Лантаноидтар. Лантаноидтардың қасиеттері

1. Лантаноидтар

2. Лантаноидтар

Элементтердің периодтық жүйесінің ІІІ тобында лантаннан кейін орналасқан; атомдық
номері 58 — 71 аралығындағы 14 химиялық элементтің [Ce (атомдық номері 58), Pr
(59), Nd (60), Pm (61), Sm (62), Eu (63), Gd (64), Tb (65), Dy (66), Ho (67), Er (68), Tm
(69), Yb (70), Lu (71)] тобы . Сирек жер элементтері тобына кіреді. Ce-ден Gd-ге
дейінгілері жеңіл Лантаноидтар, ал Tb-ден Lu-ге дейінгілері ауыр Лантаноидтар деп
аталады.

3. Лантаноидтардың қасиеттері

Лантаноидтар дербес күйде күмістей ақ металдар, прозеодим мен неодим ғана сарғылт түсті.
Лантаноидтарыдың барлығы ауыр металдар. Лантаноидтардың көпшілігі парамагнитті, гадолий, диспрозий
және гольмий феромагнитті.
Лантан (лат. Lanthanum) - атомдық номері 57, ат. м. 138,9055, сирек кездесетін элементтерге жатады.
Лантанның табиғи екі изотопы бар: 139La (99,911%) және радиоактивті 138La (0,089%; Т1/2 1×1011 жыл).
Жылтыр, ақ түсті металл, тығыздығы 6,162 г/см3, балқу t 920оС, қайнау t 3470оС. Лантан ылғал ауада
тотығады, бөлме температурасында су және тұз, азот, күкірт қышқылдарымен, 200оС-тан жоғары
температурада галогендермен әрекеттеседі. Лантан никелі бар геттер қорытпаларының негізі ретінде
алюминийлі және т.б. қорытпаларға легирлеуші қоспа ретінде пайдаланылады. Сондай-ақ, ол болаттың
коррозияға беріктігін және ыстыққа төзімділік қасиетін арттыруға қолданатын мишмиталл құрамдасы.
Негізгі минералдары: моноцит (Ce, La...)PO4, бастнезит (Ce, La...)FCO3. Лантанның қосылыстары LaCrO3
— жоғары температуралы электрөткізгіш керамикалық бұйымдар құрамына, La2О3 — оптикалық
шынылардың құрамына кіреді, ал LaF3, La2О3 — лазерлік қасиеті бар заттар ретінде қолданылады.

4.

Церий (лат. Cerіum), Сұр металл; тығызд. 6,768 г/см3; балқу t –
798°С. Негізгі минералдары – монацит пен бастнезит. (4)
Празеодим (латын тілінде Praseodymіum). Жерде сирек кездесетін
металл, жер қыртысындағы салмақ мөлшері 9,5×10-4%. Тұрақты
бір изотопы 141Pr бар, қалған изотоптары жасанды жолмен
алынған. Минералдары: монацит, бастнезит, лопарит. Кесек
празеодим ақшыл, күміс түсті, таза күйінде иілгіш, оңай өңделеді,
тығыздығы 6,78 г/см3, балқу температурасы 9310С, қайнау
температурасы 3510С. 400С-та оттекте жанады (Pr2O3),
қыздырғанда азотпен нитрид (PrN) түзеді. Бөлме
температурасында сутекті сіңіріп әр түрлі гидридтер (Pr(H)x)
түзіп, HCl, HNO3, H2SO4-пен қыздырғанда галогендермен
әрекеттеседі. Таза празеодим хлоридін (PrCl3) электролиздеу
арқылы алады. Празеодим және оның қосылыстары парамагнитті.
Оларды шыны, фарфор бояуда, болаттың арнайы сорттарын
алуда, т.б. қолданады.

5.

Неодим (лат. Neodymіum). Жер қыртысындағы массалық үлесі 3,7,10–3%.
Монацит (Ce, La…)[PO4] және лопарит (Na, Ca, Ce)2, (Tі, Nb)2O6
минералдарының кристалдық торларына изоморфты қоспа ретінде кіреді.
Күмістей ақ металл, 885оС-тан төмен темп-рада гексагоналды тығыз
жинақталады , ал 885оС-тан жоғарыда кубтық кристалдық торларын
түзеді. Тығызд. 7,007 г/см3, балқу t 1024оC, қайнау t 3030оС. Тотығу
дәрежелері +2, +3, тұрақтысы +3. Ауада тотығады, бөлме
температурасында HCl, HNO3, HSO4-пен, қыздырғанда галогендермен
әрекеттеседі.
Неодимді оның үшфторидін немесе үшхлоридін кальциетерм. жолмен
тотықсыздандыру, үшхлоридінің балқымасын электролиздеу арқылы
алады. Неодим ұшақ пен зымыран жасауға пайдаланылады және лазерлік
материалдарға арналған құймалардың (мыс., Mg, Al немесе Tі) құраушысы
болып табылады.

6. Химиялық қасиеттері

Лантаноидтар химиялық белсенді болып табылады. Олар тұрақты
оксидтер, галогенидтер, сульфидтер түзеді, сутегі, көміртегі, азот,
фосформен әрекеттеседі. Сумен әрекеттескенде ыдырайды, ал HCl,
H2SO4, HNO3-да ериді.
Лантаноидтар балқытқыш және фосфор қышқылдарында төзімді,
өйткені оларды аз еритін фторид пен фосфат тұздарының қорғаныс
қабықшасымен жабылған.
Органикалық қосылыстармен күрделі комплексті қосылыстар түзеді.
Лантаноидтарды бөліп алу үшін лимон қышқылы мен
этилендиаминтетрауксус қышқылының (ЭДТА) рөлі маңызды.

7. Табиғатта таралуы

Лантаноидтар табиғатта жеткілікті түрде кеңінен таралған. Олардың
жер қыртысында таралуы 0,015% құрайды. Лантанидтер апатит, барит,
базальт, гранит, глина, пироксениттің құрамында кездеседі. Сонымен
қатар олардың мұнайда, түрлі топырақтарда, жануарлар мен
өсімдіктерде болуы анықталды.
Лантаноидтардың бай кен орындары Үндістан, Траванкори
жағалауында, Бразилия, Австралия, АҚШ, Африка және т.б. елдерде
орналасқан. Европада сирек-жер металдардың минералдары Кольский
түбегінде, Украина, Оралда, ал Азияда – Қазақстан мен Сібірде
кездеседі.

8.

Лантаноидтар табиғатта таралуы бойынша 2 топқа бөлінеді:
Церий (La, Ce, Pr, Pm, Sm)
Итрий(Y, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu).
Церий тобындағы минералдарға монацит (Ce, La, Nb....)PO4 жатады.

9. ҚОЛДАНЫЛУЫ

1891 ж. 4 қарашада

10.

Применение металлов в военных целях
Металл
Область применения
Технология
Пример
Nd, Pr, Sm, Dy, Tb
Системы управления и
контроля
Сильные и компактные
магниты
Ракеты Томагавк,
высокоточные бомбы,
JDAM, БПЛА
Большинство Ln
РЭБ (Радиоэлектронная
борьба)
Накопление энергии,
усиление плотности
Постановщики помех,
электромагнитный
рельсотрон, Система
активного отбрасывания
Eu, Tb
Системы целенаведения
Усиление мощности и
Лазерное наведение,
разрешающей способности лазеры воздушного
базирования
Nd, Pr, Sm, Dy, Tb
Электромоторы
Сильные и компактные
магниты
Интегрированный стартергенератор, «Замволт»
(DDG-1000), HMETD, JSF
Nd, La, Eu
Системы связи
Усиление и улучшение
сигнала
Гидроакустические
преобразователи, радары,
MICAD

11.

Томагавк (ракета)
Joint Direct Attack Munition
(JDAM)- бомба
американский БПЛА (Беспилотный
летательный аппарат)
корабль класса USS
Zumwalt
Рельсотро́н .Испытания рельсотрона в Naval
Surface Warfare Center, ВМС США.
Январь 2008 года