Презентация к уроку Лантаноиды

Лантано́иды (лантани́ды) — семейство из 14 химических элементов III группы 6-го периода периодической таблицы. Состоит из церия, празеодима, неодима, прометия, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия и лютеция. Все лантаниды вместе с лантаном, скандием и иттрием входят в состав группы редкоземельных элементов (РЗЭ).Термин «лантаноиды» предложен в 1948 году профессором ЛГУ С. А. Щукаревым La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Лантаниды стали изучаться и дополняться новыми элементами начиная с 18-го века. Данное семейство условно делится на две группы: цериевую — от церия до европия — и иттриевую — от гадолиния до лютеция.Редкоземельные элементы, которые включают в себя все лантаниды достаточно широко распространены в природе. Их распространение в земной коре составляет 0,015 %. В грунтах содержание РЗЭ достигает 0,24 %. Богатые месторождения лантаноидов (редкоземельных элементов) находятся в Индии; монацитовый песок залегает на береговых пляжах Траванкори, в Бразилии, Австралии, США, в Африке, в Скандинавии и др. В Европе минералы РЗЭ располагаются на Кольском полуострове, Урале, Украине, в Азии — в Казахстане, Сибири. В 1787 году шведский офицер К. Аррениус в карьере вблизи города Иттербю нашёл неизвестный чёрный минерал. Через десять лет финский химик Ю. Гадолин, изучивший этот минерал, установил в нём наличие новой «земли», то есть оксида. Позже этот минерал, привезённый из Иттербю, назвали гадолинитом, а новый оксид, выделенный из этого минерала, — «иттриевая земля» Юхан Гадолин — первооткрыватель лантанидов. Первый в мире изучил минерал, содержащий иттрий и другие РЗЭ. В его честь назван элемент — гадолиний. (Открытия) В 1803 году М. Клапрот, а одновременно с ним В. Хизингер и Й. Берцелиус при исследовании минерала охрита, нашли так называемую «цериевую землю». В 1814 году Й. Берцелиус в церите нашёл вместе с цериевой еще и иттриевую землю. Йёнс Берцелиус — первооткрыватель церия, а так же тория и селена. Через два года после своих первых исследований Мосандер из лантановой земли многоступенчатой кристаллизацией сульфатов выделил новый оксид, который был назван им «дидим». Еще через два года он разложил иттриевую землю на три новых компонента: собственно иттриевую, эрбиевую и тербиевую земли. Карл Густав Моcандер в 1839 году открыл лантан. В 1843 году открыл в иттриевой земле ещё два РЗЭ — эрбий и тербий. Лантаноиды характеризуются серебристым цветом, ковкостью, низкой твёрдостью и средними температурами плавления, разброс в значениях которых составляет от 804 °C (церий) до 1700 °C (лютеций). Исходя из значений плотности лантаниды можно разделить на две группы: лёгкие и твёрдые. (Физические свойства) Все лантаноиды (Ln) образуют общие типы соединений, поэтому необязательно рассматривать каждый элемент в отдельности. Все они достаточно химически активны, в чем близки к щелочноземельным и даже к легким щелочным металлам. (Химические свойства) ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Металлы активно реагируют с кислотами и даже из воды выделяют водород и образуют в воде растворы основного характера. При горении в кислороде они образуют оксиды состава Ln2O3. С галогенами образуют тригалогениды, с серой – сульфиды типа Ln2S3, с водородом – гидриды (в основном металлической природы). Ионы Ln3+ при реакции со слабыми и сильными основаниями образуют, подобно алюминию, гелеобразные гидроксиды Ln(OH)3, но, в отличие от гидроксида алюминия, нерастворимые в избытке щелочи. Лантаноиды образуют много двойных солей, например, 2LnIII(NO3)3 и Ln2III(SO4)3 ПРИМЕНЕНИЕ Лантаноиды входят в состав сплавов с высокой искрящей способностью, используемых в производстве кремней для зажигалок. Смешанные оксиды лантаноидов, например с ThO2, применяют в производстве сеток накаливания для газоразрядных осветительных устройств. Соли лантаноидов используют для окрашивания или обесцвечивания стеклоизделий. Оксиды лантаноидов применяют также для полирования линз, зеркал и изготовления искусственных драгоценных камней.