Scandium-alaryhmä

Scandium-alaryhmä on kemiallisten alkuaineiden jaksollisen taulukon 3. ryhmän kemialliset alkuaineet ( vanhentuneen luokituksen mukaan ryhmän III sivualaryhmän alkuaineet) [1] . Tämän ryhmän elementtien elektronisen konfiguraation rakenteellisista ominaisuuksista johtuen sen tarkka koostumus eri lähteissä vaihtelee. IUPAC ei anna tiukkoja suosituksia jaksollisen taulukon muodon eritelmistä. Siksi ryhmän 3 koostumuksessa on useita sopimuksia, ja niitä käytetään usein. Seuraavia siirtymämetallin d-elementtejä pidetään aina ryhmän 3 jäseninä:

• skandium ( Sc )
• yttrium ( Y )

Ryhmän 3 lopun määrittelyssä nousi esiin 4 sopimusta:

• Jotkut taulukot [2] sisältävät lantaanin ( La ) ja aktiniumin ( Ac ) ryhmän 3 jäseninä (vastaavasti lantanidi- ja aktinidiperheiden alkuaineet ). Yleisimmissä 3+-ionien muodoissa näillä alkuaineilla ei ole osittain täytettyjä f-orbitaaleja , minkä seurauksena niiden käyttäytyminen on lähempänä d-elementtien käyttäytymistä .

• Joissakin taulukoissa [3] on lutetium ( Lu ) ja Lawrencium ( Lr ) ryhmän 3 jäseninä . Nämä elementit ovat lantanidien ja aktinidien perheiden luettelon lopussa . Koska näiden molempien metallien perustilan elektronisessa konfiguraatiossa f-kuoret ovat täysin täytettyinä, ne käyttäytyvät kaikkien lantanidien ja aktinidien d-alkuaineita lähinnä olevien metallien tavoin ja osoittavat siten suurimman ominaisuuksien samankaltaisuuden skandiumin ja aktinidien kanssa. yttrium. Tätä käyttäytymistä odotetaan Lawrenciumille, mutta sitä ei ole havaittu käytännössä, koska tätä alkuainetta ei ole riittävästi. ( Katso myös elementtien laajennettu jaksotaulukko . )

Joissakin taulukoissa [4] viitataan kaikkiin lantanideihin ja aktinideihin ryhmän 3 jäseninä. Kolmas ja neljäs yleissopimus eroavat tässä sopimuksessa:

• Kolmannen sopimuksen mukaan kaikkia 30 lantanidia ja aktinidia pidetään ryhmän 3 jäseninä . Lantanidit elektropositiivisina kolmiarvoisina metalleina ovat kemiallisesti läheisiä sukulaisia, ja niillä kaikilla on paljon yhteistä skandiumin ja yttriumin kanssa.

• Neljännen yleissopimuksen mukaan lantanidit ja aktinidit eivät sisälly ryhmään 3. Lantanideilla on lisäominaisuuksia, jotka ovat ominaisia ​​niiden osittain täytetyille f-orbitaaleille, jotka eivät ole yhteisiä skandiumin ja yttriumin kanssa. Lisäksi aktinideilla on paljon laajempi valikoima kemiallisia ominaisuuksia perheensä sisällä (esim . hapetusasteen vaihteluvälin suhteen ) kuin lantanideilla, ja vertailut skandiumiin ja yttriumiin tulevat vieläkin vähemmän tuottavimmiksi.

Termi harvinaiset maametallit , jota käytetään usein ryhmän 3 alkuaineista, sisältää lantanidit, mutta ei aktinidit.

Kolmanteen ryhmään tulisi myös kuulua unbiunium , hypoteettinen kemiallinen alkuaine , jonka atominumero on 121 jaksollisessa järjestelmässä.

Jakauma luonnossa

Skandiumia, yttriumia ja lantanideja (paitsi prometiumia) esiintyy maankuoressa, yleensä yhdessä, ja suhteellisen runsaasti useimpiin d-metalleihin verrattuna , mutta niitä on usein vaikea erottaa malmeista.

Skandium-alaryhmän alkuaineiden pitoisuus maankuoressa on seuraava: skandium - 2⋅10 -4 %, yttrium - 5⋅10 -4 %, lantaani - 2⋅10 -4 %, aktinium - 5⋅10 -15 % %. Mineraalit, joissa on runsaasti jotakin niistä, ovat erittäin harvinaisia. Yksittäisille skandiumalaryhmän alkuaineille ja niiden johdannaisille ei ole vielä löydetty käyttöä, eikä aktiniumyhdisteitä ole edes tutkittu. Harvat saatavilla olevat tiedot osoittavat sen suuren samankaltaisuuden lantaanin kanssa.

Toistaiseksi vain lantaania on eristetty enemmän tai vähemmän puhtaana, jonka ominaisuuksia on tutkittu melko yksityiskohtaisesti. Se on valkoinen metalli, jonka tiheys on 6,2, jonkin verran tinaa kovempaa, sulaa 826 °C:ssa ja kiehuu noin 1800 °C:ssa. Lantaanin sähkönjohtavuus on noin kaksi kertaa elohopeaan verrattuna.

Lantaanin kemiallinen aktiivisuus on erittäin korkea. Se hajottaa hitaasti vettä kehittämällä vetyä, liukenee helposti happoihin ja reagoi voimakkaasti kaikkien metalloidien kanssa kuumennettaessa. Sc:n ja Y:n ominaisuudet ovat samanlaiset kuin lantaanilla. Scandium ja sen analogit ovat yhdisteissään yksinomaan kolmiarvoisia.

Biologinen kemia

Kolmannen ryhmän elementit ovat pääsääntöisesti kiinteitä metalleja, joiden vesiliukoisuus on huono, joten niiden saatavuus biosfäärissä on erittäin alhainen. Millään ryhmän 3 elementillä ei ole dokumentoitua biologista roolia elävissä organismeissa. Aktinidien radioaktiivisuus yleensä tekee niistä erittäin myrkyllisiä eläville soluille.

Valokuvat

• Scandium-alaryhmän elementit

• Scandium

• yttrium

• Lantanidit

• Lantaani

• Cerium

• Praseodyymi

• neodyymi

• Samarium

• Europium

• Gadolinium

• Terbium

• Dysprosium

• Holmium

• Erbium

• Thulium

• Ytterbium

• Lutetium

Muistiinpanot

1. ↑ Jaksotaulu Arkistoitu 17. toukokuuta 2008. IUPAC - verkkosivustolla
2. ↑ Jaksollinen järjestelmä osoitteessa Lanl.gov . Käyttöpäivä: 25. tammikuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 19. helmikuuta 2011. (määrätön)
3. ↑ WebElements Elementtien jaksollinen järjestelmä . webelements.com. Käyttöpäivä: 25. tammikuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 4. tammikuuta 2014. (määrätön)
4. ↑ Kansainvälinen puhtaan ja sovelletun kemian liitto > Alkuaineiden jaksollinen järjestelmä (linkki ei saatavilla) . iupac.org. Haettu 25. tammikuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 13. tammikuuta 2001. (määrätön) 

Kirjallisuus

• Akhmetov N. S. Yleinen ja epäorgaaninen kemia. - M . : Higher School, 2001. - ISBN 5-06-003363-5 .
• Lidin R. A. Yleisen ja epäorgaanisen kemian käsikirja. - M. : KolosS, 2008. - ISBN 978-5-9532-0465-1 .
• Nekrasov BV Yleisen kemian perusteet. - M. : Lan, 2004. - ISBN 5-8114-0501-4 .
• Spitsyn V.I. , Martynenko L.I. Epäorgaaninen kemia. - M .: MGU, 1991, 1994.
• Turova N. Ya. Epäorgaaninen kemia taulukoissa. Opastus. - M .: CheRo, 2002. - ISBN 5-88711-168-2 .
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. (1997), Chemistry of the Elements (2. painos), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9
• F. Albert Cotton, Carlos A. Murillo ja Manfred Bochmann, (1999), Advanced inorganic chemistry. (6. painos), New York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5
• Housecroft, C.E. Sharpe, A.G. (2008). Epäorgaaninen kemia (3. painos). Prentice Hall, ISBN 978-0-13-175553-6

Linkit

• Alaryhmä - Scandium . Suuri öljyn ja kaasun tietosanakirja. Haettu: 2. tammikuuta 2014. (määrätön)

Bibliografisissa luetteloissa	GND : 4377239-0 NKC : ph121912