WikiDer > Элемент группы 3
Группа 3 в периодической таблице | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||
↓ Период | |||||||||
4 | Скандий (Sc) 21 Переходный металл | ||||||||
5 | Иттрий (Y) 39 Переходный металл | ||||||||
6 | Лантан (La *) 57 Лантаноид | ||||||||
6 | Лютеций (Лу *) 71 Лантаноид | ||||||||
7 | Актиний (Ас *) 89 Актинид | ||||||||
7 | Лоуренсий (Lr *) 103 Актинид | ||||||||
* Ли элементы лантан (La) и актиний (Ac) или элементы лютеций (Лу) и лоуренсий (Lr) находятся в группе 3 оспаривается. Видеть состав группы 3. | |||||||||
Легенда
| |||||||||
Группа 3 это группа из элементы в периодическая таблица. Эта группа, как и другие d-блок группы, должны содержать четыре элемента, но не согласовано, какие элементы принадлежат группе. Скандий (Sc) и иттрий (Y) всегда включены; пространства под иттрием либо заняты лантан (La) и актиний (Ac), или лютеций (Лу) и лоуренсий (Lr), причем первый вариант более распространен. Реже считается, что группу следует расширить до 32 элементов (со всеми лантаноиды и актиниды включены) или раздвоены, чтобы включать как La-Ac, так и Lu-Lr. Когда предполагается, что группа содержит все лантаноиды, она включает редкоземельные металлы. Иттрий и реже скандий иногда также считаются редкоземельными металлами.
Три элемента группы 3 встречаются в природе: скандий, иттрий и либо лантан, либо лютеций. Лантан продолжает тенденцию, начатую двумя более легкими членами в общем химическом поведении, в то время как лютеций ведет себя более похоже на иттрий. Хотя выбор лютеция соответствовал бы тенденции период 6 переходные металлы, чтобы вести себя более аналогично их соседям по верхней периодической таблице, выбор лантана соответствует тенденциям в s-блок, на которые химически несколько похожи элементы группы 3 (как и лантаноиды и актиниды в общем, а также тяжелые элементы групп 4 и 5). Все они - серебристо-белые металлы при стандартных условиях. Четвертый элемент, актиний или лоуренсий, имеет только радиоактивный изотопы. Актиний, встречающийся только в следовые количества, продолжает тенденцию в химическом поведении металлов, которые образуют триположительные ионы с благородный газ конфигурация; синтетический рассчитано и частично показано, что лоуренсий больше похож на лютеций и иттрий. До сих пор не проводились эксперименты по синтезировать любой элемент, который может быть следующим элементом группы 3. Unbiunium (Ubu), который может считаться элементом группы 3, если ему предшествуют лантан и актиний, может быть синтезирован в ближайшем будущем, поскольку он находится всего в трех местах от текущего самого тяжелого известного элемента, Оганессон.
История
В 1787 году шведский химик по совместительству Карл Аксель Аррениус нашел тяжелую черную скалу возле шведской деревни Иттерби, Швеция (часть Стокгольмский архипелаг).[1] Думая, что это был неизвестный минерал, содержащий недавно обнаруженный элемент вольфрам,[2] он назвал это иттербит.[n 1] Финский ученый Йохан Гадолин идентифицировал новый оксид или "земной шар"по образцу Аррениуса в 1789 году и опубликовал свой завершенный анализ в 1794 году;[3] в 1797 году новый оксид был назван иттрия.[4] Через десятилетия после того, как французский ученый Антуан Лавуазье разработал первое современное определение химические элементы, считалось, что земли могут быть уменьшены до их элементов, а это означает, что открытие новой земли было эквивалентно открытию элемента внутри, что в этом случае было бы иттрий.[n 2] До начала 1920-х годов химический символ «Yt» использовался для элемента, после чего «Y» вошел в обиход.[5] Металлический иттрий был впервые выделен в 1828 году, когда Фридрих Вёлер нагретый безводный иттрий (III) хлорид с калий с образованием металлического иттрия и хлорид калия.[6][7]
В 1869 году русский химик Дмитрий Менделеев опубликовал свою периодическую таблицу, в которой были пустые места для элементов непосредственно над и под иттрием.[8] Менделеев сделал несколько предсказаний относительно верхнего соседа иттрия, который он назвал эка-бор. Шведский химик Ларс Фредрик Нильсон и его команда обнаружили недостающий элемент в минералах эвксенит и гадолинит и приготовили 2 грамма оксид скандия (III) высокой чистоты.[9][10] Он назвал его скандием, от латинский Скандия что означает «Скандинавия». Химические эксперименты над элементом доказали, что Предложения Менделеева были правильными; наряду с открытием и характеристикой галлий и германий это доказало правильность всей таблицы Менделеева и периодический закон. Нильсон, очевидно, не знал о предсказании Менделеева, но Пер Теодор Клев узнал переписку и уведомил Менделеева.[11] Металлический скандий впервые был произведен в 1937 г. электролиз из эвтектика смесь при 700–800 ° C калий, литий, и хлориды скандия.[12]
В 1751 году шведский минералог Аксель Фредрик Кронштедт обнаружил тяжелый минерал из шахты на Bastnäs, позже названный церит. Тридцать лет спустя пятнадцатилетний Вильгельм Хизингерот семьи, владеющей шахтой, отправил образец Карл Шееле, который не нашел внутри никаких новых элементов. В 1803 году, после того как Хизингер стал мастером по производству железа, он вернулся к минералу с Йенс Якоб Берцелиус и выделили новый оксид, который они назвали церия после карликовая планета Церера, который был обнаружен двумя годами ранее.[13] Церия была одновременно независимо изолирована в Германии Мартин Генрих Клапрот.[14] Между 1839 и 1843 годами шведский хирург и химик показал, что церий представляет собой смесь оксидов. Карл Густав Мосандер, который жил в том же доме, что и Берцелиус: он выделил два других оксида, которые назвал лантана и дидимия.[15] Он частично разложил образец нитрат церия запеканием на воздухе и последующей обработкой полученного оксида разбавленным азотная кислота.[16] Поскольку свойства лантана мало отличались от свойств церия и присутствовали вместе с ним в его солях, он назвал его от Древнегреческий λανθάνειν [лантанеин] (букв. скрывать).[14] Относительно чистый металлический лантан был впервые выделен в 1923 году.[17]
Лютеций был независимо обнаруженный в 1907 г. французским ученым Жорж Урбен,[18] Австрийский минералог барон Карл Ауэр фон Вельсбах, и американский химик Чарльз Джеймс[19] как примесь в минерале иттербия, который, по мнению большинства химиков, целиком состоит из иттербий. Вельсбах предложил названия кассиопей для элемента 71 (после созвездия Кассиопея) и альдебаран (после звезды Альдебаран) для нового названия иттербия, но эти предложения по названию были отвергнуты, хотя многие немецкие ученые в 1950-х годах называли элемент 71 кассиопеем. Урбен выбрал имена неойттербий (латинский для «нового иттербия») для иттербия и лютеций (от латинского Lutetia, что означает Париж) для нового элемента. Спор о приоритете открытия задокументирован в двух статьях, в которых Урбен и фон Вельсбах обвиняют друг друга в публикации результатов, на которые повлияли опубликованные исследования друг друга.[20][21] Комиссия по атомной массе, которая отвечала за присвоение названий новым элементам, разрешила спор в 1909 году, предоставив приоритет Урбену и приняв его имена в качестве официальных. Очевидной проблемой с этим решением было то, что Урбен был одним из четырех членов комиссии.[22] Отделение лютеция от иттербия впервые было описано Урбайном, и поэтому честь этого имени досталась ему, но неойттербий в конечном итоге был заменен на иттербий, а в 1949 году написание элемента 71 было изменено на лютеций.[23][24] По иронии судьбы, Чарльз Джеймс, который скромно не участвовал в споре о приоритете, работал в гораздо большем масштабе, чем другие, и, несомненно, обладал самым большим запасом лютеция в то время.[25]
Андре-Луи Дебьернфранцузский химик объявил об открытии актиния в 1899 году. Он отделил его от уран остатки, оставленные Мари и Пьер Кюри после того, как они извлекли радий. В 1899 году Дебьерн описал это вещество как похожее на титан[26] и (в 1900 г.) как аналог торий.[27] Фридрих Оскар Гизель независимо открыл актиний в 1902 году[28] как вещество, похожее на лантан и назвал его «эманием» в 1904 году.[29] После сравнения периодов полураспада веществ, определенных Дебьерном,[30] Хариетт Брукс в 1904 г. и Отто Хан и Отто Сакур в 1905 году имя, выбранное Дебьерном для нового элемента, было сохранено, поскольку оно имело старшинство, несмотря на противоречивые химические свойства, которые он заявлял для элемента в разное время.[31][32]
Лоуренсий был впервые синтезирован Альберт Гиорсо и его команда 14 февраля 1961 года в Радиационной лаборатории Лоуренса (ныне Национальная лаборатория Лоуренса Беркли) на Калифорнийский университет в Беркли, Калифорния, Соединенные Штаты. Первые атомы лоуренсия были получены при бомбардировке трехмиллиграммовой мишени, состоящей из трех изотопов элемента калифорний с бор-10 и бор-11 ядра от линейного ускорителя тяжелых ионов (HILAC).[33] В нуклид 257103 первоначально сообщалось, но затем это было переназначено 258103. Команда Калифорнийского университета предложила название лоуренсий (после Эрнест О. Лоуренс, изобретатель циклотрон ускоритель частиц) и обозначение "Lw",[33] для нового элемента, но "Lw" не был принят, а вместо него был официально принят "Lr". Исследователи ядерной физики в Дубна, Советский союз (сейчас же Россия), сообщили в 1967 г., что им не удалось подтвердить данные американских ученых о 257103.[34] Двумя годами ранее дубненская команда сообщила 256103.[35] В 1992 г. ИЮПАК Рабочая группа по трансфермию официально признала элемент 103, подтвердила его название как лоуренсий с символом «Lr» и назвала группы ядерных физиков в Дубне и Беркли соавторами лоуренсия.[36]
Если лютеций и лоуренсий считаются элементами группы 3, то экстраполяция из Принцип Ауфбау предсказывает, что следующим элементом в группе должен быть элемент 153, unpenttrium (Upt). Согласно принципу, унпентриум должен иметь электронную конфигурацию [Og] 8s25 г186f147d1[n 3] и заполнение 5g-подоболочки должно быть остановлено на элементе 138. Однако предсказано, что элементы, превышающие 120, перестанут следовать принципу Ауфбау: 7d-орбитали рассчитываются для начала заполнения на элементе 137, в то время как 5g-подоболочка закрывается только на элементе 144, после начинается заполнение 7d-подоболочки. Поэтому сложно рассчитать, какой элемент должен быть следующим элементом группы 3.[37] Расчеты показывают, что унпентпентиум (Upp, элемент 155) также может быть следующим элементом группы 3,[38] как и унпенцептиум (Ups, element 157).[39] Если лантан и актиний считаются элементами группы 3, то элемент 121, unbiunium (Убу), должен быть пятым элементом группы 3. Элемент рассчитан на электронную конфигурацию [Og] 8s28p1/21, с аномальным p-электроном, аналогичным таковому у лоуренсия.[37] В 1977 году попытка синтеза унбиуния была безуспешной.[40] хотя его близость к известным элементам и достижения в области ускорительных технологий могут позволить создать его в ближайшем будущем.[41][42] Никаких других экспериментов по синтезу не проводилось.
Характеристики
Химическая
Z | Элемент | Электронная конфигурация |
---|---|---|
21 | скандий | 2, 8, 9, 2 |
39 | иттрий | 2, 8, 18, 9, 2 |
57 | лантан | 2, 8, 18, 18, 9, 2 |
71 | лютеций | 2, 8, 18, 32, 9, 2 |
89 | актиний | 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2 |
103 | лоуренсий | 2, 8, 18, 32, 32, 8, 3 |
Как и другие группы, члены этого семейства демонстрируют закономерности в своих электронных конфигурациях, особенно на самых внешних оболочках, что приводит к тенденциям в химическом поведении. Однако лоуренсий является исключением, поскольку его последний электрон переходит на 7p1/2 подоболочка из-за релятивистские эффекты.[43][44]
Большая часть химии наблюдалась только у первых трех членов группы; химические свойства как актиния, так и особенно лоуренсия изучены недостаточно. Остальные элементы группы (скандий, иттрий, лютеций) представляют собой химически активные металлы с высокими температурами плавления (1541 ° C, 1526 ° C, 1652 ° C соответственно). Обычно они окисляются до степени окисления +3, хотя скандий[45] иттрий[46][47] и лантан[17] может образовывать более низкие степени окисления. Реакционная способность элементов, особенно иттрия, не всегда очевидна из-за образования стабильного оксидного слоя, который предотвращает дальнейшие реакции. Оксид скандия (III), оксид иттрия (III), оксид лантана (III) и оксид лютеция (III) белые высокотемпературные твердые вещества. Оксид иттрия (III) и оксид лютеция (III) проявляют слабые основные свойства, но оксид скандия (III) является слабым. амфотерный.[48] Оксид лантана (III) сильно базовый.[нужна цитата]
Физический
Элементы, которые показывают триположительные ионы с электронной конфигурацией благородного газа (скандий, иттрий, лантан, актиний), демонстрируют четкую линейную тенденцию в своих физических свойствах, таких как твердость. В то же время, если группа 3 продолжается с лютецием и лоуренсием, тенденции вместо этого следуют тенденциям других групп d-блоков и отражают добавление заполненной f-оболочки в ядро. Например, скандий и иттрий - мягкие металлы. Лантан тоже мягкий; все эти элементы имеют свои внешние электроны довольно далеко от ядра по сравнению с зарядами ядер. Из-за сокращение лантаноидовлютеций, последний в ряду лантаноидов, имеет значительно меньший атомный радиус и больший заряд ядра,[49] Таким образом, извлечение электронов из атома с образованием металлическое соединение труднее и, таким образом, делает металл более твердым. Однако лютеций лучше подходит для предыдущих элементов по ряду других свойств, таких как таяние[50] и точки кипения.[51] О лоуренсии известно очень мало, и ни одно из его физических свойств не подтверждено.[52][53]
Имя | Скандий | Иттрий | Лантан | Лютеций | Актиний | Лоуренсий |
---|---|---|---|---|---|---|
Температура плавления[50] | 1814 К, 1541 ° С | 1799 К, 1526 ° С | 1193 К, 920 ° С | 1925 К, 1652 ° С | 1323 К, 1050 ° С | ? 1900 К,? 1627 ° С |
Точка кипения[51] | 3109 К, 2836 ° С | 3609 К, 3336 ° С | 3737 К, 3464 ° С | 3675 К, 3402 ° С | 3471 К, 3198 ° С | ? |
Плотность | 2,99 г · см−3[55] | 4,47 г · см−3[56] | 6,162 г · см−3 | 9,84 г · см−3 | 10 г · см−3 | ? 16 г · см−3 |
Внешность | серебристый металлик | серебристо-белый | серый | серебристо-серый | серебристый | ? |
Радиус атома[49] | 162 вечера | 180 вечера | 187 вечера | 174 вечера | 215 вечера | ? |
Состав группы 3
Хотя скандий и иттрий всегда являются первыми двумя элементами в группе 3, идентичность следующих двух элементов полностью не установлена. Они обычно лантан и актиний, и реже лютеций и лоуренсий. Два варианта проистекают из исторических трудностей с включением лантаноидов в периодическую таблицу Менделеева и аргументов относительно того, где именно ж начало и конец элементов блока.[57]
Отделение лантаноидов от основной части таблицы Менделеева приписывают чешскому химику. Богуслав Браунер который в 1902 г. отнес все их («Ce и т. д.) к одной позиции в группе 4, ниже циркония. Такое расположение было названо «гипотезой астероидов» по аналогии с астероидами, занимающими одну орбиту в Солнечной системе. До этого времени лантаноиды обычно (и безуспешно) размещались в группах с I по VIII более старой 8-колоночной формы периодической таблицы. Хотя предшественники устройства Браунера 1902 года были записаны еще в 1895 году, известно, что он упоминал «химию астероидов» в письме Менделееву 1881 года. Другие авторы отнесли все лантаноиды либо к группе 3, либо к группам 3 и 4, либо к группам 2, 3 и 4. В 1922 г. Нильс Бор продолжил процесс отделения, разместив лантаноиды между s- и d-блоками. В 1949 г. Гленн Т. Сиборг (повторно) ввела популярную сегодня форму Менделеева, в которой лантаноиды и актиниды указаны в сносках. Сиборг впервые опубликовал свою таблицу в секретном отчете за 1944 год. Он был снова опубликован им в 1945 году в Новости химии и техники, и до 1949 года несколько авторов комментировали предложение Сиборга и в целом соглашались с ним. В том же году он отметил, что лучшим методом представления актинидов, по-видимому, было размещение их ниже лантаноидов и в качестве аналогов.[58]
Утверждалось, что такие аргументы являются доказательством того, что «ошибочно разбивать [периодическую] систему на четко ограниченные блоки».[59] Третий распространенный вариант показывает две позиции ниже иттрий как занятые лантаноидами и актинидами. Четвертый вариант показывает группу 3, разделяющуюся после Sc-Y на ветвь La-Ac и ветвь Lu-Lr.[60]
В 1892 году, до открытия лютеция, Генри Бассетт считается, что лантан не входит в одну группу со скандием и иттрием;[61] в 1905 г., Альфред Вернер сделал то же самое.[62] С 1921 года в поддержку лютеция и лоуренсия приводились химические и физические аргументы.[63][64] но кажется, что большинство авторов либо не убеждены, либо не знают о них.[65][66] Большинство работающих химиков не подозревают, что существует какое-либо противоречие.[66] В декабре 2015 г. ИЮПАК Проект был создан, чтобы дать рекомендации по этому вопросу, рассматривая только первые две альтернативы как возможные.[67]
Лантан и актиний
La и Ac ниже Y |
Лантан и актиний обычно изображаются как оставшиеся члены группы 3.[68][n 4] Было высказано предположение, что эта схема возникла в 1940-х годах с появлением периодических таблиц, основанных на электронных конфигурациях элементов в основном состоянии и понятии дифференцирующего электрона. Конфигурации основного состояния цезий, барий и лантан представляют собой [Xe] 6s1, [Xe] 6s2 и [Xe] 5d16 с2. Таким образом, появляется лантан с дифференцирующим электроном 5d, и на этом основании он считался «в группе 3 как первый член d-блока для периода 6».[69] В группе 3 можно увидеть внешне согласованный набор электронных конфигураций: скандий [Ar] 3d14 с2, иттрий [Kr] 4d15 с2 и лантан [Xe] 5d16 с2. Еще в периоде 6, иттербий была приписана электронная конфигурация [Xe] 4f135d16 с2 и лютеций [Xe] 4f145d16 с2, "приводя к 4f дифференцирующему электрону для лютеция и твердо устанавливая его в качестве последнего члена f-блока в течение 6 периода".[69] Потом спектроскопический В ходе работы было установлено, что электронная конфигурация иттербия на самом деле была [Xe] 4f146 с2. Это означало, что иттербий и лютеций - последний с [Xe] 4f145d16 с2- у обоих было по 14 f-электронов, «что привело к образованию d-, а не f-дифференцирующего электрона» для лютеция и сделало его «одинаково подходящим кандидатом» с [Xe] 5d16 с2 лантан, для группы 3 периодической таблицы положение ниже иттрия.[69] Лантан имеет преимущество в должности с 5d.1 электрон впервые появляется в его структуре, тогда как в лютеции он появляется в третий раз, а также ненадолго появляется в гадолинии.[70]
В газофазных конфигурациях в основном состоянии рассматриваются только изолированные атомы, а не связанные атомы в соединениях (последнее более актуально для химии), которые часто имеют разные конфигурации.[71] Более того, нижние уровни двух различных конфигураций часто разделены очень малыми энергиями по сравнению с разлетом J-уровни каждой конфигурации (например, тербий, где 285 см−1 разница между [Xe] 4f85d16 с2 и основное состояние [Xe] 4f95 с2 намного меньше 1% от этого разброса), что делает конфигурацию основного состояния химически несущественной.[72] Именно преобладающая электронная конфигурация атомов в химической среде, а не свободные газовые атомы в вакууме, может рационализировать качественное химическое поведение.[73]
Форма с лантаном под иттрием также создает несоответствие в обработке тория, который не имеет f-электронов в основном состоянии (будучи [Rn] 6d27 с2), подобный актинию как [Rn] 6d17 с2; тем не менее, он помещает в f-блок торий, но не актиний.[74] Если рассматривать только газовые конфигурации в основном состоянии, торий [Rn] 6d27 с2 сам по себе является таким же хорошим гомологом цирконию [Kr] 4d25 с2 как лантан [Xe] 5d16 с2 относится к скандию [Ar] 3d14 с2;[72] однако торий неизменно находится в f-блоке. Таким образом, торий демонстрирует, что наличие f-электрона в газовой фазе основного состояния элемента не обязательно для его принадлежности к f-блоку.[75] Кроме того, эта форма требует разделения d-блока, если она расширена до периодической таблицы из 32 столбцов.[75] Тем не менее, нет никаких оснований рассматривать регулярность или симметрию из-за отсутствия разбитого d-блока как фундаментальное требование.[76][n 5]
Что касается химического поведения,[77] и тенденции к снижению группы 3 (если выбран Sc-Y-La) для таких свойств, как температура плавления, электроотрицательность и ионный радиус,[78][79] скандий, иттрий, лантан и актиний подобны своим аналогам группы 1-2, но расходятся с другими группами в раннем d-блоке. В этом варианте количество ж Электроны в наиболее распространенных (трехвалентных) ионах элементов f-блока постоянно соответствуют их положению в f-блоке.[80] Например, счетчики f-электронов для трехвалентных ионов первых трех элементов f-блока - это Ce 1, Pr 2 и Nd 3.[81]
Недавний анализ группы 3, включающей скандий, иттрий, лантан и актиний, пришел к выводу, что такое расположение было поддержано на основе периодический закон; преобладающий дифференцируя электроны; ближайшие соседи Группы 3; горизонтальный триады; изодиагональность; монокации скандия в лантан и лютеций; характер редкие земли; лантаноид или сокращение f-блока; целостность f-блока; и наиболее важные электронные орбитали.[76]
Лютеций и лоуренсий
Lu и Lr ниже Y |
В других таблицах лютеций и лоуренсий являются оставшимися членами группы 3.[n 6] Ранние методы химического разделения скандия, иттрия и лютеция основывались на том факте, что эти элементы находились вместе в так называемой «иттриевой группе», тогда как La и Ac встречались вместе в «цериевой группе».[69] Соответственно, лютеций, а не лантан, был отнесен к третьей группе некоторыми химиками в 1920-х и 30-х годах. Явление различных групп разделения вызвано увеличением основности с увеличением радиуса и не является фундаментальной причиной показывать Lu, а не La, ниже Y. Таким образом, среди группы 2 щелочноземельные металлы, Mg (менее основной) принадлежит к «растворимой группе», а Ca, Sr и Ba (более основные) входят в «группу карбоната аммония». Тем не менее, Mg, Ca, Sr и Ba обычно находятся во 2-й группе периодической таблицы.[82] Кроме того, групповое поведение иттрия может быть неоднозначным, и скандий, иттрий и лантан, по-видимому, демонстрируют поведение комплексообразования, отличное от поведения лютеция.[83][84]
Некоторые физики в 1950-х и 60-х годах отдавали предпочтение лютецию в свете сравнения некоторых его физических свойств с характеристиками лантана.[69] Среди выдающихся приверженцев этой формы были Лев Ландау и Евгений Лифшиц, которые написали в своих Курс теоретической физики (1958):[85]
В книгах по химии лютеций обычно относят к редкоземельным элементам. Это, однако, неверно, поскольку оболочка 4f полностью состоит из лютеция; поэтому он должен быть помещен в платиновую группу [которую они считали La + Lu – Pt] ...
— Ландау и Лифшиц, Курс теоретической физики, Vol. 3: Квантовая механика: нерелятивистская теория (1958)
Такое расположение, в котором лантан является первым членом f-блока, оспаривается некоторыми авторами, поскольку у лантана отсутствуют какие-либо f-электроны. Утверждалось, что это не является обоснованной проблемой, учитывая другие аномалии таблицы Менделеева, такие как торий.[86] Энергии связи 4f-уровней возбужденных состояний лантана, которые содержат 4f-электрон, ясно показывают, что 4f-орбитали лантана не являются водородными. Другими словами, в водороде через барий 4f-орбитали достаточно далеко от ядра, чтобы при их анализе можно было аппроксимировать остов и оставшиеся электроны как точечный заряд; начиная с лантана, это перестает быть так, и лантан показывает уровни 4f, более похожие на уровни следующих редкоземельных элементов.[87] Эти низкорасположенные пустые f-орбитали, в которых отсутствует лютеций,[74] вносят заметный вклад в связывание в некоторых соединениях лантана, например в фторид лантана (III) (LaF3). Хотя этот вклад невелик, для лантана он больше, чем для любого другого лантаноида, учитывая для каждого аналогичный LnF3 сложный; Между тем, порядок связи Lu – F 4f – 2p в LuF3 меньше аналогичного IrF3, с иридий хорошо в 5д блок.[88] А трехвалентные лантаноиды Pr3+ через Yb3+ показывают характерные узкие полосы, положение которых почти полностью не зависит от лигандов, следующие 5d-элементы (наряду с 3d и 4d-элементами) ведут себя значительно по-разному; в то время как оба типа элементов показывают полосы переноса электрона, теория поля лигандов становится важным для этих d элементов.[89] Порядок участия 4f в лантане аналогичен таковому 5f в тории; 4f в церии аналогичен 5f в уране.[72]
Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
hcp | hcp | скрытая копия | скрытая копия | ~ скрытая копия | скрытая копия | hcp | fcc | fcc | ~ hcp |
Y | Zr | Nb | Пн | Tc | RU | Rh | Pd | Ag | CD |
hcp | hcp | скрытая копия | скрытая копия | hcp | hcp | fcc | fcc | fcc | ~ hcp |
Лу | Hf | Та | W | Re | Операционные системы | Ir | Pt | Au | Hg |
hcp | hcp | скрытая копия | скрытая копия | hcp | hcp | fcc | fcc | fcc | ~ hcp |
Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn |
hcp | hcp | скрытая копия | скрытая копия | hcp | hcp | fcc | скрытая копия | скрытая копия | скрытая копия |
Было высказано предположение, что позиция Ландау и Лифшица была неправильно истолкована и что они поддерживали лантан и лютеций в группе 3, вариант, который время от времени предлагали другие авторы.[76]
Лантан имеет кристаллическую структуру dhcp как наиболее стабильную при стандартных условиях, а актиний - fcc; тогда как скандий, иттрий, лютеций и лоуренсий (последний предсказанный) демонстрируют кристаллическую структуру ГПУ. Кристаллическая структура dhcp известна только для некоторых редкоземельных элементов и актинидов в f-блоке и неизвестна в других частях периодической таблицы.[87] Это представляет собой аномалию в совершенно регулярном изменении кристаллических структур немагнитных переходных металлов с их валентностями (за исключением металлов позднего 6d, которые должны быть аномальными из-за сильных релятивистских эффектов для этих сверхтяжелых элементов),[90][91] и является признаком участия 4f полосы лантана.[90] Вместо этого фазовая диаграмма давление-температура лантана изоморфна таковым для бесспорных 4f-металлов. празеодим и неодим.[90] Без участия 4f можно ожидать, что празеодим и неодим будут ГПУ, подобными скандию, иттрию и лютецию, но вместо этого они будут ГПУ, подобными лантану.[90]
Карл Гшнайднер, анализируя температуры плавления лантаноидов в статье 1971 года, пришел к выводу, что все 4f, 5d, 6s и 6p-электроны участвуют в связывании металлов-лантаноидов, за исключением лютеция, где 4f-электроны не обнаружены. участвует.[92] Тот факт, что лантан является металлом с 4f-зоной (примерно 0,17 электронов на атом в ГЦК лантане, который является метастабильным при стандартных условиях)[93] в то время как оболочка 4f, по-видимому, не влияет на металлические свойства лютеция, была использована в качестве аргумента для помещения лютеция в группу 3 вместо лантана.[90] Заселенность 4f в твердом лантане может объяснить некоторые его свойства, такие как низкая температура плавления (La 920 ° C по сравнению с Sc 1541 ° C, Y 1526 ° C, Lu 1652 ° C).[92] низкий Температура Дебая, и аномально высокая температура сверхпроводящего перехода при всех давлениях.[90] Действительно, если лантан рассматривать как элемент d-блока, он представляет собой аномалии в тенденциях температур сверхпроводящего перехода при различных давлениях, и все они удаляются, если на его место помещается лютеций.[87][90] Йорг Виттиг, рассматривая эту проблему в 1973 году, обнаружил, что это небольшое участие 4f-полосы в лантане «представляет собой экранирующий заряд 4f-резонанса рассеяния, сохраняемого глубоко внутри ядра иона лантана», аналогично церию: это согласуется с с моделью Гшнейднера. Трудность в наблюдении этого будет тогда из-за сильного d-резонанса, который также имеет это виртуальное связанное состояние 4f. Это подтверждается сплавом LaAl.2, у которого на 16% ниже температура Дебая и более высокие коэффициенты электронной теплоемкости по сравнению с LuAl2 отражают "непосредственно дополнительную 4f-плотность состояний на Поверхность Ферми".[90]
Скандий, иттрий и лютеций демонстрируют более последовательный набор электронных конфигураций, соответствующий глобальной тенденции в периодической таблице: затем все 5d-металлы добавляют закрытый 4f14 ракушка. Например, переход от иттрия [Kr] 4d15 с2 в лютеций [Xe] 4f145d16 с2 точно аналогичен цирконию [Kr] 4d25 с2 к гафнию [Xe] 4f145d26 с2.[69] Включение лютеция, а не лантан и гомогенизирует 5d серии перехода: тенденции в области атомных размеров, координационное числе и относительном содержании металла-кислородных связей все показывают, что лютеций ближе, чем лантан к поведению бесспорного 5d металлов гафния посредством ртути[94] (однако указанные тенденции применимы независимо от того, находится ли лютеций под иттрием или в конце f-блока после иттербия).[76]
То же самое верно и в отношении структуры зоны проводимости элементов: лютеций имеет структуру зоны проводимости, подобную переходному металлу, а лантан - нет.[95] Даже в этом случае значение такой нетипичной структуры неясно, поскольку лантан все еще имеет высокую плотность состояний, характерную для переходных металлов.[96] И хотя лютеций может иметь структуру зоны проводимости, которая более характерна для переходных металлов, таких как гафний, это не особенно заметно, учитывая аномалии зоны проводимости в других частях периодической таблицы. Например, зоны проводимости тяжелых щелочных металлов демонстрируют аномальное поведение из-за наличия пустых d-зон, тогда как это не относится к Li и Na).[97] Зоны проводимости переходных металлов групп 3–10 характеризуются сложными взаимодействиями между s-электронами и их частично заполненными d-подоболочками, тогда как это не относится к металлам чеканки 11-й группы из-за наличия заполненной d-подоболочки, следовательно, последние металлы демонстрируют высокая электрическая и теплопроводность.[98]
Что касается лоуренсия, его атомная электронная конфигурация в основном состоянии в газовой фазе была подтверждена в 2015 году как [Rn] 5f147 с27p1. Такая конфигурация представляет собой другую аномалию периодической таблицы, независимо от того, находится ли лоуренсий в f-блоке или d-блоке, поскольку единственная потенциально применимая позиция p-блока была зарезервирована для нихоний с предсказанной конфигурацией [Rn] 5f146d107 с27p1.[99] Однако ожидается, что в конденсированной фазе и в химической среде лоуренсий будет иметь ожидаемую занятость 6d, и простые исследования моделирования показывают, что он будет вести себя как лантаноид,[100] в частности, являясь гомологом лютеция.
Хотя скандий, иттрий и лютеций (и лоуренсий, насколько известен его химический состав) часто ведут себя как трехвалентные версии металлов 1-2 группы, будучи твердыми катионами класса A, в основном ограниченными степенью окисления группы, они не являются только элементы в d-блоке или f-блоке, которые это делают.[101][страница нужна] Ранние переходные металлы цирконий и гафний в группе 4, а также ниобий и тантал в группе 5 также демонстрируют такое поведение,[101][страница нужна] как и актинид тория.[102] (Элементы тяжелой группы 4 и торий четырехвалентны; элементы тяжелой группы 5 являются пятивалентными.)[102][103] На физические свойства элементов группы 3 влияет присутствие d-электрона, который образует более локализованные связи внутри металлов, чем p-электроны в аналогичных металлах 13 группы;[104] точно такая же ситуация наблюдается при сравнении группы 4 с группой 14.[105] Тенденции снижения группы 3 (если выбран Sc-Y-Lu) для таких свойств, как температура плавления, электроотрицательность и ионный радиус, аналогичны тем, которые обнаруживаются среди их аналогов группы 4–8 в том же блоке, как отметил Уильям Б. Дженсен в часто цитируемой статье 1982 года, в которой он приводил доводы в пользу этого размещения.[69] В этом варианте количество ж Электроны в газообразных формах атомов f-блока обычно соответствуют их положению в f-блоке. Например, количество f-электронов для первых пяти элементов f-блока - La 0, Ce 1, Pr 3, Nd 4 и Pm 5.[69]
Лантаноиды и актиниды
Маркеры под Y |
Некоторые авторы позиционируют все тридцать лантаноидов и актинидов в двух позициях ниже иттрия (обычно с помощью маркеров в сносках). Этот вариант, изложенный в 2005 г. Красная книга быть версией, согласованной с ИЮПАК, начиная с 2005 г. (существует ряд более поздних версий, а последнее обновление - от 1 декабря 2018 г.),[106][n 7] подчеркивает сходство в химии 15 элементов лантаноидов (La – Lu), возможно, за счет неоднозначности того, какие элементы занимают две позиции группы 3 ниже иттрия, и 15-столбец шириной ж блок (может быть только 14 элементов в любой строке ж блокировать).[n 8] Однако это сходство не распространяется на 15 актинидных элементов (Ac – Lr), химический состав которых гораздо шире.[72] Эта форма, кроме того, сводит f-блок к вырожденной ветви группы 3 d-блока; он восходит к 1920-м годам, когда считалось, что лантаноиды имеют свои f-электроны в качестве остовных электронов, что, как теперь известно, неверно. Это также неверно для актинидов, многие из которых показывают стабильную степень окисления выше +3.[108]
Ла-Ак и Лу-Лр
В этом варианте группа 3 разветвляется после Sc-Y на ветвь La-Ac и ветвь Lu-Lr. Такое расположение согласуется с гипотезой о том, что аргументы в пользу Sc-Y-La-Ac или Sc-Y-Lu-Lr, основанные на химических и физических данных, неубедительны.[109] Как уже отмечалось, тенденции к снижению Sc-Y-La-Ac соответствуют тенденциям в группах 1-2.[110] тогда как тенденции, идущие вниз Sc-Y-Lu-Lr, лучше соответствуют тенденциям в группах 4-10.[69]
Бифуркация группы 3 - это возврат к восьмиколоночной форме Менделеева, в которой каждая из семи основных групп имеет по две подгруппы. С тех пор периодически предлагались таблицы с раздвоенной группой 3.[n 9]
Вхождение
Скандий, иттрий, лантан и лютеций, как правило, встречаются вместе с другими лантаноидами (кроме прометия) в земной коре, и их часто труднее извлечь из их руд. В обилие элементов в земной коре для группы 3 довольно низкий - все элементы в группе необычны, наиболее распространенным является иттрий с содержанием около 30%.частей на миллион (ppm); содержание скандия составляет 16 частей на миллион, а лютеция - около 0,5 частей на миллион. Содержание лантана больше - около 35 частей на миллион. Для сравнения, содержание меди составляет 50 частей на миллион, хрома - 160 частей на миллион, а содержание молибдена - 1,5 частей на миллион.[111]
Скандий распространяется редко и в следовых количествах встречается во многих минералы.[112] Редкие минералы из Скандинавии[113] и Мадагаскар[114] Такие как гадолинит, эвксенит, и Thortveitite являются единственными известными концентрированными источниками этого элемента, последний содержит до 45% скандия в виде оксид скандия (III).[113] Иттрий имеет ту же тенденцию в местах нахождения; он обнаружен в образцах лунных пород, собранных во время Американец Аполлон проект в относительно высоком содержании.[115]
Основная коммерчески жизнеспособная руда лютеция - редкоземельные фосфат минеральная монацит, (Ce, La и т. Д.) PO4, который содержит 0,003% элемента. Основные районы добычи: Китай, Соединенные Штаты, Бразилия, Индия, Шри-Ланка и Австралия. Чистый лютеций металл является одним из самых редких и самых дорогих из редкоземельных металлов, его цена составляет около 10 000 долларов США за кг, что составляет около четверти цены. золото. Лантан встречается гораздо чаще, являясь вторым по распространенности редкоземельным элементом, и в дополнение к монациту также может быть экономично извлечен из бастнезит.[116][117]
Производство
Наиболее доступным элементом в группе 3 является иттрий с годовым объемом производства 8 900 единиц.тонны в 2010 г. Иттрий в основном производится в виде окисьодной страной - Китаем (99%).[118] Лютеций и скандий также в основном получают в виде оксидов, и их годовое производство к 2001 году составляло примерно 10 и 2 тонны соответственно.[119]
Элементы 3-й группы добываются только как побочный продукт при извлечении других элементов.[120] Металлические элементы встречаются крайне редко; производство металлического иттрия составляет около нескольких тонн, а скандия - порядка 10 кг в год;[120][121] производство лютеция не подсчитано, но оно, конечно, невелико. Элементы после очистки от других редкоземельных металлов выделяются в виде оксидов; оксиды превращаются во фториды во время реакции с плавиковой кислотой.[122] Полученные фториды уменьшенный с щелочноземельные металлы или сплавы металлов; металлический кальций используется наиболее часто.[122] Например:
- Sc2О3 + 3 HF → 2 ScF3 + 3 часа2О
- 2 ст.3 + 3 Ca → 3 CaF2 + 2 сбн
Биологическая химия
Элементы 3-й группы обычно представляют собой твердые металлы с низкой растворимостью в воде и малодоступными для биосферы. Ни один элемент группы 3 не имеет документально подтвержденной биологической роли в живых организмах. Радиоактивность актинидов обычно делает их очень токсичными для живых клеток, вызывая радиационное отравление.
Скандий не играет биологической роли, но он содержится в живых организмах. Попадая в организм человека, скандий концентрируется в печени и представляет для него угрозу; некоторые его соединения возможно канцерогенныйСкандий в целом не токсичен.[123] Известно, что скандий попал в пищевую цепочку, но только в следовых количествах; типичный человек принимает менее 0,1 мкг в день.[123] Попав в окружающую среду, скандий постепенно накапливается в почве, что приводит к увеличению его концентрации в почвенных частицах, животных и людях. Скандий наиболее опасен в рабочей среде, так как воздух может вдыхать влагу и газы. Это может вызвать эмболию легких, особенно при длительном воздействии. Известно, что этот элемент повреждает клеточные мембраны водных животных, оказывая негативное влияние на репродуктивную функцию и функции нервной системы.[123]
Иттрий не имеет известной биологической роли, хотя он обнаружен в большинстве, если не во всех, организмах и имеет тенденцию концентрироваться в печени, почках, селезенке, легких и костях человека.[124] Обычно во всем теле человека содержится всего 0,5 миллиграмма; человек грудное молоко содержит 4 промилле.[125] Иттрий содержится в съедобных растениях в концентрациях от 20 до 100 частей на миллион (сырой вес), с капуста имея наибольшую сумму.[125] Семена древесных растений, содержащие до 700 частей на миллион, имеют самые высокие известные концентрации.[125]
Лютеций также не играет биологической роли, но он содержится даже в самом известном организме, люди, концентрируясь в костях и, в меньшей степени, в печени и почках.[126] Известно, что соли лютеция вызывают метаболизм и встречаются вместе с другими солями лантанидов в природе; Этот элемент является наименее распространенным в организме человека из всех лантаноидов.[126] Содержание лютеция в рационе человека не отслеживалось, поэтому неизвестно, сколько в среднем человек принимает, но оценки показывают, что это количество составляет всего около нескольких микрограммов в год, и все это происходит из крошечных количеств, потребляемых растениями. Растворимые соли лютеция умеренно токсичны, а нерастворимые - нет.[126] Лантан не является необходимым для человека и имеет низкий или средний уровень токсичности. Однако это важно для метанотрофный бактерия Methylacidiphilum fumariolicum SolV, хотя общее сходство редкоземельных элементов означает, что они могут быть замещены некоторыми другими ранними лантаноидами без каких-либо вредных последствий.[127]
Высокая радиоактивность лоуренсия делает его очень токсичным для живых клеток, вызывая радиационное отравление. То же самое и с актинием.
Примечания
- ^ Иттербит был назван в честь деревни, рядом с которой он был обнаружен, плюс окончание -ite указывает на то, что это минерал.
- ^ Земля получила окончание -a, а новым элементам обычно дается окончание -ium.
- ^ Унпентриум, согласно расчетам, должен иметь электронную конфигурацию [Og] 8s25 г186f117d28p1/22.[37]
- ^ Примеры этой таблицы см. Аткинс и другие. (2006). Неорганическая химия Шрайвера и Аткинса (4-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета • Myers et al. (2004). Holt Chemistry. Орландо: Холт, Райнхарт и Уинстон • Чанг Р. (2000). Основная химия (2-е изд.). Бостон: Макгроу-Хилл
- ^ Вернон считает, что увеличение регулярности формы периодической таблицы увеличивает количество нарушений среди различных других свойств и взаимосвязей в таблице. См .: Vernon R.E. 2020. Расположение и состав 3-й группы таблицы Менделеева. Основы химии.
- ^ Примеры таблицы группы 3 = Sc-Y-Lu-Lr см. В Rayner-Canham G. & Overton T. (2013). Описательная неорганическая химия (6-е изд.). Нью-Йорк: W. H. Freeman and Company • Brown et al. (2009). Химия: центральная наука (11-е изд.). Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Pearson Education • Moore et al. (1978). Химия. Токио: Макгроу-Хилл Когакуша
- ^ Тем не менее, член ИЮПАК впоследствии написал, что «ИЮПАК не одобрил какую-либо конкретную форму периодической таблицы, и утвержденная ИЮПАК форма не существует, хотя даже сами члены ИЮПАК опубликовали диаграммы под названием« Периодическая таблица элементов ИЮПАК ». . Однако единственная конкретная рекомендация ИЮПАК относительно периодической таблицы Менделеева касается нумерации групп от 1 до 18 ».[107]
- ^ Примеры группы 3 = Ln и An таблицы см. В Housecroft C.E. & Sharpe A.G. (2008). Неорганическая химия (3-е изд.). Харлоу: образование Pearson • Halliday et al. (2005). Основы физики (7-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons • Nebergall et al. (1980). Общая химия (6-е изд.). Лексингтон: Д. К. Хит и компания
- ^
- 1922 Система Бора, с бифуркациями по Na, Mg и Y
- 1939 Фостер Л.С., [https://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT_id=1056 «Почему бы также не модернизировать учебники? I. Периодическая таблица», Журнал химического образования, т. 16, нет. 9. В группе 3 поле под Y - «La {58–70} * Lu», где * = редкоземельные элементы.
- 1947 г. Стедмана планарное расположение его коническая система
- 1952 Кориелл, показывает таблицу стиля ступенчатой пирамиды со сплошными и пунктирными связующими линиями, показывающими первичные и вторичные связи. Только два элемента показаны им двумя сплошными связующими линиями: иттрий, La-Ac и Lu-Ac; и кремний до Ti-Zr-Hf и Ge-Sn-Pb.
- 1964 Сандерсон RT, «Рациональная таблица Менделеева», Журнал химического образования, т. 41, нет. 4. С. 187–189.
- 1974 Мазур Э.Г., Графические изображения периодической системы за сто лет, Издательство Университета Алабамы, Алабама, стр. 77
- 2020 Вернон RE, «Организация металлов и неметаллов», Основы химии, открытый доступ, см. Электронный дополнительный материал
Рекомендации
- ^ ван дер Крогт, Питер. "39 Иттрий - элементимология и элементы Multidict". Elements.vanderkrogt.net. Получено 2008-08-06.
- ^ Эмсли 2001, п. 496
- ^ Гадолин, Йохан (1794). "Undersökning af en svart tung Stenart ifrån Ytterby Stenbrott i Roslagen". Kongl. Vetenskaps Academiens Nya Handlingar (на шведском языке). 15: 137–155.
- ^ Greenwood, N. N .; Эрншоу, А. (1997). Химия элементов (2-е изд.). Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. п. 944. ISBN 0-7506-3365-4.
- ^ Коплен, Тайлер Б .; Пейзер, Х.С. (1998). «История рекомендуемых значений атомной массы с 1882 по 1997 год: сравнение различий от текущих значений с оценкой неопределенностей более ранних значений (технический отчет)». Pure Appl. Chem. Отдел неорганической химии ИЮПАК Комиссия по атомным весам и изотопному содержанию. 70 (1): 237–257. Дои:10.1351 / pac199870010237. S2CID 96729044.
- ^ Хейзерман, Дэвид Л. (1992). «Элемент 39: Иттрий». Изучение химических элементов и их соединений. Нью-Йорк: TAB Books. С. 150–152. ISBN 0-8306-3018-X.
- ^ Велер, Фридрих (1828). "Убер дас бериллий и иттрий". Annalen der Physik (на немецком). 89 (8): 577–582. Bibcode:1828AnP .... 89..577Вт. Дои:10.1002 / andp.18280890805.
- ^ Болл, Филипп (2002). Ингредиенты: знакомство с элементами. Издательство Оксфордского университета. С. 100–102. ISBN 0-19-284100-9.
- ^ Нильсон, Ларс Фредрик (1879). "Sur l'ytterbine, terre nouvelle de M. Marignac". Comptes Rendus (На французском). 88: 642–647.
- ^ Нильсон, Ларс Фредрик (1879). "Ueber Scandium, ein neues Erdmetall". Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (на немецком). 12 (1): 554–557. Дои:10.1002 / cber.187901201157.
- ^ Клив, Пер Теодор (1879). "Sur le scandium". Comptes Rendus (На французском). 89: 419–422.
- ^ Фишер, Вернер; Брюнгер, Карл; Grieneisen, Ганс (1937). "Über das Metallische Scandium". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (на немецком). 231 (1–2): 54–62. Дои:10.1002 / zaac.19372310107.
- ^ «Открытие и наименование редких земель». Elements.vanderkrogt.net. Получено 23 июн 2016.
- ^ а б Гринвуд и Эрншоу, стр. 1424
- ^ Недели, Мэри Эльвира (1932). «Открытие элементов: XI. Некоторые элементы, выделенные с помощью калия и натрия: цирконий, титан, церий и торий». Журнал химического образования. 9 (7): 1231–1243. Bibcode:1932JChEd ... 9.1231W. Дои:10.1021 / ed009p1231.
- ^ Видеть:
- (Берцелиус) (1839) "Nouveau métal" (Новый металл), Comptes rendus, 8 : 356–357. С п. 356: "L'oxide de cérium, extrait de la cérite par la procédé ordinaire, contient à peu près les deux cinquièmes de son poids de l'oxide du nouveau métal qui ne change que peu les propriétés du cérium, et qui s'y tient pour Ainsi dire caché. Cette raison a engagé M. Mosander à donner au nouveau métal le nom de Lantane." (Оксид церия, извлеченный из церита обычным способом, содержит почти две пятых своего веса в оксиде нового металла, который лишь незначительно отличается от свойств церия и удерживается в нем, так сказать, «скрыто». ". Эта причина побудила г-на Мосандера дать новому металлу название Lantane.)
- (Берцелиус) (1839) «Латанум - новый металл». Философский журнал, новая серия, 14 : 390–391.
- ^ а б Патнаик, Прадёт (2003). Справочник неорганических химических соединений. Макгроу-Хилл. С. 444–446. ISBN 0-07-049439-8. Получено 2009-06-06.
- ^ Урбейн, М. Г. (1908). "Un nouvel élément, le lutécium, résultant du dédoublement de l'ytterbium de Marignac". Comptes rendus (На французском). 145: 759–762.
- ^ "Разделение редкоземельных элементов Чарльзом Джеймсом". Национальные исторические химические достопримечательности. Американское химическое общество. Получено 2014-02-21.
- ^ фон Вельсбах; Карл Ауэр (1908). "Die Zerlegung des Ytterbiums in seine Elemente". Monatshefte für Chemie (на немецком). 29 (2): 181–225. Дои:10.1007 / BF01558944. S2CID 197766399.
- ^ Урбейн, Г. (1909). "Lutetium und Neoytterbium oder Cassiopeium und Aldebaranium - Erwiderung auf den Artikel des Herrn Auer v. Welsbach". Monatshefte für Chemie (на немецком). 31 (10): И. Дои:10.1007 / BF01530262. S2CID 101825980.
- ^ Clarke, F.W .; Ostwald, W .; Thorpe, T. E .; Урбейн, Г. (1909). "Bericht des Internationalen Atomgewichts-Ausschusses für 1909". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (на немецком). 42 (1): 11–17. Дои:10.1002 / cber.19090420104.
- ^ ван дер Крогт, Питер. "70. Иттербий - элементимология и элементы Multidict". Elements.vanderkrogt.net. Получено 4 июля 2011.
- ^ ван дер Крогт, Питер. "71. Лютеций - Элементимология и элементы Multidict". Elements.vanderkrogt.net. Получено 4 июля 2011.
- ^ Эмсли, Джон (2001). Строительные блоки природы: руководство по элементам от А до Я. США: Издательство Оксфордского университета. С. 240–242. ISBN 0-19-850341-5.
- ^ Дебьерн, Андре-Луи (1899). "Sur un nouvelle matière радиоактивный". Comptes rendus (На французском). 129: 593–595.
- ^ Дебьерн, Андре-Луи (1900–1901). "Sur un nouvelle matière radio-actif - l'actinium". Comptes rendus (На французском). 130: 906–908.
- ^ Гизель, Фридрих Оскар (1902). "Ueber Radium und Radioactive Stoffe". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (на немецком). 35 (3): 3608–3611. Дои:10.1002 / cber.190203503187.
- ^ Гизель, Фридрих Оскар (1904). "Ueber den Emanationskörper (Эманиум)". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (на немецком). 37 (2): 1696–1699. Дои:10.1002 / cber.19040370280.
- ^ Дебьерн, Андре-Луи (1904). "Sur l'actinium". Comptes rendus (На французском). 139: 538–540.
- ^ Гизель, Фридрих Оскар (1904). «Убер Эманиум». Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (на немецком). 37 (2): 1696–1699. Дои:10.1002 / cber.19040370280.
- ^ Гизель, Фридрих Оскар (1905). «Убер Эманиум». Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (на немецком). 38 (1): 775–778. Дои:10.1002 / cber.190503801130.
- ^ а б Гиорсо, Альберт; Sikkeland, T .; Larsh, A.E .; Латимер, Р. М. (1961). "Новый элемент, Лоуренсиум, атомный номер 103" (PDF). Phys. Rev. Lett. 6 (9): 473. Bibcode:1961ПхРвЛ ... 6..473Г. Дои:10.1103 / PhysRevLett.6.473.
- ^ Флеров, Г. Н. (1967). «О ядерных свойствах изотопов. 256103 и 257103". Nucl. Phys. А. 106 (2): 476. Bibcode:1967НуФА.106..476Ф. Дои:10.1016/0375-9474(67)90892-5.
- ^ Донец, Э. Д .; Щеголев, В. А .; Ермаков, В. А. (1965). «Синтез изотопа 103 элемента (лоуренсий) с массовым числом 256». Атомная Энергия (на русском). 19 (2): 109.
- Переведено на Донец, Э. Д .; Щеголев, В. А .; Ермаков, В. А. (1965). «Синтез изотопа 103 элемента (лоуренсий) с массовым числом 256». Советская атомная энергия. 19 (2): 109. Дои:10.1007 / BF01126414. S2CID 97218361.
- ^ Гринвуд, Норман Н. (1997). «Последние события, касающиеся открытия элементов 101–111». Pure Appl. Chem. 69 (1): 179–184. Дои:10.1351 / pac199769010179.
- ^ а б c Hoffman, Darleane C .; Ли, Диана М .; Першина, Валерия (2006). «Трансактиниды и элементы будущего». In Morss; Эдельштейн, Норман М .; Фугер, Жан (ред.). Химия актинидных и трансактинидных элементов (3-е изд.). Дордрехт, Нидерланды: Springer Science + Business Media. ISBN 1-4020-3555-1.
- ^ Pyykkö, Пекка (2011). «Предлагаемая таблица Менделеева до Z ≤ 172, основанная на расчетах Дирака – Фока для атомов и ионов». Физическая химия Химическая физика. 13 (1): 161–8. Bibcode:2011PCCP ... 13..161P. Дои:10.1039 / c0cp01575j. PMID 20967377.
- ^ Нефедов, В.И .; Тржасковская, М.Б .; Яржемский, В. (2006). «Электронные конфигурации и периодическая таблица сверхтяжелых элементов» (PDF). Доклады Физической химии.. 408 (2): 149–151. Дои:10.1134 / S0012501606060029. ISSN 0012-5016. S2CID 95738861.
- ^ Хофманн, Сигурд (2002). О помимо урана. Тейлор и Фрэнсис. п.105. ISBN 978-0-415-28496-7.
- ^ Роберто, Дж. Б. (31 марта 2015 г.). «Актинидные мишени для исследования сверхтяжелых элементов» (PDF). cyclotron.tamu.edu. Техасский университет A&M. Получено 28 апреля 2017.
- ^ ван дер Крогт, Питер. "Элементимология и элементы Multidict". Elements.vanderkrogt.net. Получено 4 июля 2011.
- ^ Eliav, E .; Kaldor, U .; Исикава, Ю. (1995). «Энергии перехода иттербия, лютеция и лоуренсия релятивистским методом связанных кластеров». Phys. Ред. А. 52 (1): 291–296. Bibcode:1995PhRvA..52..291E. Дои:10.1103 / PhysRevA.52.291. PMID 9912247.
- ^ Zou, Yu; Froese, Fischer C. (2002). «Энергии резонансных переходов и силы осцилляторов в лютеции и лоуренсии». Phys. Rev. Lett. 88 (18): 183001. Bibcode:2002ПхРвЛ..88б3001М. Дои:10.1103 / PhysRevLett.88.023001. PMID 12005680.
- ^ Корбетт, Дж. Д. (1981). «Расширенная связь металл-металл в галогенидах ранних переходных металлов». Соотв. Chem. Res. 14 (8): 239–246. Дои:10.1021 / ar00068a003.
- ^ Николай Б., Михеев; Ауэрман, Л. Н .; Румер, Игорь А .; Каменская, Алла Н .; Казакевич, М. З. (1992). «Аномальная стабилизация степени окисления 2+ лантаноидов и актинидов». Российские химические обзоры. 61 (10): 990–998. Bibcode:1992RuCRv..61..990M. Дои:10.1070 / RC1992v061n10ABEH001011.
- ^ Канг, Викён; Бернштейн, Э. Р. (2005). «Формирование кластеров оксида иттрия с использованием импульсного лазерного испарения». Бык. Korean Chem. Soc. 26 (2): 345–348. Дои:10.5012 / bkcs.2005.26.2.345.
- ^ Коттон, С. А. (1994). «Скандий, иттрий и лантаноиды: неорганическая и координационная химия». Энциклопедия неорганической химии. Джон Вили и сыновья. ISBN 0-471-93620-0.
- ^ а б Дин, Джон А. (1999). Справочник Ланге по химии (Пятнадцатое изд.). McGraw-Hill, Inc., стр. 589–592. ISBN 0-07-016190-9.
- ^ а б Барбалас, Кеннет. «Периодическая таблица элементов, отсортированных по температуре плавления». Environmental Chemistry.com. Получено 2011-05-18.
- ^ а б Барбалас, Кеннет. «Периодическая таблица элементов, отсортированных по температуре кипения». Environmental Chemistry.com. Получено 2011-05-18.
- ^ Фурнье, Жан-Марк (1976).«Связь и электронная структура актинидов металлов». Журнал физики и химии твердого тела. 37 (2): 235–244. Bibcode:1976JPCS ... 37..235F. Дои:10.1016/0022-3697(76)90167-0.
- ^ Penneman, R.A .; Манн, Дж. Б. (1976). "'Расчетная химия сверхтяжелых элементов; сравнение с элементами 7 периода ». Материалы Московского симпозиума по химии трансурановых элементов.: 257–263. Дои:10.1016 / B978-0-08-020638-7.50053-1.
- ^ Лиде, Д. Р., изд. (2003). CRC Справочник по химии и физике (84-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press.
- ^ Барбалас, Кеннет. "Скандий". Химическая книга. Получено 2011-05-18.
- ^ Барбалас, Кеннет. "Иттрий". Химическая книга. Получено 2011-05-18.
- ^ Thyssen, P .; Биннеманс, К. (2011). Gschneidner Jr., K. A .; Bünzli, J-C.G; Вечарский, Бюнцли (ред.). Размещение редких земель в Периодической таблице: исторический анализ. Справочник по физике и химии редких земель. 41. Амстердам: Эльзевир. С. 1–94. Дои:10.1016 / B978-0-444-53590-0.00001-7. ISBN 978-0-444-53590-0.
- ^ Тиссен П. и Биннеманс К. (2011). «Размещение редких земель в Периодической таблице: исторический анализ». В книге К. А. Гшнейдера-младшего (ред.). Справочник по физике и химии редких земель. 41. Амстердам: Elsevier, стр. 1–94; Сиборг Г. Т. (1994). Происхождение концепции актинидов ». В книге К. А. Гшнейдера-младшего (ред.). Справочник по физике и химии редких земель. 18. Амстердам: Elsevier, стр. 1-27.
- ^ Стюарт, П. Дж. (2008). «Форзац-таблица: альтернатива». Журнал химического образования. 85 (11): 1490. Bibcode:2008JChEd..85.1490S. Дои:10.1021 / ed085p1490.
- ^ Ошибка цитирования: указанная ссылка
Макгроу-Хилл
был вызван, но не определен (см. страница помощи). - ^ Генри Бассетт, «Табличное выражение периодических отношений элементов». Химические новости 65 (1892): 3-4, 19
- ^ Альфред Вернер, «Beitrag zum Ausbau des periodischen Systems». Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft 38 (1905), 916. Дои:10.1002 / cber.190503801163
- ^ Thyssen, P .; Биннеманнс, К. (2011). «1: Размещение редких земель в периодической таблице: исторический анализ». В Gschneidner Jr., K. A .; Büzli, JC. J .; Печарский, В. К. (ред.). Справочник по физике и химии редких земель. 41. Амстердам: Эльзевир. С. 80–81. ISBN 978-0-444-53590-0.
- ^ Keeler, J .; Уотерс, П. (2014). Химическая структура и реакционная способность: комплексный подход. Оксфорд: Оксфордский университет. п. 259. ISBN 978-0-19-960413-5.
- ^ Шерри, Э. (2012). «Периодическая таблица Менделеева, наконец, завершена, и что делать с группой 3?». Chemistry International. 34 (4). Дои:10.1515 / ci.2012.34.4.28. В архиве из оригинала от 5 июля 2017 г.
- ^ а б Кастельвекки, Д. (8 апреля 2015 г.). «Экзотический атом изо всех сил пытается найти свое место в периодической таблице». Природа. Дои:10.1038 / nature.2015.17275. S2CID 123548806. В архиве из оригинала 5 октября 2015 г.. Получено 20 сентября 2015.
- ^ «Состав группы 3 периодической таблицы». ИЮПАК. 2015 г. В архиве из оригинала 5 июля 2016 г.. Получено 30 июля 2016.
- ^ Эмсли, Дж. (2011). Строительные блоки природы (новое изд.). Оксфорд: Оксфордский университет. п. 651. ISBN 978-0-19-960563-7.
- ^ а б c d е ж грамм час я Уильям Б. Дженсен (1982). «Положение лантана (актиний) и лютеция (лоуренсий) в периодической таблице». J. Chem. Образовательный. 59 (8): 634–636. Bibcode:1982JChEd..59..634J. Дои:10.1021 / ed059p634.
- ^ Трифонов, Д. Н. (1970). Редкоземельные элементы и их положение в периодической системе (перевод с русского). Нью-Дели: Индийский национальный центр научной документации. С. 201–202.
- ^ Шерри, Эрик (2016). «Меняющиеся взгляды философа химии на вопрос о редукции». В Шерри, Эрик; Фишер, Грант (ред.). Очерки философии химии. Издательство Оксфордского университета.
- ^ а б c d Йоргенсен, Кристиан К. (1988). «Влияние редких земель на химическое понимание и классификацию». Справочник по физике и химии редких земель. 11. С. 197–292. Дои:10.1016 / S0168-1273 (88) 11007-6. ISBN 9780444870803.
- ^ Шварц, В. Х. Ойген (2010). «Полная история электронных конфигураций переходных элементов». Журнал химического образования. 87 (4): 444–8. Дои:10.1021 / ed8001286.
- ^ а б Дженсен, Уильям Б. (2009). «Неправильное применение Периодического закона» (PDF). Журнал химического образования. 86 (10): 1186. Bibcode:2009JChEd..86.1186J. Дои:10.1021 / ed086p1186. Получено 16 мая 2020.
- ^ а б Шерри, Эрик (2009). "Какие элементы входят в группу 3?". Журнал химического образования. 86 (10): 1188. Bibcode:2009JChEd..86.1188S. Дои:10.1021 / ed086p1188.
- ^ а б c d Вернон, Р. Э. (2020). «Расположение и состав 3-й группы таблицы Менделеева». Основы химии. Дои:10.1007 / s10698-020-09384-2.
- ^ Greenwood, N. N .; Харрингтон, Т. Дж. (1973). Химия переходных элементов. Оксфорд: Clarendon Press. п.50. ISBN 978-0-19-855435-6.
- ^ Aylward, G .; Финдли, Т. (2008). SI химические данные (6-е изд.). Милтон, Квинсленд: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-81638-7.
- ^ Виберг, Н. (2001). Неорганическая химия. Сан-Диего: Academic Press. п. 119. ISBN 978-0-12-352651-9.
- ^ Вульфсберг, Г. (2006). «Периодическая таблица: тенденции в свойствах элементов». Энциклопедия неорганической химии. Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья. п. 3. ISBN 978-0-470-86210-0.
- ^ Коттон, С. (2007). Химия лантаноидов и актинидов. Чичестер: Джон Уайли и сыновья. п. 150. ISBN 978-0-470-01006-8.
- ^ Moeller et al. (1989). Химия с неорганическим качественным анализом (3-е изд.). SanDiego: Харкорт Брейс Йованович, стр. 955–956, 958.
- ^ Р. К. Викери (1960). Химия иттрия и скандия. Pergamon Press. п. 37.
- ^ Р. К. Викери (1960). Комплексная неорганическая химия. 3. Pergamon Press. С. 329–354 (344).
- ^ Л. Д. Ландау, Э. М. Лифшиц (1958). Квантовая механика: нерелятивистская теория. Vol. 3 (1-е изд.). Pergamon Press. С. 256–7.
- ^ Шерри, Э. (15 сентября 2015 г.). «Пять идей в химическом образовании, которые должны умереть - Группа 3». Образование в области химии. Королевское химическое общество. В архиве из оригинала 23 декабря 2015 г.. Получено 19 сентября 2015.
Пора отказаться от группы 3, состоящей из Sc, Y, La и Ac.
- ^ а б c Гамильтон, Дэвид С. (1965). «Положение лантана в Периодической таблице». Американский журнал физики. 33 (8): 637–640. Дои:10.1119/1.1972042.
- ^ Сюй, Вэй; Цзи, Вэнь-Синь; Цю, И-Сян; Шварц, В. Х. Ойген; Ван, Шу-Гуан (2013). «О структуре и связи трифторидов лантаноидов LnF.3 (Ln = La к Lu) ". Физическая химия Химическая физика. 2013 (15): 7839–47. Bibcode:2013PCCP ... 15,7839X. Дои:10.1039 / C3CP50717C. PMID 23598823.
- ^ Ошибка цитирования: указанная ссылка
Йоргенсен2
был вызван, но не определен (см. страница помощи). - ^ а б c d е ж грамм час Виттиг, Йорг (1973). «Переменная давления в физике твердого тела: как насчет 4f-зонных сверхпроводников?». В H. J. Queisser (ред.). Festkörper Probleme: пленарные лекции отделов физики полупроводников, физики поверхности, физики низких температур, высокополимеров, термодинамики и статистической механики Немецкого физического общества, Мюнстер, 19–24 марта 1973 г.. Успехи физики твердого тела. 13. Берлин, Гейдельберг: Springer. п. 375–396. Дои:10.1007 / BFb0108579. ISBN 978-3-528-08019-8.
- ^ Остлин, А. (2013). "Переходные металлы" (PDF). Исследования электронной структуры и разработка методов для сложных материалов (Лицензиат). п. 13. Получено 17 мая 2020.
- ^ а б Гшнейднер-младший, К. А. (декабрь 1971 г.). «О природе связи 4ƒ в элементах лантаноидов и их соединениях». Журнал менее распространенных металлов. 25 (4): 405–422. Дои:10.1016/0022-5088(71)90184-6.
- ^ Глотцель, Д. (1978). «Основные свойства металлов f-диапазона: лантана, церия и тория». Журнал физики F: физика металлов. 8 (7): L163 – L168. Bibcode:1978JPhF .... 8L.163G. Дои:10.1088/0305-4608/8/7/004.
- ^ Альварес, Сантьяго (11 февраля 2020 г.). «Переход от элементов 4f к 5d со структурной точки зрения». CrystEngComm. 2020 (Предварительная статья). Дои:10.1039 / D0CE00029A.
- ^ Merz, H .; Ульмер, К. (1967). «Положение лантана и лютеция в Периодической таблице». Письма о физике A. 26 (1): 6–7. Bibcode:1967ФЛА ... 26 .... 6М. Дои:10.1016/0375-9601(67)90527-0.
- ^ Гончарова В.А.; Ильина, Г.Г. (1084). «Аномалии упругих свойств поликристаллического лантана при фазовых переходах под давлением». Советская физика в ЖЭТФ. 59 (5): 995–998.
- ^ Smith, NV; Wertheim, GK; Andrews, AB; Чен, Си-Т (1993). «Неупругие длины свободного пробега электронов в щелочных металлах». Письма о науке о поверхности. 282 (1–2): L359 – L363. Дои:10.1016 / 0039-6028 (93) 90604-И.
- ^ Рассел, AM; Ли, К.Л. (2005). Соотношения структура-свойство в цветных металлах. Нью-Йорк: Wiley-Interscience. п. 302.
- ^ Дженсен, В. Б. (2015). «Некоторые комментарии о положении Лоуренсия в Периодической таблице» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 23 декабря 2015 г.. Получено 20 сентября 2015.
- ^ Xu, W-H .; Пюйкко, П. (2016). "Является ли химия лоуренсия своеобразной?" (PDF). Физическая химия Химическая физика. 18 (26): 17351–17355. Bibcode:2016PCCP ... 1817351X. Дои:10.1039 / C6CP02706G. HDL:10138/224395. PMID 27314425.
- ^ а б Гринвуд и Эрншоу
- ^ а б Кинг, Р. Б. (1995). Неорганическая химия элементов основных групп. Нью-Йорк: Wiley-VCH. п. 289. ISBN 978-1-56081-679-9.
- ^ Гринвуд и Эрншоу, стр. 958
- ^ Гринвуд и Эрншоу, стр. 947
- ^ Гринвуд и Эрншоу, стр. 957
- ^ Коннелли, Н.Г .; Damhus, T .; Hartshorn, R.M .; Хаттон, А. Т. (2005). Номенклатура неорганической химии: Рекомендации ИЮПАК 2005 г. (PDF). Издательство РСК. п. vii. ISBN 978-0-85404-438-2. В архиве (PDF) из оригинала 23 ноября 2018 г.. Получено 26 ноября 2018.
Меньшие пропуски включают ... несколько разных устаревших версий таблицы Менделеева. (На внутренней стороне обложки - текущая версия, согласованная с IUPAC.)
- ^ Ли, Дж. Дж. (2009). «Периодические таблицы и ИЮПАК». Chemistry International. 31 (1). Дои:10.1515 / ci.2009.31.1.4. В архиве из оригинала 27 ноября 2018 г.. Получено 27 ноября 2018.
- ^ Дженсен, Уильям Б. (2008). "Периодическая таблица: факты или комитеты?". Журнал химического образования. 85 (11): 1491–2. Bibcode:2008JChEd..85.1491J. Дои:10.1021 / ed085p1491.2.
- ^ Scerri, P .; Парсонс, Б. (2018). «Какие элементы входят в группу 3 Периодической таблицы?». В Scerri, E .; Рестрепо, Г. (ред.). От Менделеева до Оганессона: мультидисциплинарный взгляд на периодическую таблицу. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. С. 140–151. ISBN 978-0-190-66853-2.
- ^ Ли, Дж. Д. (1996). Краткая неорганическая химия (5-е изд.). Оксфорд: Blackwell-Science. п. 679. ISBN 978-0-6320-5293-6.
- ^ Барбалас, Кеннет. «Периодическая таблица элементов». Environmental Chemistry.com. Получено 2007-04-14.
- ^ Бернхард, Ф. (2001). «Скандиевое оруденение, связанное с гидротермальными лазурит-кварцевыми жилами в комплексе Нижний Austroalpie Grobgneis, Восточные Альпы, Австрия». Минеральные месторождения в начале 21 века. Лиссе: Балкема. ISBN 90-265-1846-3.
- ^ а б Кристиансен, Рой (2003). «Скандий - Минералер I Norge» (PDF). Stein (на норвежском языке): 14–23. Архивировано из оригинал (PDF) 8 октября 2010 г.
- ^ von Knorring, O .; Кондлифф, Э. (1987). «Минерализованные пегматиты в Африке». Геологический журнал. 22: 253. Дои:10.1002 / gj.3350220619.
- ^ Ствертка, Альберт (1998). "Иттрий". Путеводитель по элементам (Пересмотренная ред.). Издательство Оксфордского университета. стр.115–116. ISBN 0-19-508083-1.
- ^ Хедрик, Джеймс Б. «Редкоземельные металлы» (PDF). USGS. Получено 2009-06-06.
- ^ Кастор, Стивен Б .; Хедрик, Джеймс Б. "Редкоземельные элементы" (PDF). Получено 2009-06-06.
- ^ «Обзор минерального сырья за 2010 год: иттрий» (PDF). Геологическая служба США. Получено 2011-07-07.
- ^ Эмсли 2001, п. 241
- ^ а б Дешам, Ю. "Скандий" (PDF). Mineralinfo.com. Архивировано из оригинал (PDF) 25 февраля 2009 г.. Получено 2008-10-21.
- ^ "Обзор минерального сырья 2010: Скандий" (PDF). Геологическая служба США. Получено 2011-07-07.
- ^ а б Холлеман, Арнольд Ф .; Виберг, Эгон; Виберг, Нильс (1985). Lehrbuch der Anorganischen Chemie (на немецком языке) (91–100 изд.). Вальтер де Грюйтер. С. 1056–1057. ISBN 3-11-007511-3.
- ^ а б c Леннтех (1998). «Скандий (Sc) - химические свойства скандия, воздействие скандия на здоровье, воздействие скандия на окружающую среду». Леннтех. Получено 2011-05-21.
- ^ MacDonald, N.S .; Nusbaum, R.E .; Александр, Г. В. (1952). «Скелетные отложения иттрия» (PDF). Журнал биологической химии. 195 (2): 837–841. PMID 14946195.
- ^ а б c Эмсли 2001, стр. 495–498
- ^ а б c Эмсли 2001, п. 240
- ^ Поль, Арьян; Барендс, Томас Р. М .; Дитль, Андреас; Khadem, Ahmad F .; Эйгенштейн, Джелле; Jetten, Mike S.M .; Оп Ден Кэмп, Хуб Дж. М. (2013). «Редкоземельные металлы необходимы для метанотрофной жизни в вулканических грязевых котлах». Экологическая микробиология. 16 (1): 255–64. Дои:10.1111/1462-2920.12249. PMID 24034209.
Библиография
- Эмсли, Джон (2001). Строительные блоки природы: руководство по элементам от А до Я. США: Издательство Оксфордского университета. ISBN 0-19-850341-5.