = 2La(OH)₃ + 3Н₂.
Рассматриваемые металлы легко взаимодействуют с разбавлен­ными кислотами, причем разбавленную HNO₃ они восстанавливают до NH₄NO₃:
8Sc + 30HNO₃ = 8Sc(NO₃)₃ + 3NH₄NO₃ + 9 Н₂О.
С малоактивными неметаллами скандий и его аналоги образуют тугоплавкие соединения типа интерметаллических, например ScBa₂, YB₂, LaB₆, ЭSi₂, YC₂, LaС₂, ScC и др.
В свободном состоянии Sc, Y и La получают электролизом рас­плавленных хлоридов или металлотермическим методом.