Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Фролов В.В. -> "Химия" -> 127

Химия - Фролов В.В.

Фролов В.В. Химия: Учеб. пособие — М.: Высш. шк., 1986. — 543 c.
Скачать (прямая ссылка): chem_up_dlya_msv.pdf
Предыдущая << 1 .. 121 122 123 124 125 126 < 127 > 128 129 130 131 132 133 .. 211 >> Следующая




нланленин каменья Л" А3*


Sc 21 3,0 1812 2973 0,164 0,083 6,54 — 2,08
Y 39 4,47 1798 3298 0,181 0,097 6,38 — 2,37
La 57 6,12 1193 3743 0,1877 0,104 5,61 —2,40
323
очень активны вследствие их малых потенциалов ионизации и отрицательных электродных потенциалов. В соответствии с распределением электронов (^'я2) эти металлы проявляют степень окисления + 3 и в реакциях выступают как сильные восстановители.
Оксиды этих металлов — прочные белые кристаллические тела, при их образовании выделяется большое количество энергии. Оксиды тугоплавки.
По химическим свойствам 8с203 напоминает А1203 и проявляет амфотерные свойства, У203 и Ьа203 — основные оксиды.
Гидроксиды получают гидратацией оксидов при значительном выделении теплоты. Эс с водой не реагирует, а Ьа разлагает воду при комнатной температуре:
2Ьа + 6Н20-*2Ьа(ОН)3 + ЗНаТ
Соли этих металлов можно получить или реакцией нейтрализации, или растворением металлов в кислотах:
2Бс + 6НС1-»-23сС1з + ЗН21
Как сильные восстановители они восстанавливают кислородсодержащие кислоты (см. гл. 10):
85с + ЗОНЖЭз-^вБс^ОзЬ + ЗЫН„1Ч03 -I- 9Н20
Фториды этих металлов нерастворимы в воде, а остальные га-лиды хорошо растворимы и гигроскопичны. Комплексообразование проявляется лишь у Бс:
3№Р + 5сР3~-^аа[5сРв]; ИаР + 5сР3-^а [8сР4]
Как и алюминий, Бс образует двойные соли — сульфаты Ма'$с(504)2 и т. д.
Применение ^-металлов III группы. Применение Бс, У, Ьа ограничено их дефицитностью. Однако лантан Ьа употребляется в сплавах с вольфрамом. Лантанированный вольфрам обладает малой работой выхода электрона и дуговой разряд между электродами из этого материала отличается большой стабильностью (сварка в инертных газах).
а(-Металлы III группы легко образуют интерметаллиды с другими металлами, что используется при создании сплавов со,специальными свойствами. Карбиды и бориды этих металлов тугоплавки и слабо окисляются, обладая при этом электронной проводимостью.
Таблица 12.9. Нитриды АІ и
Строение внешнего Удельное сопро- Удельная электри-
Металл
Нитрид тивление, мкОм • см ческая проводи-
слоя мость, См
А1 Бс А1Ы БсЫ 10м -1016 308 ю-8-кг111
3250 .
324
Нитриды этих металлов также отличаются металлической электрической проводимостью и, несмотря на одинаковые количественные составы с нитридом алюминия, совершенно на него не похожи (табл. 12.9).
Увеличение производства этих металлов, возможно, позволило бы им занять соответствующее их свойствам положение в технике.
12.5. й -МЕТАЛЛЫ IV ГРУППЫ
^-Металлами четвертой группы периодической системы Д. И. Менделеева являются титан Т1, цирконий 2г и гафний Ш. Торий Тп, относящийся к группе актиноидов, очень близок по свойствам к подгруппе титана и также имеет структуру ^-металла. Общая электронная формула этой подгруппы сРэ2, но Zr и Ш имеют вакантные электронные уровни и поэтому их восстановительные свойства сильнее выражены и для них высшие степени окисления более характерны (табл. 12.10).
Та б л и ц а 12.10. Распределение электронов у {/-металлов IV группы
Электронные уропнн и подуровни
Металл 7. а
З.ч •1.4 4,1 ы '1/ 5/) Ги/ г./ |.)Л'
Т! 22 4 2 6 2 2 ____
2 г 40 5 2 6 10 2 6 2 0 2 _ _-
Ш 72 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 2 0 0 2
Нахождение в природе и методы получения в свободном виде.
Ввиду высокой химической активности ^-металлы IV группы в свободном виде в природе не встречаются. Титан, содержание которого в земной коре составляет ~0,6% (мае), встречается в виде минералов: рутила ТЮ2, ильменита РеТЮ3(РеО • ТЮ2) и перовскита СаТЮ3(СаО • ТЮ2). Цирконий, содержание которого в земной коре ~2,4- 10"3% (мае), относится к редким элементам. Его.минералы — циркон ггЭЮ-ь бадделеит ХхОч. Гафний обычно сопутствует цирконию. Его содержание в земной коре еще меньше: -3,0 • 10-4% (мае).
Получение этих металлов в свободном виде затруднено необходимостью их концентрации из природных продуктов, так как богатых самостоятельных месторождений руд этих металлов не существует. Так, Ъг и Ш уже можно считать «рассеянными» металлами. Концентрат титановых руд обрабатывают хлором в присутствии твердого углерода:
Т\0, + 2С1а + 2С ->Т1С14| + 2СО|
Тетрахлорид титана —- летучая жидкость (Ткнп =409К) —уходит из зоны реакции вместе с СО в виде пара. После конденсации и
325
дополнительной очистки (перегонки) Т1С14 из него вытесняют чистый титан, используя такие металлы, как М§ или Са:
г у Ока
«Губку» из металлического титана переплавляют в электрическом разряде (расходуемый электрод) в вакууме и собирают в медные изложницы, охлаждаемые проточной водой. Переплав в вакууме позволяет получить чистый металл, идущий на приготовление технических сплавов. Особо чистый титан и цирконий получают кристаллизацией в вакууме при разложении их тетраиодидов:
Т11,5^'П + 21,
Диссоциация тетраиодидов происходит на раскаленных нитях из тантала или вольфрама. Полученные этим способом титан и цирконий обладают высокой чистотой.
Разработка этого метода получения и предопределила возможность технического применения этих металлов в технике, так как загрязненные металлы (примеси О, Ы, Н) обладают очень низкими механическими свойствами. Поэтому титан, открытый впервые Клапротом в 1827 г. и полученный Муассаном в свободном состоянии в 1895 г., нашел широкое применение лишь спустя более 100 лет. Гафний получается в малых количествах при добыче циркония, так как сопутствует ему в его природных соединениях.
Предыдущая << 1 .. 121 122 123 124 125 126 < 127 > 128 129 130 131 132 133 .. 211 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed