ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Место РЗЭ в периодической системе элементов и их электронная структура из "Металлургия редких металлов Издание 2 " Для получения циркония наиболее высокой чистоты обычный металл рафинируют способом термической диссоциации йодида циркония, сущность которого уже была рассмотрена в применении к титану (см. 51). [c.319] Скорость осаждения циркония на нити определяется скоростью переноса йодида к поверхности нити и йода — к рафинируемому цирконию. Это обусловливает сравнительно малые скорости йодидного процесса. Скорость осаждения, кроме того, зависит от температур нити и очищаемого циркония. Оптимальная температура нити 1300° С. [c.319] Производственные аппараты, в которых ведут йодидный процесс, изготовляют из сплава никеля с хромом. Их конструкция аналогична описанной выше (см. рис. 106). [c.320] Для поддержания необходимой температуры у стенок, где находится очищаемый циркоиий, аппарат погружают в термостат, заполненный солевым расплавом. Температуру нити регулируют так, как описано выше для титана. [c.320] В процессе йодидного рафинирования отделяются примеси кислорода и азота (так как кислородные соединения и нитриды циркония не реагируют с йодом), а также примеси металлов, не образующих легколетучих йодидов. [c.320] Прессование брикетов из порошка металла или гидрида ведут под давлением 6—8 т1см . Брикеты спекают в вакууме 10- —10 мм рт.ст. при 1200—1300° С. [c.321] В табл, 42 сопоставлены механические свойства компактно го циркония, полученного различными способами. [c.321] К группе редкоземельных элементов (РЗЭ) относится семейство из 14 элементов с порядковыми номерами от 53 (церий) до 71 (лютеций), расположенных в VI периоде системы Д. И. Менделеева за лантаном и сходных с ним по свойствам. Поэтому обычно в эту группу включают и лантан, а элементы называют лантаниды (т. е. подобные лантану). Кроме того, к лантанидам примыкают химические аналоги лантана — элементы третьей группы скандий и иттрий, которые, особенно иттрий, почти всегда содержатся вместе с редкоземельными элементами в минеральном сырье, В периодической системе лантаниды помещают обычно отдельно, внизу таблицы (гм. тябл 1). По физико-химическим свойствам лантаниды весьма сходны между собой. Это объясняется особенностями строения их электронных оболочек. Как известно, химические и многие физические свойства элементов определяются преимущественно строением внешних электронных уровней. Между тем по мере роста заряда ядра (увеличения порядкового номера) структура двух внещних уровней (оболочки О Р) у атомов лантанидов одинакова, так как при переходе от одного элемента к другому заполняется электронами глубоко лежащий электронный уровень 4/ (табл. 43). Максимально возможное число электронов на /-уровне, равное 14, определяет число элементов семейства лантанидов. [c.322] НИХ электронов., Поэтому они мало влияют на химические свойства редкоземельных элементов. [c.323] В нормальном состоянии у атомов лантанидов (за исключением гадолиния и лютеция) нет электронов на 5 -оболочке (см. табл. 43). Однако для перехода электрона с уровня 4[ на уровень 5 с требуется небольшая затрата энергии. Характерная для семейства лантанидов валентность (3 + ) обусловлена переходом одного электрона с 4/-уровня на 5 -уровень. В этом случае в валентных связях участвуют два внешних электрона оболочки 6 и один электрон оболочки 5с . У некоторых лантанидов наблюдается, кроме валентности 3+, также валентность 4+ или 2+ (табл. 43). Эти аномальные валентности объясняются различиями в прочности связи электронов на 4/-уровне в зависимости от их числа. Прочность связи электронов возрастает по мере заполнения /-уровня на половину (до семи электронов) или при полном его заполнении до 14 электронов. Поэтому наиболее устойчивой конфигурацией /-уровня отличаются атомы гадолиния и лютеция. Валентность 4+ проявляется у церия и празеодима (первые /-электроны легко переходят на 5 -уровень) и у тербия и диспрозия, следующих за гадолинием. Валентность 2+ наблюдается у самария, европия и иттербия, т. е. у элементов с числом электронов на /-уровне, равным или близким к 7 и 14. [c.323] В противоположность перечисленным выше, некоторые свойства при переходе от одного элемента к другому изменяются непрерывно. Так, по мере увеличения порядкового номера непрерывно уменьшаются радиусы атомов и ионов (см. табл. 43). Это явление, называемое лантанидным сжатием , объясняет постепенное понижение основности элементов от церия к лютецию, и обусловливает различия в растворимости солей лантанидов и устойчивости их комплексных соединений. [c.324] Вернуться к основной статье