Iii guruxning d-elementlari

III GURUXNING D-ELEMENTLARI
1. Umumiy xarakteristika

2. Olinishi xossalari

3. Lantanoid va aktinoidlar

Uchinchi gruppaning d-elementlariga skandiy (Z=21), ittriy (Z=39), lantan (Z=57), aktiniy (Z=89) kiradi, lantanoid va aktinoidlar f-elementlardir.

Skandiy, ittiriy faqat birgina izotopdan iborat: ⁴⁵Sc, ⁸⁹Vt va ular tabiatdagi skandiy va ittiriyning 100% tashkil etadi. Lantanda 2 ta izotop bor; biri ¹³⁹La (tabiiy lantanning 99.911%) va ikkinchisi ¹³⁸La (u tabiatdagi lantanning atigi 0.089% ini tashkil etadi). Lantanning ikkinchi izotopi radioaktivdir. Aktiniyning birorta xam barqaror izotopi yo’q. Uning 10 ta radioaktiv izotopi bor. Ulardan eng barqarori ²²⁷Ac bo’lib, uning yarim yemirilish davri 21.6 kundir.
Skandiy, ittriy, lantan va aktiniylarning elektron konfigurasiyalari quyidagicha:

Sc(Z=21) KL 3s²3p⁶3d¹⁴s²

Y (Z=39) KLM 4s²4p⁶4d¹⁵s²

La(Z=57) KLM 4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p⁶5d¹⁶s²

As(Z=89) KLMN 5s²5d¹⁰6s²6p⁶6d¹⁷s²

Bu elementlarning kimyoviy bog’lanishda ishtirok etadigan valent elektronlari sirtqi qavat (d¹s²) elektronlaridir; ularning maksimal valentligi +3ga teng. Skandiydan aktiniyga o’tganda elektron qavatlarining soni ortishi bilan elementlarning atom radiuslari bir oz kattalashadi; ionlanish potensiallarining qiymati kichiklashadi; masalan, skandiy, ittriy va lantanning J₁, J₂ va J₃ lari quyidagicha qiymatga ega:

Skandiy uchun J₁ - 6.54; J₂ - 12.8; J₃ -24.8 ev.

Ittriy uchun J₁ - 6.38; J₂ - 12.2; J₃ -20.5 ev.

Lantan uchun J₁ - 5.61; J₂ - 11.4; J₃ -19.2 ev.

945016227

Bu elementlarning xammasi juda tarqoq, tabiatda kam uchraydigan elementlardir.

Ular erkin xolda kumushsimon oq rangda bo’ladi. Solishtirma og’irligi Sc=4.26g/sm³, Y=5.866g/sm³, La=6.22g/sm³.

Bu elementlar erkin xolda xlorid yoki ftorid suyuqlanmalaridan elektrotermik yoki metallotermik usul bilan olinadi. Masalan, lantan suyuqlantirilgan LaCL₃ ni elektroliz qilish yo’li bilan olinadi:

2LaCL₃ --> 2La³⁺ + 6CL^-

2La³⁺ + 3e --> 2La

6CL^- -6e --> 3CL₂

Bu gruppacha elementlari havoda yuqori xaroratda yonib, M2O3 tarkibli oksid xosil qiladi.

2Sc + 3O₂ --> Sc₂O₃

2Ac + 3O₂ --> Ac₂O₃

2La + 3O₂ --> La₂O₃

Skandiy suv ta'sirida passivlashadi, shu sababli suv bilan reaksiyaga kirishmaydi. Lantan odatdagi xaroratda suvni juda sekin parchalaydi.

2La + 6H₂O = 2La(OH)₃ + 3H₂

2Y + 6H₂O = 2Y(OH)₃ + 3H₂

2Ac + 6H₂O = 2Ac(OH)₃ + 3H₂

Gidroksidlari suvda oz eriydi. Asos xossalari lantanga tomon ortib boradi, shuning uchun La(OH)₃ kuchli asos.

Ular suyultirilgan kislota eritmalari bilan reaksiyaga kirishadi.

2Sc + 6HCL = 2ScCL₃ + 3H₂

8Sc + 30HNO_3(suyo’l) = 8 Sc(NO₃)₃ + 3NH₄NO₃ + 9H₂O

Qizdirilganda bu gruppacha elementlari metallmaslar bilan xam reaksiyaga kirishadi.

Masalan, lantan yuqori xaroratda azot bilan birikib, lantan nitridni xosil qiladi:

2La + H₂ = 2LaH
Uglerod bilan esa lantan karbidni xosil qiladi.

La + 2C = LaC₂

Bu gruppacha elementlari suyultirilganda metallar bilan qotishmalar (masalan, lantan alyuminiy bilan lantan-alyuminid -LaAL₄ suyuqlanmasini) xosil qiladi. Skandiy, lantan, ittiriy bunday birikmalarida faqat uch valentli bo’ladi. Shuning uchun xam ularning xossalari bir-biriga juda o’xshaydi. Aktiniy xavfli radioaktiv "zaxar" element.

AKTINOIDLAR VA LANTANOIDLAR

Aktinoidlarning (ya'ni Z=90 dan Zq103 gacha bo’lgan 14 ta element) xech qaysinida bittadan xam barqaror izotop yo’q; aktinoidlarning xammasi radioaktiv elementlardir. Radioaktiv izotoplar soni xar qaysi aktinoidda xar xil. Masalan: toriyning atigi 1 ta izotopi bor; u xam bo’lsa ²³²Th (uning yarim yemirilish davri 1,3910¹⁰ yil); uranda 3 ta ²³⁸U, ²³⁵U, ²³⁴U, bulardan eng barqarori ²³⁸U bo’lib, uning yemirilish davri 4,510⁹ yil. Aktinoidlardan ba'zilarining izotoplari yadro energiyasi xosil qilishda ishlatiladi.

Lantanoidlarning atomlarida 4f-pogonachalar elektronlar bilan to’lib boradi. Bu elementlar atomlarining tashqi qavatida 2 tadan s-elektron bo’ladi.

Aktinoidlarda erkin xolda birinchi yettita metall kumushsimon oq rangli metallardir. Odatdagi sharoitda toriy barqaror modda, uran esa asta sekinlik bilan oksidlanadi. Kislotalarda uran toriyga nisbatan oson eriydi. Ishqor eritmalari ikkala elementga xam ta'sir etmaydi. Yuqori xaroratda ikkala element xam galogenlar, kislorod va oltingugurt, xamda azot va uglerod bilan faol birikadi.

Lantanoidlardan samariy, yevropiy va ba'zi elementlar 3 valentliklardan tashqari 2 valentlikni xam namoyon qiladi.

Lantanoidlar atom texnikasida katta axamiyatga ega. Ba'zi lantanoidlar (samariy, gadoliniy, yevropiy)ning issiqlik neytronlarini qamrab olish kesma yuzlari katta bo’ladi. Shuning uchun yadro reaktorlarining sopoldan yasaladigan ximoya qoplamalari tarkibiga gadoliniy, samariy va yevropiy qo’shiladi.