Pangunahin iba pa

Rare-earth element

Talaan ng mga Nilalaman:

Rare-earth element
Rare-earth element

Video: How These Rare-Earth Elements Could Change Our Future | Treasure Hunters | Spark 2024, Mayo

Video: How These Rare-Earth Elements Could Change Our Future | Treasure Hunters | Spark 2024, Mayo
Anonim

Mga nababanat na katangian

Tulad ng karamihan sa iba pang mga katangian ng mga bihirang-lupa na metal, ang nababanat na moduli ng mga bihirang-lupa na metal ay nahuhulog sa gitnang bahagdan ng iba pang mga elemento ng metal. Ang mga halaga para sa scandium at yttrium ay halos pareho sa mga miyembro ng mga end end ng lanthanides (erbium hanggang lutetium). Mayroong isang pangkalahatang pagtaas sa nababanat na modulus na may pagtaas ng numero ng atomic. Ang anomalous na halaga para sa cerium (ilang 4f bonding), at ytterbium (divalency) ay maliwanag.

Mga katangian ng mekanikal

Ang mga bihirang-lupa na metal ay hindi mahina o lalo na ang mga malakas na elemento ng metal, at ipinakita nila ang ilang katamtaman na pag-agos. Dahil ang mga mekanikal na katangian ay lubos na malakas na nakasalalay sa kadalisayan ng mga metal at kanilang kasaysayan ng thermal, mahirap ihambing ang naiulat na mga halaga sa panitikan. Ang panghuli lakas ay nag-iiba mula sa tungkol sa 120 hanggang sa tungkol sa 160 MPa (megapascals) at pag-agas mula 15 hanggang 35 porsyento. Ang lakas ng ytterbium (ang Europium ay hindi nasusukat) ay mas maliit, 58 MPa, at ang pag-agaw ay mas mataas, tungkol sa 45 porsyento, tulad ng inaasahan para sa divalent metal.

Mga katangian ng kemikal

Ang reaktibo ng mga bihirang-lupa na metal na may hangin ay nagpapakita ng isang makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng mga light lanthanides at mabigat. Ang light lanthanides ay nag-oxidize nang mas mabilis kaysa sa mabibigat na lanthanides (gadolinium sa pamamagitan ng lutetium), scandium, at yttrium. Ang pagkakaiba na ito ay sa bahagi dahil sa pagkakaiba-iba ng nabuo na produktong oxide. Ang light lanthanides (lanthanum sa pamamagitan ng neodymium) ay bumubuo ng hexagonal A-type R 2 O 3 na istraktura; ang gitnang lanthanides (samarium sa pamamagitan ng gadolinium) ay bumubuo ng monoclinic B-type R 2 O 3 phase; habang ang mabibigat na lanthanides, scandium, at yttrium ay bumubuo ng kubiko C-type R 2 O 3 modification. Ang A-type ay tumutugon na may singaw ng tubig sa hangin upang makabuo ng isang oxygenhydroxide, na nagiging sanhi ng puting patong sa spall at pinapayagan ang oksihenasyon na magpatuloy sa pamamagitan ng paglalantad ng sariwang ibabaw ng metal. Ang C-type oxide ay bumubuo ng isang masikip, magkakaugnay na patong na pumipigil sa karagdagang oksihenasyon, na katulad ng pag-uugali ng aluminyo. Samarium at gadolinium, na bumubuo sa B-type R 2 O 3 phase, mag-oxidize nang bahagya nang mas mabilis kaysa sa mas mabibigat na lanthanides, scandium, at yttrium ngunit bumubuo pa rin ng isang magkakaugnay na patong na humihinto sa karagdagang oksihenasyon. Dahil dito, ang ilaw na lanthanides ay dapat na naka-imbak sa vacuum o sa isang inertong kapaligiran ng gas, habang ang mabibigat na lanthanides, scandium, at yttrium ay maiiwan sa bukas na hangin nang maraming taon nang walang anumang oksihenasyon.

Ang metal na Europium, na may istraktura ng bcc, ay nag-oxidize ng pinakamabilis ng alinman sa mga bihirang lupa na may basa na hangin at kailangang hawakan sa lahat ng oras sa isang gas na gasolina. Ang reaksyon ng produkto ng europium kapag nakalantad sa mamasa-masa na hangin ay isang hydrate hydroxide, Eu (OH) 2 H 2 O, na isang hindi pangkaraniwang produkto ng reaksyon dahil ang lahat ng iba pang mga bihirang-lupa na mga metal ay bumubuo ng isang oxide.

Ang mga metal ay gumanti nang malakas sa lahat ng mga acid maliban sa hydrofluoric acid (HF), naglalabas ng H 2 gas at bumubuo ng kaukulang bihirang-lupa-anion compound. Ang bihirang-lupa na mga metal kapag inilagay sa hydrofluoric acid ay bumubuo ng isang hindi matutunaw na RF 3 na patong na pumipigil sa anumang karagdagang reaksyon.

Ang mga bihirang-lupa na metal ay madaling tumugon sa hydrogen gas upang mabuo ang RH 2 at, sa ilalim ng malakas na mga kondisyon ng hydriding, ang phase RH 3 — maliban sa scandium, na hindi bumubuo ng isang trihydride.

Mga Compound

Ang mga bihirang-lupa na elemento ay bumubuo ng sampu-sampung libong mga tambalang kasama ang lahat ng mga elemento sa kanan ng — at kasama ang — ang pangkat 7 na riles (manganese, technetium, at rhenium) sa pana-panahong talahanayan, kasama ang beryllium at magnesium, na namamalagi sa malayo kaliwang bahagi sa pangkat 2. Mahahalagang serye ng tambalang at ilang mga indibidwal na compound na may mga natatanging katangian o hindi pangkaraniwang pag-uugali ay inilarawan sa ibaba.

Mga Oxides

Ang pinakamalaking pamilya ng mga inorganic na bihirang-lupa na compound na pinag-aralan hanggang sa kasalukuyan ay ang mga oxides. Ang pinakasikat na stoichiometry ay ang komposisyon ng R 2 O 3, ngunit, dahil ang ilang mga elemento ng lanthanide ay may iba pang mga estado ng valence bilang karagdagan sa 3+, ang iba pang mga stoichiometry ay umiiral — halimbawa, cerium oxide (CeO 2), praseodymium oxide (Pr 6 O 11), terbium oxide (Tb 4 O 7), europium oxide (EuO), at Eu 3 O 4. Karamihan sa talakayan ay nasa sentro ng mga binary oxides, ngunit ang ternary at iba pang mga mas mataas na order na mga oksido ay masusuri din sa madaling sabi.