Подгруппа скандия
Группа → | 3 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
↓ Период | |||||||
4 |
| ||||||
5 |
| ||||||
6 |
| ||||||
7 |
|
Подгру́ппа ска́ндия — химические элементы 3-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элементы побочной подгруппы III группы)[1]. Ввиду особенностей строения электронной конфигурации элементов этой группы точный состав её в разных источниках имеет различия. ИЮПАК не даёт строгих рекомендаций по спецификациям формата периодической таблицы. Поэтому по составу группы 3 имеются и часто используются несколько конвенций. Следующие d-элементы из переходных металлов всегда считаются членами группы 3:
При определении оставшейся части группы 3 возникли 4 конвенции:
- Некоторые таблицы[2] включают в члены группы 3 лантан (La) и актиний (Ac) (начальные элементы семейств лантаноидов и актиноидов, соответственно). В наиболее часто встречающихся формах 3+ ионов эти элементы не имеют частично заполненных f-орбиталей, в результате чего их поведение ближе к поведению d-элементов.
- Некоторые таблицы[3] включают в члены группы 3 лютеций (Lu) и лоуренсий (Lr). Эти элементы стоят в конце списка семейств лантаноидов и актиноидов, соответственно. Поскольку для обоих этих металлов в электронной конфигурации основного состояния f-оболочки заполнены в полном объёме, то они ведут себя как наиболее близкие к d-элементам металлы из всех лантанидов и актинидов, и, таким образом, демонстрируют наибольшее сходство свойств со скандием и иттрием. Для лоуренсия ожидается именно такое поведение, но наблюдать его на практике не приходилось, поскольку этого элемента нет в достаточном количестве. (См. также Расширенная периодическая таблица элементов.)
Лантаноиды | ||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||
Актиноиды | ||||||||||||||||
|
Некоторые таблицы[4] ссылаются на все лантаноиды и актиноиды как на членов группы 3. Третья и четвёртая конвенции различаются по этому условию:
- По третьей конвенции членами группы 3 считаются все 30 лантаноидов и актиноидов. Лантаноиды как электроположительные трёхвалентные металлы химически тесно связаны, и все они показывают много общего со скандием и иттрием.
- По четвёртой конвенции в группу 3 не включаются ни лантаноиды, ни актиноиды. Лантаноиды обладают дополнительными свойствами, характерными для их частично заполненных f-орбиталей, которые не являются общими со скандием и иттрием. Кроме того, актиноиды демонстрируют гораздо более широкий круг химических свойств внутри своего семейства (например, в размере диапазона степени окисления), чем лантаноиды, и сравнение со скандием и иттрием становится ещё менее продуктивным.
Термин редкоземельные элементы, часто использующийся для обозначения элементов группы 3, включает лантаноиды, но исключает актиноиды.
Также в третью группу должен входить унбиуний — гипотетический химический элемент с атомным номером 121 в периодической системе.
Распространение в природе
[править | править код]Скандий, иттрий и лантаноиды (кроме прометия) встречаются в земной коре, как правило, вместе, и в относительном изобилии по сравнению с большинством d-металлов, но зачастую их трудно извлечь из руд.
Содержание в земной коре элементов подгруппы скандия таково: скандий – 2⋅10−4%, иттрий – 5⋅10−4%, лантан – 2⋅10−4%, актиний – 5⋅10−15%. Богатые каким–либо одним из них минералы встречаются крайне редко. Отдельные элементы подгруппы скандия и их производные ещё не нашли применения, а соединения актиния даже почти не изучены. Немногие имеющиеся данные указывают на его большое сходство с лантаном.
В более или менее чистом состоянии был пока выделен только лантан, свойства которого изучены довольно подробно. Он представляет собой белый металл с плотностью 6,2, несколько более твёрдый, чем олово, плавящийся при 826 и кипящий около 1800 °C. Электропроводность лантана примерно в два раза больше, чем у ртути.
Химическая активность лантана очень велика. Он медленно разлагает воду с выделением водорода, легко растворяется в кислотах и при нагревании энергично реагирует со всеми металлоидами. Свойства Sc и Y похожи на свойства лантана. В своих соединениях скандий и его аналоги исключительно трёхвалентны.
Биологическая химия
[править | править код]Элементы 3 группы, как правило, являются твёрдыми металлами с низкой растворимостью в воде, поэтому они имеют чрезвычайно низкую доступность для биосферы. Ни один элемент группы 3 не играет никакой документально подтверждённой биологической роли в живых организмах. Радиоактивность актиноидов в целом делает их весьма токсичными для живых клеток.
Фотографии
[править | править код]- Элементы подгруппы скандия
-
Скандий
-
Иттрий
- Лантаноиды
-
Лантан
-
Церий
-
Празеодим
-
Неодим
-
Самарий
-
Европий
-
Гадолиний
-
Тербий
-
Диспрозий
-
Гольмий
-
Эрбий
-
Тулий
-
Иттербий
-
Лютеций
Примечания
[править | править код]- ↑ Таблица Менделеева Архивировано 17 мая 2008 года. на сайте ИЮПАК
- ↑ Periodic table at Lanl.gov . Дата обращения: 25 января 2011. Архивировано 19 февраля 2011 года.
- ↑ WebElements Periodic Table of the Elements . Webelements.com. Дата обращения: 25 января 2011. Архивировано 4 января 2014 года.
- ↑ International Union of Pure and Applied Chemistry > Periodic Table of the Elements . Iupac.org. Дата обращения: 25 января 2011. Архивировано 13 января 2001 года.
Литература
[править | править код]- Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 2001. — ISBN 5-06-003363-5.
- Лидин Р. А. Справочник по общей и неорганической химии. — М.: КолосС, 2008. — ISBN 978-5-9532-0465-1.
- Некрасов Б. В. Основы общей химии. — М.: Лань, 2004. — ISBN 5-8114-0501-4.
- Спицын В. И., Мартыненко Л. И. Неорганическая химия. — М.: МГУ, 1991, 1994.
- Турова Н. Я. Неорганическая химия в таблицах. Учебное пособие. — М.: ЧеРо, 2002. — ISBN 5-88711-168-2.
- Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. (1997), Chemistry of the Elements (2nd ed.), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9
- F. Albert Cotton, Carlos A. Murillo, and Manfred Bochmann, (1999), Advanced inorganic chemistry. (6th ed.), New York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5
- Housecroft, C. E. Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Prentice Hall, ISBN 978-0-13-175553-6
Ссылки
[править | править код]- Подгруппа - скандий . Большая Энциклопедия Нефти Газа. Дата обращения: 2 января 2014.