§ 5. Подгруппа скандия
Кроме непосредственных членов этой
подгруппы – скандия, иттрия, лантана и актиния, к ней примыкают элементы
номеров 58–71, объединяемые под названием лантанидов, а также элементы номеров
90 и выше – актиниды. И те и другие будут отдельно рассмотрены в § 6 и 7.
Содержание в земной коре членов подгруппы скандия изменяется
следующим образом: Sc –
2·10–4%, Y – 5·10–4%, La – 2·10–4%, Ас – 5·10–15%. Богатые каким–либо одним из них минералы встречаются
крайне редко. Отдельные элементы подгруппы скандия и их производные еще не
находят 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 (путем
электролиза расплавленного LaCl3 ) только лантан, свойства которого изучены
довольно подробно. Он представляет собой белый металл с плотностью 6,2,
несколько более твердый, чем олово, плавящийся при 826 и кипящий около 1800°С.
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 трехвалентны.
Окиси Sc, Y и La представляют
собой весьма тугоплавкие белые порошки. В воде они практически нерастворимы, но
легко соединяются с ней, образуя белые гидроокиси Э(ОН)3 .
Гидроокиси скандия и его аналогов тоже почти нерастворимы. gee они имеют основной характер, довольно
слабо выраженный у Sc(OH)3 , но по ряду Sc–Y–La быстро усиливающийся, так что La(OH)3 является уже сильным
основанием.
Ионы Sc3+, Y3+и La3+бесцветны. Из отвечающих им солей обычных
кислот хлориды, нитраты и ацетаты растворимы легко, напротив, фториды,
карбонаты и фосфаты мало растворимы в воде. Растворимость сульфатов в ряду Sc–La быстро уменьшается (причем при повышенных
температурах она меньше, чем на холоду). В соответствии с быстрым усилением
основного характера гидроокисей в ряду Sc–La гидролиз солей в том же ряду сильно
уменьшается.
По химическим свойствам элементов и их соединений подгруппа
скандия во многом похожа на подгруппу титана. В самой подгруппе ее средний
элемент – иттрий – по химическим свойствам в общем ближе к лантану, чем к
скандию.
Из обеих подгрупп третьей группы в отношении аналогии к ее
типическим элементам (В, Аl) при высшей положительной валентности стоит именно подгруппа
скандия. Обстоятельство это проявляется, в частности, закономерным характером
изменения теплот образования высших окислов во всем ряду В–La при отсутствии подобной закономерности в
ряду В–Тl,
как это видно из следующих данных (ккал/моль Э2 О3 ):
Tl – 120
In – 240
Ga – 256
Al – 399
B – 345
Al – 399
Sc – 410
Y – 440
La – 457
|
