Некоторые свойства лантаноидов

Способы получения. Основной проблемой при получении лантаноидов является разделение смеси их соединений, что представляет большие трудности вследствие близости свойств этих элементов. В настоящее время эта операция осуществляется с помощью ионообменных методов.

Получение элементов в металлическом состоянии из природного сырья происходит в несколько стадий: растворение рудных концентратов в серной, азотной кислотах или растворах щелочей; разделение и очистка соединений; выделение фторидов, хлоридов или оксидов; металлотермическое восстановление (с помощью кальция или магния) или электролиз расплавов хлоридов.

Некоторые лантаноиды (самарий, европий, иттербий) получают в результате процесса:

Э₂О₃ + 2La La₂О₃ + 2Э.

Химические свойства. Лантаноиды – типичные металлы, причем более резко металлические свойства выражены у элементов цериевой группы (Ce – Gd).

Лантаноиды весьма реакционноспособны: легко окисляются на воздухе, при нагревании горят, превращаясь в оксиды Э₂О₃ (церий – также в СеО₂); реагируют с водородом, углеродом, серой, кремнием фосфором, галогенами и другими неметаллами при повышенных температурах:

– с кислородом: при нагревании > 200°С образуют оксиды (см. выше);

– с галогенами при нагревании – галогениды ЭHal₃ (церий – также СеHal₄);

– с серой при нагревании – сульфиды ЭS и Э₂S₃;

– с азотом при 800–1200°С – нитриды ЭN;

– с водородом при температуре ~350°С – гидриды ЭН₂ и ЭН₃;

– с углеродом при температуре ~1800°С – карбиды Э₂С₃ и ЭС₂.

Все лантаноиды реагируют с водой (с выделением водорода и образованием гидроксида Э(ОН)₃), аммиаком, кислотами (кроме плавиковой и фосфорной кислот – из-за образования пленки нерастворимых солей):

– с разбавленной серной кислотой – с образованием водорода и Э₂(SO₄)₃ (церий – также Се(SO₄)₂);

– с соляной кислотой – с образованием ЭCl₃;

– с концентрированными азотной и серной кислотами – с образованием нитратов и сульфатов Э³⁺ (церий с серной кислотой образует также Се(SO₄)₂).