Лантаноиды

[slain_nik]

Объясните, пожалуйста, почему для лант. и акт. характерна степень окисления +3?

[keller_kirill]

Если посмотреть на электронное строение лантаноидов, то можно увидеть, что у них заполняется третий снаружи 4f подуровень, электроны которого не являются валентными. А валентными являются 3 электрона расположенные на внешних 5s и 5p орбиталях. Наверно у актиноидов аналогичная ситуация.

[slain_nik]

Так 5s и 5p полностью заполнены(и 4d тоже), как и 6s. 1 e садится на 5d(у лантана),дальше у церия на 4f 1, у Pr на f 2 и с 5d переходит на 4f, на f получается 3 у Pr. Я так понимаю, валентными остаются эти 2 e, которые на 6s. Почему тогда для лантаноидов характерна степень окисления +3?

[grau]

Если посмотреть на электронное строение лантаноидов, то можно увидеть, что у них заполняется третий снаружи 4f подуровень, электроны которого не являются валентными. А валентными являются 3 электрона расположенные на внешних 5s и 5p орбиталях. Наверно у актиноидов аналогичная ситуация.

 

Ошибаетесь, у лантаноидов 4f-электроны являются валентными.

[slain_nik]

Ошибаетесь, у лантаноидов 4f-электроны являются валентными.

 

"Внутренние f-орбитали сильно экранированы и практически не участвуют в образовании хим. связей" Какие же они валентные?

[grau]

"Внутренние f-орбитали сильно экранированы и практически не участвуют в образовании хим. связей" Какие же они валентные?

 

Откуда цитата? Вот данные из общеизвестных источников:

 

У Sc, Y и La в образовании хим. связи участвуют d- и s-электроны, у др. РЗЭ могут участвовать также f-электроны.

ХЭ. Редкоземельные элементы

 

У лантана, гадолиния и лютеция валентными являются 5d¹6s²-электроны, поэтому эти элементы в соединениях бывают исключительно трёхвалентными. У других лантаноидов валентные связи создаются с участием 4f-электронов.

Википедия. Лантаноиды

[slain_nik]

Цитата из Третьякова.

[grau]

Цитата из Третьякова.

 

Вот некоторые выдержки из курса химии элементов (Ю.Д. Третьяков, Л.И. Мартыненко, А.Н. Григорьев, А. Ю. Цивадзе: Неорганическая химия. Химия элементов. Книга I. М., "Химия", 2001, с. 136-137):

 

Причина наибольшей устойчивости соединений РЗЭ со степенью окисления +3 состоит в том, что кроме легко отдаваемых ns²-электронов в изолированном атоме РЗЭ всегда есть неспаренный (n-1)d¹- или (n-2)f^14-x-электрон, связанный не очень прочно (х - число электронов, недостающих до 14).

Атомы Ce и Pr содержат на 4f-подуровне очень мало электронов, поэтому в окислительно-восстановительных реакциях они сравнительно легко теряют более трёх электронов, проявляя высшую для РЗЭ степень окисления +4. То же относится к Tb, который, кроме заполненной наполовину и поэтому устойчивой 4f⁷-подоболочки, имеет ещё только два электрона на 6s-подуровне и два на второй половине 4f-подуровня.

Причиной относительной устойчивости Eu, Yb, Sm, и Tm в степени окисления +2 является трудность отрыва третьего валентного электрона с заполненной или почти заполненной оболочки соответственно 4f⁶ (Sm), 4f⁷ (Eu), 4f⁷ (Тm), 4f¹⁴ (Yb).

 

Нет никаких сомнений относительно участия 4f-электронов в образовании химических связей. Кстати, тут есть и ответ на вопрос относительно характерной для лантаноидов степени окисления +3.

Изменено 21 Июня, 2013 в 21:27 пользователем grau