Utama yang lain

Elemen tanah jarang

Isi kandungan:

Elemen tanah jarang
Elemen tanah jarang

Video: 6 Fakta Logam Tanah Jarang (Rare Earth) yang Dibutuhkan Untuk Peralatan Tempur Canggih 2024, Mungkin

Video: 6 Fakta Logam Tanah Jarang (Rare Earth) yang Dibutuhkan Untuk Peralatan Tempur Canggih 2024, Mungkin
Anonim

Sifat elastik

Seperti kebanyakan sifat lain dari logam nadir bumi, moduli elastik logam nadir bumi jatuh di persentil tengah unsur logam lain. Nilai untuk scandium dan yttrium hampir sama dengan nilai anggota akhir lantanida (erbium hingga lutetium). Terdapat peningkatan umum modulus elastik dengan peningkatan bilangan atom. Nilai anomali untuk cerium (beberapa ikatan 4f), dan ytterbium (divalency) jelas.

Sifat mekanikal

Logam nadir bumi tidak lemah dan tidak terlalu kuat unsur logam, dan mereka menunjukkan sedikit kemuluran sederhana. Oleh kerana sifat mekanik sangat bergantung pada kemurnian logam dan sejarah termalnya, sukar untuk membandingkan nilai yang dilaporkan dalam literatur. Kekuatan utama bervariasi dari sekitar 120 hingga sekitar 160 MPa (megapascals) dan kemuluran dari sekitar 15 hingga 35 peratus. Kekuatan ytterbium (europium belum diukur) jauh lebih kecil, 58 MPa, dan kemuluran lebih tinggi, sekitar 45 persen, seperti yang diharapkan untuk logam divalen.

Sifat kimia

Kereaktifan logam nadir bumi dengan udara menunjukkan perbezaan yang signifikan antara lanthanides ringan dan berat. Lanthanides ringan mengoksidasi lebih cepat daripada lanthanides berat (gadolinium melalui lutetium), scandium, dan yttrium. Perbezaan ini sebahagiannya disebabkan oleh variasi produk oksida yang terbentuk. Lanthanides cahaya (lanthanum melalui neodymium) membentuk struktur R 2 O 3 jenis A heksagon; lanthanides tengah (samarium melalui gadolinium) membentuk fasa R 2 O 3 jenis B monoklinik; sementara lanthanides berat, scandium, dan yttrium membentuk pengubahsuaian C-type R 2 O 3 kubik. Jenis-A bertindak balas dengan wap air di udara untuk membentuk oxyhydroxide, yang menyebabkan lapisan putih meleleh dan memungkinkan pengoksidaan diteruskan dengan mendedahkan permukaan logam segar. Oksida jenis-C membentuk lapisan yang ketat dan koheren yang menghalang pengoksidaan lebih jauh, sama dengan tingkah laku aluminium. Samarium dan gadolinium, yang membentuk B-jenis R 2 O 3 fasa, mengoksidakan sedikit lebih cepat daripada lantanida yang lebih berat, skandium dan yttrium tetapi masih membentuk lapisan koheren yang berhenti pengoksidaan lanjut. Oleh kerana itu, lantanida cahaya mesti disimpan dalam keadaan vakum atau dalam suasana gas lengai, sementara lantanida berat, skandium, dan yttrium dapat ditinggalkan di udara terbuka selama bertahun-tahun tanpa pengoksidaan.

Logam Europium, yang mempunyai struktur bcc, mengoksidasi bumi nadir yang paling cepat dengan udara lembap dan perlu ditangani setiap saat dalam suasana gas lengai. Produk tindak balas europium apabila terkena udara lembap adalah hidrat hidroksida, Eu (OH) 2 ―H 2 O, yang merupakan produk reaksi yang tidak biasa kerana semua logam nadir bumi yang lain membentuk oksida.

Logam bertindak balas dengan bersungguh-sungguh dengan semua asid kecuali asid hidrofluorik (HF), melepaskan H 2 gas dan membentuk sebatian nadir bumi-anion yang sepadan. Logam nadir bumi ketika diletakkan dalam asid hidrofluorik membentuk lapisan RF 3 yang tidak larut yang menghalang tindak balas selanjutnya.

Logam nadir bumi mudah bertindak balas dengan gas hidrogen untuk membentuk RH 2 dan, dalam keadaan hidrida yang kuat, fasa RH 3 — kecuali scandium, yang tidak membentuk trihidrida.

Sebatian

Unsur-unsur nadir bumi membentuk puluhan ribu sebatian dengan semua elemen di sebelah kanan — dan termasuk — logam kumpulan 7 (mangan, technetium, dan rhenium) dalam jadual berkala, ditambah berilium dan magnesium, yang terletak jauh sebelah kiri dalam kumpulan 2. Siri sebatian penting dan sebilangan sebatian individu dengan sifat unik atau tingkah laku yang tidak biasa dijelaskan di bawah.

Oksida

Keluarga terbesar sebatian nadir bumi anorganik yang dikaji sehingga kini adalah oksida. Stoikiometri yang paling biasa adalah komposisi R 2 O 3, tetapi, kerana beberapa unsur lantanida mempunyai keadaan valensi lain selain 3+, stoikiometri lain ada — misalnya, cerium oksida (CeO 2), praseodymium oksida (Pr 6 O 11), terbium oksida (Tb 4 O 7), europium oksida (EuO), dan Eu 3 O 4. Sebilangan besar perbincangan akan berpusat pada oksida binari, tetapi oksida terner dan lain-lain juga akan dikaji secara ringkas.