Jump to content

Лантанид

(Перенаправлено из серии Lanthanide )

Водород Гелий
Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон
Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор сера хлор Аргон
Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий германий Мышьяк Селен Бром Криптон
Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Полагать Сурьма Теллур Йод Ксенон
Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Париж Гафний Тантал вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Меркурий (стихия) Таллий Вести Висмут Полоний Астат Радон
Франций Радий актиний Торий Протактиний Уран Нептун Плутоний Америций Курий Берклий Калифорния Эйнштейний Фермий Менделеев Благородный Лоуренсий Резерфордий Дубниум Сиборгий борий Хассий Мейтнерий Дармштадтий Рентгений Коперник нихоний Флеровий Московий Ливерморий Теннессин Оганессон

Лантаноидный . ( / ˈ l æ n θ ə n d / ) или лантаноидный ( / ˈ l æ n θ ə n ɔɪ d / ) ряд химических элементов [а] включает как минимум 14 металлических химических элементов с атомными номерами 57–70, от лантана до иттербия . В периодической таблице они заполняют 4f-орбитали. [2] [3] [4] Лютеций (элемент 71) также иногда считается лантанидом, несмотря на то, что он является элементом d-блока и переходным металлом.

Неофициальный химический символ Ln используется в общих обсуждениях химии лантаноидов для обозначения любого лантаноида. [5] Все лантаноиды, кроме одного, являются элементами f-блока , что соответствует заполнению электронной оболочки 4f . Лютеций является элементом d-блока (таким образом, также переходным металлом ), [6] [7] и на этом основании его включение было поставлено под сомнение; однако, как и его родственники скандий и иттрий в группе 3, он ведет себя аналогично остальным 14. Термин «редкоземельный элемент» или «редкоземельный металл» часто используется для обозначения стабильных элементов 3 группы Sc, Y и Lu в дополнение к 4f элементы. [8] Все элементы лантаноидов образуют трехвалентные катионы Ln. 3+ , химия которого во многом определяется ионным радиусом , который неуклонно уменьшается от лантана (La) к лютецию (Lu).

Эти элементы называются лантанидами, потому что элементы этого ряда химически подобны лантану . Поскольку «лантанид» означает «подобный лантану», утверждалось, что лантан логически не может быть лантаноидом, но Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) признает его включение на основании общего использования. [1]

В представлениях таблицы Менделеева элементы f-блока обычно отображаются в виде двух дополнительных строк под основной частью таблицы. [2] Это соглашение полностью зависит от эстетики и практичности форматирования; в редко используемой широкоформатной таблице Менделеева серии 4f и 5f вставляются на свои места как части шестой и седьмой строк (периодов) таблицы соответственно.

1985 года «Красная книга» ИЮПАК (стр. 45) рекомендует использовать лантаноиды вместо лантаноидов , поскольку окончание -ide обычно указывает на отрицательный ион . Однако из-за широкого распространения лантаноидов в настоящее время их использование по-прежнему разрешено.

Этимология [ править ]

Термин «лантанид» был введен Виктором Гольдшмидтом в 1925 году. [9] [10] Несмотря на их обилие, технический термин «лантаниды» интерпретируется как отражающий ощущение неуловимости этих элементов, поскольку он происходит от греческого λανθανειν ( лантанин ), «лежать скрытым». [11]

Вместо того, чтобы относиться к их природному изобилию, это слово отражает их свойство «прятаться» друг за другом в минералах. Термин происходит от лантана , впервые открытого в 1838 году, в то время так называемого нового редкоземельного элемента , «скрытого» или «ускользающего от внимания» в минерале церия . [12] ирония заключается в том, что лантан позже был идентифицирован как первый в целой серии химически подобных элементов и дал название всей серии.

Вместе со стабильными элементами 3-й группы — скандием , иттрием и лютецием тривиальное название « редкоземельные элементы для описания совокупности лантаноидов иногда используется ». «Земля» в названии «редкие земли» происходит от минералов, из которых они были изолированы, которые были необычными минералами оксидного типа. Однако эти элементы не являются ни редкими по распространенности, ни «землями» (устаревший термин для обозначения нерастворимых в воде сильноосновных оксидов электроположительных металлов, которые невозможно переплавить в металл по технологии конца XVIII века). Группа 2 известна как щелочноземельные элементы по той же причине.

Слово «редкий» в названии «редкоземельные элементы» больше связано с трудностью разделения отдельных элементов, чем с нехваткой любого из них. От греческого слова «диспрозитос », означающего «труднодоступный», элемент 66, диспрозий получил аналогичное название. Элементы с 57 (La) по 71 (Lu) химически очень похожи друг на друга и часто встречаются в природе вместе. Часто смесь от трех до всех 15 лантаноидов (вместе с иттрием в качестве 16-го) встречается в минералах, таких как монацит и самарскит (в честь которых самарий назван ). Эти минералы также могут содержать элементы 3-й группы и актиниды, такие как уран и торий. [13] Большинство редких земель было обнаружено на одном и том же руднике в Иттербю , Швеция , и четыре из них названы (иттрий, иттербий, эрбий, тербий) в честь деревни, а пятый (гольмий) - в честь Стокгольма; скандий назван в честь Скандинавии , тулий в честь старого названия Туле , а следующий за ним элемент 4-й группы (номер 72) гафний назван в честь латинского названия города Копенгаген . [13]

Свойства лантаноидов обусловлены порядком заполнения электронных оболочек этих элементов: самая внешняя (6s) имеет одинаковую конфигурацию для всех из них, а более глубокая (4f) оболочка постепенно заполняется электронами в зависимости от атомного номера. увеличивается с 57 до 71. [13] В течение многих лет смеси более чем одного редкоземельного элемента считались отдельными элементами, например, неодим и празеодим считались одним элементом дидимом. [14] Очень небольшие различия в растворимости используются в сольвентных и ионообменных методах очистки этих элементов, требующих многократного применения для получения очищенного металла. Разнообразное применение рафинированных металлов и их соединений можно объяснить тонкими и выраженными изменениями их электронных, электрических, оптических и магнитных свойств. [13]

В качестве примера термина, означающего «скрытый», а не «дефицитный», церий почти так же распространен, как и медь; [13] с другой стороны, прометий , не имеющий стабильных или долгоживущих изотопов, действительно редок. [15]

Физические свойства элементов [ править ]

Химический элемент LaЭтот Пр Нд вечера см Евросоюз Б-г Тб Те К Является Тм Ыб Лу
Атомный номер 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
Изображение
Плотность (г/см 3 ) 6.162 6.770 6.77 7.01 7.26 7.52 5.244 7.90 8.23 8.540 8.79 9.066 9.32 6.90 9.841
Температура плавления (°С) 920 795 935 1024 1042 1072 826 1312 1356 1407 1461 1529 1545 824 1652
Точка кипения (°С) 3464 3443 3520 3074 3000 1794 1529 3273 3230 2567 2720 2868 1950 1196 3402
атома Электронная конфигурация
(газовая фаза)*
1 4 ж 1 1 4 ж 3 4 ж 4 4 ж 5 4 ж 6 4 ж 7 4 ж 7 1 4 ж 9 4 ж 10 4 ж 11 4 ж 12 4 ж 13 4 ж 14 4 ж 14 1
Металлическая решетка (РТ) DHCP ФКК DHCP DHCP DHCP ** СК ГЦП ГЦП ГЦП ГЦП ГЦП ГЦП ФКК ГЦП
Металлический радиус (пм) 162 181.8 182.4 181.4 183.4 180.4 208.4 180.4 177.3 178.1 176.2 176.1 175.9 193.3 173.8
Удельное сопротивление при 25 °C (мкОм·см) 57–80
20 °С
73 68 64 88 90 134 114 57 87 87 79 29 79
Магнитная восприимчивость
χ моль /10 −6 (см 3 · моль −1 )
+95.9 +2500 (б) +5530 (а) +5930 (а) +1278 (а) +30900 +185000
(350 К)
+170000 (а) +98000 +72900 +48000 +24700 +67 (б) +183

* Между начальным Xe и последними 6s 2 электронные оболочки

** Sm имеет плотноупакованную структуру, как и большинство лантаноидов, но имеет необычный 9-слойный повтор.

Гшнайдер и Даане (1988) объясняют тенденцию повышения температуры плавления в ряду ( лантан (920 °C) – лютеций (1622 °C)) степенью гибридизации орбиталей 6s, 5d и 4f. Считается, что наибольшая гибридизация наблюдается у церия, у которого самая низкая температура плавления - 795 ° C. [16] Металлы-лантаниды мягкие; их твердость увеличивается по ряду. [1] Европий выделяется тем, что имеет самую низкую плотность в ряду - 5,24 г/см. 3 и самый большой металлический радиус в серии - 208,4 часа. Его можно сравнить с барием, металлический радиус которого составляет 222 пм. Считается, что металл содержит более крупный Eu 2+ иона и что в зоне проводимости имеется только два электрона. Иттербий также имеет большой металлический радиус, и предлагается аналогичное объяснение. [1] металлов Удельное сопротивление -лантанидов относительно велико и составляет от 29 до 134 мкОм·см. Эти значения можно сравнить с хорошим проводником, например алюминием, сопротивление которого составляет 2,655 мкОм·см.За исключением La, Yb и Lu (у которых нет неспаренных f-электронов), лантаноиды сильно парамагнитны, и это отражается на их магнитной восприимчивости. Гадолиний становится ферромагнитным при температуре ниже 16 ° C ( точка Кюри ). Другие более тяжелые лантаноиды — тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий и иттербий — становятся ферромагнитными при гораздо более низких температурах. [17]

Химия и соединения [ править ]

Химический элемент LaЭтот Пр Нд вечера см Евросоюз Б-г Тб Те К Является Тм Ыб Лу
Атомный номер 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
Лн 3+ электронная конфигурация* [18] 4 ж 0 4 ж 1 4 ж 2 4 ж 3 4 ж 4 4 ж 5 4 ж 6 4 ж 7 4 ж 8 4 ж 9 4 ж 10 4 ж 11 4 ж 12 4 ж 13

4 ж 14

Лн 3+ радиус ( пм ) [1] 103 102 99 98.3 97 95.8 94.7 93.8 92.3 91.2 90.1 89 88 86.8 86.1
Лн 4+ Цвет ионов в водном растворе [19] Оранжево-желтый Желтый Сине-фиолетовый Красно-коричневый Оранжево-желтый
Лн 3+ Цвет ионов в водном растворе [18] Бесцветный Бесцветный Зеленый Фиолетовый Розовый Бледно-желтый Бесцветный Бесцветный В. бледно-розовый Бледно-желтый Желтый Роза Бледно-зеленый Бесцветный Бесцветный
Лн 2+ Цвет ионов в водном растворе [1] Кроваво-красный Бесцветный Фиолетово-красный Желто-зеленый

* Не включая исходное ядро ​​[Xe]

Переходы f → f запрещены по симметрии (или запрещены по Лапорту), что также верно и для переходных металлов . Однако переходные металлы могут использовать вибронную связь , чтобы нарушить это правило. Валентные орбитали в лантаноидах почти полностью несвязывающие, и поэтому эффективная вибронная связь малоэффективна, поэтому спектры переходов f → f намного слабее и уже, чем спектры переходов d → d. В целом это делает цвета комплексов лантаноидов намного более блеклыми, чем цвета комплексов переходных металлов.

Примерные цвета ионов лантаноидов в водном растворе [1] [20] [21]
Степень окисления 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
+2 см 2+ Евросоюз 2+ Тм 2+ Ыб 2+
+3 La3+ Этот 3+ Пр 3+ Нд 3+ вечера 3+ см 3+ Евросоюз 3+ Б-г 3+ Тб 3+ Те 3+ К 3+ Является 3+ Тм 3+ Ыб 3+ Лу 3+
+4 Этот 4+ Пр 4+ Нд 4+ Тб 4+ Те 4+

Эффект - орбиталей 4f

Если рассматривать лантаноиды в периодической таблице слева направо, семь атомных орбиталей 4f становятся все более заполненными (см. выше и Периодическую таблицу § Таблица электронной конфигурации ). Электронная конфигурация большинства нейтральных атомов лантаноидов в газовой фазе: [Xe]6s. 2 4 ж н , где на 56 меньше атомного номера Z. n Исключением являются La, Ce, Gd и Lu, у которых есть 4f. п -1 1 (хотя и тогда 4f н представляет собой низколежащее возбужденное состояние для La, Ce и Gd). За исключением лютеция, 4f-орбитали химически активны во всех лантаноидах и вызывают глубокие различия между химией лантаноидов и химией переходных металлов . Орбитали 4f проникают в ядро ​​[Xe] и изолированы, поэтому они не принимают особого участия в связывании. Это объясняет, почему эффекты кристаллического поля малы и почему они не образуют π-связей. [18] Поскольку существует семь 4f-орбиталей, количество неспаренных электронов может достигать 7, что приводит к большим магнитным моментам, наблюдаемым для соединений лантаноидов.

Измерение магнитного момента можно использовать для исследования электронной конфигурации 4f, и это полезный инструмент для понимания химической связи. [22] Сокращение лантаноидов , т.е. уменьшение размера Ln 3+ ион из Ла 3+ (22:30) Лу 3+ (86,1 пм) часто объясняется плохим экранированием электронов 5s и 5p электронами 4f. [18]

Оксиды лантаноидов: по часовой стрелке от центра сверху: празеодим, церий, лантан, неодим, самарий и гадолиний.

В химии лантаноидов преобладает степень окисления +3, а в Ln III При соединении 6s-электроны и (обычно) один 4f-электрон теряются, и ионы имеют конфигурацию [Xe]4f. ( п -1) . [23] Все элементы лантаноидов имеют степень окисления +3. Кроме того, Се 3+ может потерять свой единственный f-электрон с образованием Ce 4+ со стабильной электронной конфигурацией ксенона. Кроме того, ЕС 3+ может получить электрон с образованием Eu 2+ с е 7 конфигурация, обладающая дополнительной стабильностью полузаполненной оболочки. За исключением Ce(IV) и Eu(II), ни один из лантаноидов не стабилен в степенях окисления, отличных от +3 в водном растворе.

С точки зрения восстановительных потенциалов Ln 0/3+ пары практически одинаковы для всех лантаноидов и варьируются от -1,99 (для Eu) до -2,35 В (для Pr). Таким образом, эти металлы обладают высокой восстанавливающей способностью, аналогичной восстановительной способности щелочноземельных металлов, таких как Mg (-2,36 В). [1]

лантаноидов Степени окисления

Энергии ионизации лантаноидов можно сравнить с алюминием. В алюминии сумма первых трех энергий ионизации равна 5139 кДж·моль. −1 , тогда как лантаноиды попадают в диапазон 3455 – 4186 кДж·моль. −1 . Это коррелирует с высокореактивной природой лантаноидов.

Сумма первых двух энергий ионизации европия, 1632 кДж·моль −1 можно сравнить с барием 1468,1 кДж·моль. −1 а третья энергия ионизации европия самая высокая среди лантаноидов. Сумма первых двух энергий ионизации иттербия является второй по величине в ряду, а его третья энергия ионизации является второй по величине. Высокая третья энергия ионизации Eu и Yb коррелирует с половинным заполнением 4f 7 и полное заполнение 4f 14 подоболочки 4f и стабильность, обеспечиваемая такими конфигурациями за счет обменной энергии. [18] Европий и иттербий образуют солеподобные соединения с Eu. 2+ и Ыб 2+ , например соли типа дигидридов. [24] И европий, и иттербий растворяются в жидком аммиаке, образуя растворы Ln. 2+ (NH 3 ) x снова демонстрирует их сходство со щелочноземельными металлами. [1]

Относительная легкость удаления 4-го электрона у церия и (в меньшей степени празеодима) указывает на то, почему могут образовываться соединения Ce(IV) и Pr( IV например , , ) при церий реагирует с кислородом.

Разделение лантаноидов [ править ]

Сходство ионных радиусов соседних элементов-лантанидов затрудняет их отделение друг от друга в природных рудах и других смесях. весьма трудоемкие процессы каскадной и фракционной кристаллизации Исторически использовались . Поскольку ионы лантаноидов имеют несколько разные радиусы, энергия решетки их солей и энергии гидратации ионов будут немного отличаться, что приводит к небольшой разнице в растворимости . Могут быть использованы соли формулы Ln(NO 3 ) 3 ·2NH 4 NO 3 ·4H 2 O. В промышленности элементы отделяют друг от друга экстракцией растворителем . Обычно водный раствор нитратов экстрагируют керосином, содержащим три -бутилфосфат . Прочность образующихся комплексов увеличивается с уменьшением ионного радиуса, поэтому растворимость в органической фазе увеличивается. Полное разделение может быть достигнуто непрерывно за счет использования методов противоточного обмена . Элементы также можно разделить с помощью ионообменной хроматографии , используя тот факт, что Константа устойчивости образования комплексов ЭДТА увеличивается при log K ≈ 15,5 для [La(ЭДТА)] для log K ≈ 19,8 для [Lu(EDTA)] . [1] [25]

и Координационная катализ химия

В форме координационных комплексов лантаноиды существуют в основном в степени окисления +3 , хотя особенно стабильные конфигурации 4f также могут давать ионы +4 (Ce, Tb) или +2 (Eu, Yb). Все эти формы сильно электроположительны, и поэтому ионы лантаноидов представляют собой жесткие кислоты Льюиса . [26] Степени окисления также очень стабильны; за исключением СМИ 2 [27] и соли церия(IV) , [28] лантаноиды не используются в окислительно-восстановительной химии. 4f-электроны имеют высокую вероятность оказаться вблизи ядра и, таким образом, сильно страдают от заряда ядра увеличения по всей серии ; это приводит к соответствующему уменьшению ионных радиусов, называемому сокращением лантаноидов .

Низкая вероятность существования 4f-электронов во внешней области атома или иона допускает незначительное эффективное перекрытие между орбиталями иона лантаноида и любого связывающего лиганда . лантаноидов Таким образом, комплексы характер или вообще не имеют его обычно имеют небольшой ковалентный , и на них не влияет орбитальная геометрия. Отсутствие орбитального взаимодействия также означает, что изменение металла обычно мало влияет на комплекс (кроме размера), особенно по сравнению с переходными металлами . Комплексы удерживаются вместе более слабыми электростатическими силами, которые являются всенаправленными, и, таким образом, только лиганды определяют симметрию и координацию комплексов. Таким образом, доминируют стерические факторы , при этом координационное насыщение металла уравновешивается межлигандным отталкиванием. Это приводит к разнообразию геометрии координации , многие из которых являются нерегулярными. [29] а также проявляется в сильно флюкционном характере комплексов. Поскольку нет энергетической причины замыкаться в единой геометрии, произойдет быстрый внутримолекулярный и межмолекулярный обмен лигандами. Обычно это приводит к образованию комплексов, которые быстро колеблются между всеми возможными конфигурациями.

Многие из этих особенностей делают комплексы лантаноидов эффективными катализаторами . Жесткие кислоты Льюиса способны поляризовать связи при координации и, таким образом, изменять электрофильность соединений, классическим примером является восстановление Люша . Большой размер ионов в сочетании с их лабильными ионными связями позволяет даже громоздким координирующим частицам быстро связываться и диссоциировать, что приводит к очень высокой скорости оборота; таким образом, превосходные выходы часто могут быть достигнуты при загрузке всего в несколько мольных процентов. [30] Отсутствие орбитальных взаимодействий в сочетании с сокращением лантаноидов означает, что лантаноиды изменяются в размере в ряду, но их химический состав остается практически тем же. Это позволяет легко настраивать стерическую среду, и существуют примеры, когда это использовалось для улучшения каталитической активности комплекса. [31] [32] [33] и изменить ядерность металлических кластеров. [34] [35]

Несмотря на это, использование координационных комплексов лантаноидов в качестве гомогенных катализаторов в основном ограничено лабораторными возможностями, и в настоящее время имеется мало примеров их использования в промышленном масштабе. [36] Лантаниды существуют во многих формах, помимо координационных комплексов, и многие из них промышленно полезны. В частности, оксиды металлов -лантанидов используются в качестве гетерогенных катализаторов в различных промышленных процессах.

Соединения Ln(III) [ править ]

Трехвалентные лантаноиды в основном образуют ионные соли. Трехвалентные ионы являются жесткими акцепторами и образуют более устойчивые комплексы с лигандами-донорами кислорода, чем с лигандами-донорами азота. Более крупные ионы имеют 9-координатную структуру в водном растворе, [Ln(H 2 O) 9 ] 3+ но более мелкие ионы имеют 8-координатную структуру, [Ln(H 2 O) 8 ] 3+ . Есть некоторые свидетельства того, что у более поздних лантаноидов во второй координационной сфере больше молекул воды. [37] Комплексообразование с монодентатными лигандами обычно протекает слабо, поскольку молекулы воды трудно вытеснить из первой координационной сферы. Более прочные комплексы образуются с хелатирующими лигандами из-за хелатного эффекта , например тетраанион, полученный из 1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7,10-тетрауксусной кислоты ( ДОТА ).

Образцы нитратов лантаноидов в гексагидратной форме. Слева направо: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu.

Ln(II) и Ln( Соединения IV )

Наиболее распространенными двухвалентными производными лантаноидов являются Eu(II), который достигает благоприятного f 7 конфигурация. Для всех лантаноидов известны двухвалентные галогенидные производные. Это либо обычные соли, либо « электридные » соли Ln(III). Простые соли включают YbI 2 , EuI 2 и SmI 2 . Электридоподобные соли, описанные как Ln 3+ , 2И , и , включают LaI 2 , CeI 2 и GdI 2 . Многие из иодидов образуют растворимые комплексы с простыми эфирами, например TmI 2 (диметоксиэтан) 3 . [38] Йодид самария(II) является полезным восстановителем. Комплексы Ln(II) могут быть синтезированы реакциями трансметаллирования . Нормальный диапазон степеней окисления можно расширить за счет использования пространственно объемистых циклопентадиенильных лигандов , таким образом многие лантаноиды можно выделить в виде соединений Ln (II). [39]

Се(IV) в нитрате церия-аммония является полезным окислителем. Ce(IV) является исключением из-за склонности к образованию незаполненной f-оболочки. В остальном четырехвалентные лантаноиды встречаются редко. Однако недавно Tb(IV) [40] [41] [42] и Пр(IV) [43] Доказано существование комплексов.

Гидриды [ править ]

Металлы-лантаниды экзотермически реагируют с водородом с образованием LnH 2 . дигидридов [24] За исключением Eu и Yb, которые напоминают гидриды Ba и Ca (непроводящие прозрачные солеподобные соединения), они образуют черные пирофорные проводящие соединения. [48] где металлическая подрешетка является гранецентрированной кубической, а атомы H занимают тетраэдрические позиции. [24] Дальнейшее гидрирование дает тригидрид, который является нестехиометрическим , непроводящим и более похожим на соль. Образование тригидрида связано с увеличением объема на 8–10%, что связано с большей локализацией заряда на атомах водорода, которые становятся более анионными (H гидрид-анион) по характеру. [24]

Галогениды [ править ]

Единственные известные тетрагалогениды — это тетрафториды церия , празеодима , тербия , неодима и диспрозия, причем два последних известны только в условиях матричной изоляции. [1] [54] Все лантаноиды образуют тригалогениды с фтором, хлором, бромом и йодом. Все они тугоплавкие и преимущественно ионного характера. [1] Фториды лишь слабо растворимы в воде и не чувствительны к воздуху, и это контрастирует с другими галогенидами, которые чувствительны к воздуху, легко растворимы в воде и реагируют при высокой температуре с образованием оксогалогенидов. [55]

Тригалогениды имели важное значение, поскольку из них можно получить чистый металл. [1] В газовой фазе тригалогениды плоские или приблизительно плоские, более легкие лантаноиды имеют меньший процент димеров, более тяжелые лантаноиды - более высокую долю. Димеры имеют структуру, аналогичную Al 2 Cl 6 . [56]

Некоторые из дигалогенидов являются проводящими, а остальные являются изоляторами. Проводящие формы можно рассматривать как Ln III электридные соединения, в которых электрон делокализован в зону проводимости, Ln 3+ ) 2 ). Все дииодиды имеют относительно короткое расстояние между металлами. [49] Структура CuTi 2 дииодидов лантана, церия и празеодима наряду с HP-NdI 2 содержит 4 4 сетки атомов металла и йода с короткими связями металл-металл (393-386 La-Pr). [49] эти соединения следует рассматривать как двумерные металлы (двумерные, как графит). К солеподобным дигалогенидам относятся дигалогениды Eu, Dy, Tm и Yb. Образование относительно стабильной степени окисления +2 для Eu и Yb обычно объясняют стабильностью (обменной энергией) полузаполненных (f 7 ) и полностью заполненный f 14 . GdI 2 обладает слоистой структурой MoS 2 , ферромагнитен и обладает колоссальным магнитосопротивлением . [49]

Полуторные галогениды Ln 2 X 3 и соединения Ln 7 I 12 , перечисленные в таблице, содержат металлические кластеры , дискретные кластеры Ln 6 I 12 в Ln 7 I 12 и конденсированные кластеры, образующие цепочки в полуторагалогенидах. Скандий образует аналогичное кластерное соединение с хлором Sc 7 Cl 12. [1] В отличие от многих кластеров переходных металлов, эти кластеры лантаноидов не имеют сильных взаимодействий металл-металл, и это связано с небольшим количеством вовлеченных валентных электронов, а вместо этого стабилизируются окружающими атомами галогенов. [49]

LaI и TmI — единственные известные моногалогениды. LaI, полученный в результате реакции LaI 3 и металла La, имеет структуру типа NiAs и может быть сформулирован как La 3+ )(и ) 2 . [52] TmI является настоящим соединением Tm(I), однако в чистом виде его не выделяют. [53]

Оксиды и гидроксиды [ править ]

Все лантаноиды образуют полуторные оксиды Ln 2 O 3 . Более легкие/крупные лантаноиды имеют гексагональную 7-координатную структуру, а более тяжелые/меньшие – кубическую 6-координатную структуру «CM 2 O 3 ». [50] Все полуторные оксиды являются основными и поглощают воду и углекислый газ из воздуха с образованием карбонатов, гидроксидов и гидроксикарбонатов. [57] Они растворяются в кислотах с образованием солей. [18]

Церий образует стехиометрический диоксид CeO 2 , где церий имеет степень окисления +4. CeO 2 является основным и с трудом растворяется в кислоте с образованием Ce. 4+ решения, из которых Ce IV можно выделить соли, например гидрат нитрата Ce(NO 3 ) 4 ·5H 2 O. CeO 2 используется в качестве катализатора окисления в каталитических нейтрализаторах. [18] Празеодим и тербий образуют нестехиометрические оксиды, содержащие Ln. IV , [18] хотя более экстремальные условия реакции могут давать стехиометрические (или близкие к стехиометрическим) PrO 2 и TbO 2 . [1]

Европий и иттербий образуют солеподобные монооксиды EuO и YbO, имеющие структуру каменной соли. [18] EuO ферромагнитен при низких температурах. [1] и является полупроводником, имеющим возможное применение в спинтронике . [58] Смешанный ЕС II /Евросоюз III оксид Eu 3 O 4 можно получить восстановлением Eu 2 O 3 в токе водорода. [57] Неодим и самарий также образуют монооксиды, но это блестящие проводящие твердые вещества. [1] хотя существование монооксида самария считается сомнительным. [57]

Все лантаноиды образуют гидроксиды Ln(OH) 3 . За исключением гидроксида лютеция, имеющего кубическую структуру, они имеют гексагональную структуру UCl 3 . [57] Гидроксиды можно осаждать из растворов Ln III . [18] Они также могут образовываться при реакции полуторного окиси Ln 2 O 3 с водой, но хотя эта реакция термодинамически выгодна, для более тяжелых членов ряда она протекает кинетически медленно. [57] Правила Фаянса показывают, что чем меньше Ln 3+ ионы будут более поляризованными, а их соли, соответственно, менее ионными. Гидроксиды более тяжелых лантаноидов становятся менее основными, например Yb(OH) 3 и Lu(OH) 3 все еще являются основными гидроксидами, но растворяются в горячем концентрированном NaOH . [1]

Халькогениды (S, Se, Te) [ править ]

Все лантаноиды образуют Ln 2 Q 3 (Q= S, Se, Te). [18] Сесквисульфиды могут быть получены реакцией элементов или (за исключением Eu 2 S 3 ) сульфидированием оксида (Ln 2 O 3 ) H 2 S. [18] Сесквисульфиды Ln 2 S 3 обычно теряют серу при нагревании и могут образовывать составы от Ln 2 S 3 до Ln 3 S 4 . Сесквисульфиды являются изоляторами, но некоторые из Ln 3 S 4 являются металлическими проводниками (например, Ce 3 S 4 ), сформулированными (Ln 3+ ) 3 2− ) 4 ), тогда как другие (например, Eu 3 S 4 и Sm 3 S 4 ) являются полупроводниками. [18] Структурно сесквисульфиды принимают структуры, которые варьируются в зависимости от размера металла Ln. Более легкие и крупные лантаноиды отдают предпочтение 7-координационным атомам металла, самые тяжелые и наименьшие лантаноиды (Yb и Lu) отдают предпочтение 6-координационной, а остальные структуры имеют смесь 6- и 7-координационной. [18]

Полиморфизм распространен среди сесквисульфидов. [59] Цвет сесквисульфидов варьируется от металла к металлу и зависит от полиморфной формы. Цвета γ-сесквисульфидов: La 2 S 3 , белый/желтый; Ce 2 S 3 — темно-красный; Pr 2 S 3 , зеленый; Nd 2 S 3 , светло-зеленый; Gd 2 S 3 , песок; Tb 2 S 3 светло-желтый и Dy 2 S 3 оранжевый. [60] Оттенок γ-Ce 2 S 3 можно варьировать легированием Na или Ca с оттенками от темно-красного до желтого, [49] [60] и пигменты на основе Ce 2 S 3 используются в коммерческих целях и рассматриваются как низкотоксичные заменители пигментов на основе кадмия. [60]

Все лантаноиды образуют монохалькогениды LnQ (Q = S, Se, Te). [18] Большинство монохалькогенидов являются проводящими, что указывает на формулировку Ln. III вопрос 2− (e-) где электрон находится в зоне проводимости. Исключением являются SmQ, EuQ и YbQ, которые являются полупроводниками или изоляторами, но демонстрируют индуцированный давлением переход в проводящее состояние. [59] Соединения LnQ 2 известны, но они не содержат Ln. IV но есть ли Ln III соединения, содержащие полихалькогенид-анионы. [61]

Оксисульфиды Ln 2 O 2 S хорошо известны, все они имеют одинаковую структуру с 7-координатными атомами Ln и 3 атомами серы и 4 атомами кислорода в качестве ближайших соседей. [62] Легирование их другими элементами лантаноидов дает люминофоры. Например, оксисульфид гадолиния , Gd 2 O 2 S, легированный Tb. 3+ производит видимые фотоны при облучении рентгеновскими лучами высокой энергии и используется в качестве сцинтиллятора в плоских детекторах. [63] Когда мишметалл , сплав металлов-лантанидов, добавляется в расплавленную сталь для удаления кислорода и серы, образуются стабильные оксисульфиды, которые образуют несмешивающееся твердое вещество. [18]

Пниктиды (группа 15) [ править ]

Все лантаноиды образуют мононитрид LnN со структурой каменной соли. Мононитриды вызвали интерес из-за своих необычных физических свойств. Сообщается, что SmN и EuN являются « полуметаллами ». [49] NdN, GdN, TbN и DyN ферромагнитны, SmN антиферромагнитны. [64] приложения в области спинтроники . Исследуются [58] CeN необычен, поскольку является металлическим проводником, контрастирующим как с другими нитридами, так и с другими пниктидами церия. Простое описание: Ce 4+ Н 3− (e–), но межатомные расстояния лучше соответствуют трехвалентному состоянию, чем четырехвалентному состоянию. Было предложено множество различных объяснений. [65] Нитриды можно получить реакцией металлов лантана с азотом. Некоторое количество нитридов образуется вместе с оксидом при воспламенении металлов лантана на воздухе. [18] Альтернативными методами синтеза являются высокотемпературная реакция металлов-лантанидов с аммиаком или разложение амидов лантаноидов Ln(NH 2 ) 3 . Получение чистых стехиометрических соединений и кристаллов с низкой плотностью дефектов оказалось затруднительным. [58] Нитриды лантаноидов чувствительны к воздуху и гидролизуются с образованием аммиака. [48]

Другие пниктиды фосфора, мышьяка, сурьмы и висмута также реагируют с металлами-лантанидами с образованием монопниктидов LnQ, где Q = P, As, Sb или Bi. Кроме того, можно получить ряд других соединений с различной стехиометрией, таких как LnP 2 , LnP 5 , LnP 7 , Ln 3 As, Ln 5 As 3 и LnAs 2 . [66]

Карбиды [ править ]

Для лантаноидов известны карбиды различной стехиометрии. Нестехиометрия является обычным явлением. Все лантаноиды образуют LnC 2 и Ln 2 C 3 , которые оба содержат звенья C 2 . Дикарбиды, за исключением EuC 2 , представляют собой металлические проводники со структурой карбида кальция и могут быть сформулированы как Ln. 3+ С 2 2− (е–). Длина связи CC больше, чем у CaC 2 , который содержит C 2 2− анион, что указывает на то, что разрыхляющие орбитали C 2 2− анионы участвуют в зоне проводимости. Эти дикарбиды гидролизуются с образованием водорода и смеси углеводородов. [67] EuC 2 и в меньшей степени YbC 2 гидролизуются по-разному, образуя более высокий процент ацетилена (этина). [68] Сесквикарбиды Ln 2 C 3 могут быть сформулированы как Ln 4 (C 2 ) 3 .

Эти соединения принимают Pu 2 C 3. структуру [49] который был описан как содержащий C 2 2− анионы в бисфеноидных дырках, образованных восемью соседями Ln. [69] Удлинение связи CC в сесквикарбидах менее выражено, чем в дикарбидах, за исключением Ce 2 C 3 . [67] Для некоторых лантаноидов известны другие стехиометрии с высоким содержанием углерода. Ln 3 C 4 (Ho-Lu), содержащий C, C 2 и C 3 ; звенья [70] Ln 4 C 7 (Ho-Lu) содержат атомы C и C 3 звенья [71] и Ln 4 C 5 (Gd-Ho), содержащий звенья C и C 2 . [72] Карбиды с высоким содержанием металлов содержат межузельные атомы C и не содержат звеньев C 2 или C 3 . Это Ln 4 C 3 (Tb и Lu); Ln 2 C (Dy, Ho, Tm) [73] [74] и Ln 3 C [49] (См-Лу).

Бориды [ править ]

Все лантаноиды образуют ряд боридов. «Высшие» бориды (LnB x , где x > 12) являются изоляторами/полупроводниками, тогда как низшие бориды обычно являются проводящими. Низшие бориды имеют стехиометрию LnB 2 , LnB 4 , LnB 6 и LnB 12 . [75] приложения в области спинтроники . Исследуются [58] Диапазон боридов, образуемых лантаноидами, можно сравнить с боридами, образуемыми переходными металлами. Бориды, богатые бором, типичны для лантаноидов (и групп 1–3), тогда как переходные металлы имеют тенденцию образовывать богатые металлами «низшие» бориды. [76] Бориды лантаноидов обычно группируются вместе с металлами 3-й группы, с которыми они имеют много общего по реакционной способности, стехиометрии и структуре. В совокупности они называются боридами редкоземельных элементов. [75]

Использовалось множество методов получения боридов лантаноидов, в том числе прямая реакция элементов; восстановление Ln 2 O 3 бором; восстановление оксида бора, B 2 O 3 и Ln 2 O 3 вместе с углеродом; восстановление оксида металла карбидом бора , В 4 С. [75] [76] [77] [78] Получение образцов высокой чистоты оказалось сложной задачей. [78] Монокристаллы высших боридов выращивались в легкоплавких металлах (например, Sn, Cu, Al). [75]

диборидах LnB 2 Сообщалось о для Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu. Все они имеют одинаковую AlB 2 , структуру содержащую графитовый слой атомов бора. Низкотемпературные ферромагнитные переходы для Tb, Dy, Ho и Er. TmB 2 ферромагнитен при температуре 7,2 К. [49]

Тетрабориды LnB 4 были обнаружены для всех лантаноидов, кроме EuB 4 , все они имеют одинаковую UB 4 структуру . В структуре имеется борная подрешетка, состоящая из цепочек октаэдрических кластеров B 6 , связанных атомами бора. Элементарная ячейка последовательно уменьшается в размерах от LaB 4 до LuB 4 . Тетрабориды более легких лантаноидов плавятся с разложением до LnB 6 . [78] Попытки создать EuB 4 провалились. [77] LnB 4 являются хорошими проводниками. [75] и обычно антиферромагнитный. [49]

Гексабориды, LnB 6, обнаружены для всех лантаноидов. Все они имеют CaB6 структуру , содержащую B6 кластеры . Они нестехиометричны из-за катионных дефектов. Гексабориды более легких лантаноидов (La – Sm) плавятся без разложения, EuB 6 разлагается на бор и металл, а более тяжелые лантаноиды разлагаются до LnB 4 , за исключением YbB 6 , который разлагается с образованием YbB 12 . Стабильность частично коррелирует с различиями в летучести металлов-лантанидов. [78] В EuB 6 и YbB 6 металлы имеют степень окисления +2, тогда как в остальных гексаборидах лантаноидов она равна +3. Это объясняет различия в проводимости, дополнительные электроны в Ln III гексабориды входят в зону проводимости. EuB 6 — полупроводник, остальные — хорошие проводники. [49] [78] LaB 6 и CeB 6 — термоэмиттеры, используемые, например, в сканирующих электронных микроскопах . [79]

Додекабориды LnB 12 образуются из более тяжелых и мелких лантаноидов, а не из более легких и крупных металлов La – Eu. За исключением YbB 12 (где Yb имеет промежуточную валентность и является кондо-изолятором ), все додекабориды представляют собой металлические соединения. UB 12 Все они имеют структуру , содержащую трехмерный каркас из кубооктаэдрических B 12 . кластеров [75]

Высший борид LnB 66 известен для всех металлов-лантанидов. Состав приблизительный, поскольку соединения нестехиометричны. [75] Все они имеют схожую сложную структуру с более чем 1600 атомами в элементарной ячейке. Кубическая подрешетка бора содержит суперикосаэдры, состоящие из центрального икосаэдра B 12 , окруженного 12 другими, B 12 (B 12 ) 12 . [75] другие сложные высшие бориды LnB 50 (Tb, Dy, Ho Er Tm Lu) и LnB 25 (Gd, Tb, Dy, Ho, Er), содержащие икосаэдры бора в боровом каркасе. Известны [75]

Металлоорганические соединения [ править ]

лантаноидов с углеродом σ-связи хорошо известны; однако, поскольку 4f-электроны имеют низкую вероятность существования во внешней области атома, эффективное перекрытие орбиталей незначительно , что приводит к образованию связей со значительным ионным характером. Как таковые лантанидорганические соединения проявляют карбанионоподобное поведение, в отличие от поведения соединений переходных металлов металлоорганических . Из-за своего большого размера лантаноиды имеют тенденцию образовывать более стабильные металлоорганические производные с объемистыми лигандами, образуя такие соединения, как Ln[CH(SiMe 3 ) 3 ). [80] Аналоги ураноцена происходят от дилитиоциклооктатетраена Li 2 C 8 H 8 . Известны также органические соединения лантаноидов(II), такие как Cp* 2 Eu. [38]

Физические свойства [ править ]

Образцы элементов лантаноидов (кроме прометия )

Магнитная и спектроскопическая [ править ]

Все трехвалентные ионы лантаноидов, кроме лантана и лютеция, имеют неспаренные f-электроны. (Тем не менее, перенос заряда от лиганда к металлу может привести к ненулевой f-занятости даже в соединениях La (III).) [81] Однако магнитные моменты значительно отклоняются от только спиновых значений из-за сильной спин-орбитальной связи . Максимальное количество неспаренных электронов — 7, в Gd 3+ , с магнитным моментом 7,94 БМ , но наибольшие магнитные моменты, при 10,4–10,7 БМ, проявляет Dy 3+ и Хо 3+ . Однако в Б-ге 3+ все электроны имеют параллельный спин, и это свойство важно для использования комплексов гадолиния в качестве контрастного реагента при МРТ .

Раствор 4% оксида гольмия в 10% хлорной кислоте , постоянно залитый в кварцевую кювету в качестве эталона калибровки длины волны.

Расщепление кристаллического поля довольно мало для ионов лантаноидов и менее важно, чем спин-орбитальное взаимодействие, с точки зрения энергетических уровней. [1] Переходы электронов между f-орбиталями запрещены правилом Лапорта . Более того, из-за «скрытой» природы f-орбиталей связь с молекулярными колебаниями слаба. Следовательно, спектры ионов лантаноидов достаточно слабы, а полосы поглощения столь же узки. Стекло, содержащее оксид гольмия , и растворы оксида гольмия (обычно в хлорной кислоте ) имеют резкие пики оптического поглощения в спектральном диапазоне 200–900 нм и могут использоваться в качестве длины волны эталона для калибровки оптических спектрофотометров . [82] и доступны коммерчески. [83]

Поскольку ff-переходы запрещены по Лапорту, после возбуждения электрона распад в основное состояние будет медленным. Это делает их пригодными для использования в лазерах , поскольку позволяет инверсии населенности легко добиться . Лазер Nd:YAG широко используется. Ванадат иттрия, легированный европием, был первым красным люминофором , который позволил разработать цветные телевизионные экраны. [84] Ионы лантаноидов обладают заметными люминесцентными свойствами благодаря своим уникальным 4f-орбиталям. Запрещенные по Лапорту ff-переходы могут быть активированы возбуждением связанного «антенного» лиганда. Это приводит к резким полосам излучения в видимом, ближнем и ИК-диапазоне и относительно длительному времени жизни люминесценции. [85]

Происшествие [ править ]

Самарскит и подобные минералы содержат лантаноиды в сочетании с такими элементами, как тантал , ниобий , гафний , цирконий , ванадий и титан из группы 4 и группы 5 , часто в одинаковых степенях окисления. Монацит представляет собой фосфат многочисленных металлов группы 3 + лантаноидов + актинидов, который добывается специально из-за содержания тория и определенных редкоземельных элементов, особенно лантана, иттрия и церия. Церий и лантан, а также другие представители редкоземельного ряда часто производятся в виде металла, называемого мишметаллом , содержащего переменную смесь этих элементов с преобладанием церия и лантана; он находит прямое применение, например, в зажигалках кремней и других источниках искр, которые не требуют тщательной очистки одного из этих металлов. [13]

Существуют также лантаноидсодержащие минералы на основе элементов 2-й группы, такие как иттрокальцит, иттроцерит и иттрофлюорит, которые различаются по содержанию иттрия, церия, лантана и других. [86] Другие минералы, содержащие лантаноиды, включают бастнезит , флоренцит , черновит , перовскит , , ксенотим гадолинит церит, , лантанит , фергюсонит , поликраз , бломстрандин , , халениусит мизерит, лопарит , леперсоннит , эвксенит , все из которых имеют диапазон относительной концентрации элементов и могут обозначаться преобладающим, как в монаците-(Ce) . Элементы группы 3 не встречаются в виде самородных минералов, как золото, серебро, тантал и многие другие на Земле, но могут встречаться в лунном грунте . очень редких галогенидов церия, лантана и, предположительно, других лантаноидов, полевых шпатов и гранатов . Известно также существование [87]

Сокращение лантаноидов ответственно за огромный геохимический разрыв, который разделяет лантаноиды на легкие и тяжелые минералы, обогащенные лантанидами, причем последние почти неизбежно связаны с иттрием и доминируют над ним. Это разделение отражено в первых двух обнаруженных «редкоземельных элементах»: иттрии (1794 г.) и церии (1803 г.). Геохимический разрыв привел к тому, что больше легких лантаноидов оказалось в земной коре, но больше тяжелых - в мантии Земли. В результате, хотя обнаружены крупные богатые рудные тела, обогащенные легкими лантанидами, соответственно крупных рудных тел для тяжелых пачек немного. Основные руды — монацит и бастнезит . Монацитовые пески обычно содержат все элементы лантаноидов, но более тяжелые элементы отсутствуют в бастнезите. Лантаниды подчиняются правилу Оддо-Харкинса : элементов с нечетными номерами меньше, чем их соседей с четными номерами.

Три элемента лантаноидов имеют радиоактивные изотопы с длительным периодом полураспада ( 138 , 147 См и 176 Lu), с помощью которого можно датировать минералы и горные породы с Земли, Луны и метеоритов. [88] Прометий фактически является искусственным элементом , поскольку все его изотопы радиоактивны с периодом полураспада менее 20 лет.

Приложения [ править ]

Промышленный [ править ]

Лантаноидные элементы и их соединения имеют множество применений, но потребляемые количества относительно невелики по сравнению с другими элементами. Около 15 000 тонн лантаноидов в год расходуется в качестве катализаторов и при производстве стекол. Эти 15 000 тонн соответствуют примерно 85% производства лантаноидов. Однако с точки зрения стоимости более важным является применение люминофоров и магнитов. [89]

В устройствах, в которых используются элементы лантаноидов, используются сверхпроводники , самарий-кобальтовые и неодим-железо-борные высокопоточные редкоземельные магниты , магниевые сплавы , электронные полировщики, катализаторы очистки и компоненты гибридных автомобилей (в первую очередь аккумуляторы и магниты). [90] Ионы лантаноидов используются в качестве активных ионов в люминесцентных материалах, используемых в оптоэлектронике , особенно в лазере Nd:YAG . Волоконные усилители, легированные эрбием, являются важными устройствами в волоконно-оптических системах связи. Люминофоры с примесями лантаноидов также широко используются в технологии электронно-лучевых трубок, например, в телевизорах. Самые ранние ЭЛТ цветных телевизоров имели красный цвет низкого качества; европий в качестве легирующей добавки сделал возможным создание хороших красных люминофоров. Сферы железо-иттриевого граната (ЖИГ) могут действовать как перестраиваемые микроволновые резонаторы.

Оксиды лантаноидов смешиваются с вольфрамом для улучшения их высокотемпературных свойств при сварке TIG , заменяя торий , работать с которым было умеренно опасно. Во многих продуктах оборонного назначения также используются элементы из лантаноидов, такие как очки ночного видения и дальномеры . Радар SPY-1, используемый на некоторых военных кораблях, оснащенных системой «Иджис» , и гибридная двигательная установка «Арли Бёрк» эсминцев класса — все они используют редкоземельные магниты в критически важных целях. [91] Цена на оксид лантана, используемый в жидкостно-каталитическом крекинге, выросла с 5 долларов за килограмм в начале 2010 года до 140 долларов за килограмм в июне 2011 года. [92]

Большинство лантаноидов широко используются в лазерах и в качестве (со) примесей в оптических усилителях с легированным волокном; например, в волоконных усилителях, легированных эрбием, которые используются в качестве повторителей в наземных и подводных оптоволоконных линиях передачи, по которым передается интернет-трафик. Эти элементы отражают ультрафиолетовое и инфракрасное излучение и широко используются при производстве линз для солнцезащитных очков. Другие приложения сведены в следующую таблицу: [93]

Приложение Процент
Каталитические нейтрализаторы 45%
Катализаторы нефтепереработки 25%
Постоянные магниты 12%
Полировка стекла и керамики 7%
Металлургический 7%
Люминофоры 3%
Другой 1%

Комплекс Gd( DOTA ) используется в магнитно-резонансной томографии .

Науки о жизни [ править ]

Лантанидные комплексы можно использовать для оптической визуализации. Применение ограничено лабильностью комплексов . [94]

Некоторые применения зависят от уникальных люминесцентных свойств хелатов или криптатов лантаноидов . [95] [96] Они хорошо подходят для этого применения благодаря большим стоксовским сдвигам и чрезвычайно длительному времени жизни излучения (от микросекунд до миллисекунд ) по сравнению с более традиционными флуорофорами (например, флуоресцеином , аллофикоцианином , фикоэритрином и родамином ).

Биологические жидкости или сыворотка, обычно используемые в этих исследовательских целях, содержат множество соединений и белков, которые обладают естественной флуоресценцией. Таким образом, использование обычного измерения флуоресценции в стационарном состоянии представляет серьезные ограничения в чувствительности анализа. Долгоживущие флуорофоры, такие как лантаноиды, в сочетании с детектированием с временным разрешением (задержка между возбуждением и детектированием излучения) сводят к минимуму мгновенные флуоресцентные помехи.

Флуорометрия с временным разрешением (TRF) в сочетании с резонансной передачей энергии Фёрстера (FRET) предлагает мощный инструмент для исследователей, занимающихся разработкой лекарств: резонансную передачу энергии Фёрстера с временным разрешением или TR-FRET. TR-FRET сочетает в себе низкофоновый аспект TRF с гомогенным форматом анализа FRET. Полученный в результате анализ обеспечивает повышение гибкости, надежности и чувствительности, а также более высокую пропускную способность и меньшее количество ложноположительных/ложноотрицательных результатов.

В этом методе задействованы два флуорофора: донор и акцептор. Возбуждение донорного флуорофора (в данном случае ионного комплекса лантаноидов) источником энергии (например, лампой-вспышкой или лазером) приводит к передаче энергии флуорофору-акцептору, если они находятся в пределах заданной близости друг к другу (известной как радиус Фёрстера) . ). Акцепторный флуорофор, в свою очередь, излучает свет своей характерной длины волны.

Два наиболее часто используемых лантаноида в биологических исследованиях показаны ниже вместе с соответствующим им акцепторным красителем, а также длинами волн их возбуждения и излучения и результирующим стоксовским сдвигом (разделением длин волн возбуждения и излучения).

Донор Возбуждение⇒Излучение λ (нм) Акцептор Возбуждение⇒Излучение λ (нм) Сток Стокса (нм)
Евросоюз 3+ 340⇒615 Аллофикоцианин 615⇒660 320
Тб 3+ 340⇒545 Фикоэритрин 545⇒575 235

медицинское Возможное применение

В настоящее время проводятся исследования, показывающие, что элементы лантаноидов можно использовать в качестве противораковых средств. Основная роль лантаноидов в этих исследованиях заключается в подавлении пролиферации раковых клеток. В частности, церий и лантан изучались на предмет их роли в качестве противораковых средств.

Одним из специфических элементов группы лантаноидов, который был протестирован и использован, является церий (Ce). Были исследования, в которых использовался комплекс белок-церий для наблюдения за влиянием церия на раковые клетки. Надеялись ингибировать пролиферацию клеток и способствовать цитотоксичности. [97] Рецепторы трансферрина в раковых клетках, например, в клетках рака молочной железы и эпителиальных клетках шейки матки, способствуют пролиферации клеток и злокачественному образованию рака. [97] Трансферрин — это белок, используемый для транспортировки железа в клетки и необходимый для помощи раковым клеткам в репликации ДНК. Трансферрин действует как фактор роста раковых клеток и зависит от железа. Раковые клетки имеют гораздо более высокий уровень рецепторов трансферрина, чем нормальные клетки, и их пролиферация очень зависит от железа. [97] В области магнитно-резонансной томографии (МРТ) широко используются соединения, содержащие гадолиний. [98] Фотобиологические характеристики, противораковая, противолейкозная и анти-ВИЧ активность лантаноидов с кумарином и родственными ему соединениями продемонстрированы биологической активностью комплекса. [99] Церий показал хорошие результаты в качестве противоракового средства из-за его сходства по структуре и биохимии с железом. Церий может связываться вместо железа с трансферрином и затем переноситься в раковые клетки посредством эндоцитоза, опосредованного рецептором трансферрина. [97] Связывание церия с трансферрином вместо железа ингибирует активность трансферрина в клетке. Это создает токсичную среду для раковых клеток и вызывает замедление их роста. Это предполагаемый механизм воздействия церия на раковые клетки, хотя реальный механизм может быть более сложным, поскольку церий подавляет пролиферацию раковых клеток. В частности, в раковых клетках HeLa , изученных in vitro, жизнеспособность клеток снижалась после 48–72 часов обработки церием. Клетки, обработанные только церием, имели снижение жизнеспособности клеток, но клетки, обработанные и церием, и трансферрином, имели более значительное ингибирование клеточной активности. [97] Другим специфическим элементом, который был протестирован и использован в качестве противоракового средства, является лантан, а точнее хлорид лантана (LaCl 3 ). Ион лантана используется для воздействия на уровни let-7a и микроРНК miR-34a в клетке на протяжении всего клеточного цикла. Когда ион лантана вводился в клетку in vivo или in vitro, он ингибировал быстрый рост и вызывал апоптоз раковых клеток (в частности, клеток рака шейки матки). Этот эффект был вызван регуляцией let-7a и микроРНК ионами лантана. [100] Механизм этого эффекта до сих пор неясен, но возможно, что лантан действует аналогично церию и связывается с лигандом, необходимым для пролиферации раковых клеток.В области магнитно-резонансной томографии (МРТ) широко используются соединения, содержащие гадолиний.

эффекты Биологические

Из-за редкого распределения в земной коре и низкой растворимости в воде лантаноиды мало доступны в биосфере, и долгое время не было известно, что они естественным образом входят в состав каких-либо биологических молекул. В 2007 году новая метанолдегидрогеназа , которая строго использует лантаноиды в качестве ферментативных кофакторов , была обнаружена у бактерии из типа Verrucomicrobiota , Mmethylacidiphilum fumariolicum . Было обнаружено, что эта бактерия выживает только в том случае, если в окружающей среде присутствуют лантаноиды. [101] По сравнению с большинством других непищевых элементов нерадиоактивные лантаноиды классифицируются как обладающие низкой токсичностью. [89] Такая же потребность в питательных веществах наблюдалась у Mmethylorubrum extorquens и Mmethylobacterium radiotolerans .

См. также [ править ]

Примечания [ править ]

  1. ^ Текущая рекомендация ИЮПАК название лантаноид состоит в том, чтобы использовать , а не лантанид , поскольку суффикс «-ide» предпочтителен для отрицательных ионов , тогда как суффикс «-оид» указывает на сходство с одним из членов содержащего его семейства элементов. Однако лантаноиды по-прежнему широко используются. [1] и в настоящее время принят в Википедии. В старой литературе часто использовалось название «лантанон».

Ссылки [ править ]

  1. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 1230–1242. ISBN  978-0-08-037941-8 .
  2. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Грей, Теодор (2009). Элементы: визуальное исследование каждого известного атома во Вселенной . Нью-Йорк: Black Dog & Leventhal Publishers. п. 240 . ISBN  978-1-57912-814-2 .
  3. Лантаниды . Архивировано 11 сентября 2011 года в Wayback Machine , Британская энциклопедия в Интернете.
  4. ^ Холден, Норман Э.; Коплен, Тайлер (январь – февраль 2004 г.). «Периодическая таблица элементов» . Химия Интернэшнл . 26 (1): 8. doi : 10.1515/ci.2004.26.1.8 .
  5. ^ Лю, Цюн (2013). «Лантаноиды и рак». Энциклопедия металлопротеинов . стр. 1103–1110. дои : 10.1007/978-1-4614-1533-6_153 . ISBN  978-1-4614-1532-9 .
  6. ^ Дженсен, Уильям Б. (2015). «Положения лантана (актиния) и лютеция (лоуренция) в периодической таблице: обновление» . Основы химии . 17 : 23–31. дои : 10.1007/s10698-015-9216-1 . S2CID   98624395 . Архивировано из оригинала 16 августа 2021 года . Проверено 28 января 2021 г.
  7. ^ Шерри, Эрик (18 января 2021 г.). «Предварительный отчет о дискуссиях по группе 3 таблицы Менделеева» . Химия Интернэшнл . 43 (1): 31–34. дои : 10.1515/ci-2021-0115 . S2CID   231694898 .
  8. ^ Элементы блока F, состояния окисления, лантаноиды и актиниды. Архивировано 31 марта 2021 года в Wayback Machine . Химия.tutorvista.com. Проверено 14 декабря 2017 г.
  9. ^ Сочинения Норске Виденск-Акад . (Мат.-ночь. В.) Ж :6
  10. ^ Хакала, Рейно В. (1952). «Письма» . Журнал химического образования . 29 (11): 581. Бибкод : 1952JChEd..29..581H . дои : 10.1021/ed029p581.2 .
  11. ^ «Лантаноиды». OED2 1.14 на компакт-диске. ОУП, 1994.
  12. ^ "лантан". OED2 v. 1.14 на компакт-диске. ОУП, 1994.
  13. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж «Элементы», Теодор Грей, Black-Dog & Leventhal, Чикаго, 2007: записи «Лантан» и «Церий», главы 57 и 58, стр. 134–7.
  14. ^ «Элементы», Теодор Грей, Black Dog & Leventhal, Чикаго, 2007: записи «Неодим» и «Празеодим», главы 59 и 60, стр. 138–43.
  15. ^ Маршалл, Джеймс Л. Маршалл; Маршалл, Вирджиния Р. Маршалл (2016). «Повторное открытие элементов: Редкие земли – последний член» (PDF) . Шестиугольник : 4–9. Архивировано (PDF) из оригинала 27 ноября 2021 года . Проверено 30 декабря 2019 г.
  16. ^ Кришнамурти, Нагайяр и Гупта, Чиранджиб Кумар (2004) Добывающая металлургия редкоземельных металлов , CRC Press, ISBN   0-415-33340-7
  17. ^ Каллити, Б.Д. и Грэм, CD (2011) Введение в магнитные материалы , John Wiley & Sons, ISBN   9781118211496
  18. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д Коттон, Саймон (2006). Химия лантаноидов и актинидов . Джон Уайли и сыновья, ООО
  19. ^ Срур, Фарид М.А.; Эдельманн, Фрэнк Т. (2012). «Лантаноиды: четырехвалентные неорганические соединения». Энциклопедия неорганической и бионеорганической химии . дои : 10.1002/9781119951438.eibc2033 . ISBN  9781119951438 .
  20. ^ Холлеман , с. 1937 год.
  21. ^ Атлас химии dtv 1981 , Том 1, с. 220.
  22. ^ Бочкарев Михаил Н.; Федушкин Игорь Л.; Фегин, Анатолий А.; Петровская Татьяна Владимировна; Циллер, Джозеф В.; Брумхолл-Диллард, Рэнди Н.Р.; Эванс, Уильям Дж. (1997). «Синтез и структура первого молекулярного комплекса тулия (II): [TmI 2 (MeOCH 2 CH 2 OMe) 3 ]». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 36 (12): 133–135. дои : 10.1002/anie.199701331 .
  23. ^ Зима, Марк. «Энергии ионизации лантана» . WebElements Ltd, Великобритания . Проверено 2 сентября 2010 г.
  24. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж Фукай, Ю. (2005). Система металл-водород. Основные объемные свойства. 2-е издание . Спрингер. ISBN  978-3-540-00494-3 .
  25. ^ Петтит, Л. и Пауэлл, К. База данных SC. Архивировано 19 июня 2017 года в Wayback Machine . Acadsoft.co.uk. Проверено 15 января 2012 г.
  26. ^ Орту, Фабрицио (2022). «Редкоземельные исходные материалы и методологии синтетической химии» . хим. Откр. 122 (6): 6040–6116. doi : 10.1021/acs.chemrev.1c00842 . ПМЦ   9007467 . ПМИД   35099940 .
  27. ^ Моландер, Гэри А.; Харрис, Кристина Р. (1 января 1996 г.). «Секвенирование реакций с йодидом самария (II)». Химические обзоры . 96 (1): 307–338. дои : 10.1021/cr950019y . ПМИД   11848755 .
  28. ^ Наир, Виджай; Балагопал, Лакшми; Раджан, Рошини; Мэтью, Джесси (1 января 2004 г.). «Последние достижения в области синтетических преобразований, опосредованных нитратом аммония церия (IV)». Отчеты о химических исследованиях . 37 (1): 21–30. дои : 10.1021/ar030002z . ПМИД   14730991 .
  29. ^ Денике, Курт; Грейнер, Андреас (2003). «Необычная сложная химия редкоземельных элементов: большие ионные радиусы - малые координационные числа». Angewandte Chemie, международное издание . 42 (12): 1340–1354. дои : 10.1002/anie.200390346 . ПМИД   12671966 .
  30. ^ Аспиналл, Хелен К. (2001). Химия элементов f-блока . Амстердам [ua]: Гордон и Брич. ISBN  978-9056993337 .
  31. ^ Кобаяши, Шу; Хамада, Томоаки; Нагаяма, Сатоши; Манабе, Кей (1 января 2001 г.). «Асимметричные альдольные реакции, катализируемые трифторметансульфонатом лантанидов в водных средах» . Органические письма . 3 (2): 165–167. дои : 10.1021/ol006830z . ПМИД   11430025 .
  32. ^ Аспиналл, Хелен С.; Дуайер, Дженнифер Л.; Гривз, Николас; Штайнер, Александр (1 апреля 1999 г.). «Li 3 [Ln (бинол) 3 ] · 6THF: новые безводные бинафтолаты лантаноидов лития и их использование в энантиоселективном присоединении алкилов к альдегидам». Металлоорганические соединения . 18 (8): 1366–1368. дои : 10.1021/om981011s .
  33. ^ Парак-Фогт, Татьяна Н.; Пачини, София; Нокеманн, Питер; ВанмХеке, Кристоф; Ван Меервелт, Люк; Биннеманс, Коэн (1 ноября 2004 г.). «Нитробензолсульфонаты лантаноидов (III) как новые катализаторы нитрования: роль металла и противоиона в каталитической эффективности» . Европейский журнал органической химии (представлена ​​рукопись). 2004 (22): 4560–4566. дои : 10.1002/ejoc.200400475 . S2CID   96125063 .
  34. ^ Липстман, София; Муниаппан, Санкар; Джордж, Сумод; Гольдберг, Израиль (1 января 2007 г.). «Каркасные координационные полимеры тетра(4-карбоксифенил)порфирина и ионов лантаноидов в кристаллических твердых веществах». Далтон Транзакции (30): 3273–81. дои : 10.1039/B703698A . ПМИД   17893773 .
  35. ^ Бретоньер, Янн; Маццанти, Маринелла; Пеко, Жак; Дюнан, Фрэнк А.; Мербах, Андре Э. (1 декабря 2001 г.). «Свойства твердого тела и раствора лантанидных комплексов нового гептадентатного триподального лиганда: путь к комплексам гадолиния с повышенной эффективностью релаксации». Неорганическая химия . 40 (26): 6737–6745. дои : 10.1021/ic010591+ . ПМИД   11735486 .
  36. ^ Тринадхачари, Ганала Нага; Камат, Ананд Гопалкришна; Прабахар, Койлпиллай Джозеф; Ханда, Виджай Кумар; Срину, Кукунури Нага Венката Сатья; Бабу, Коруполу Рагху; Санаси, Пол Дуглас (15 марта 2013 г.). «Процесс промышленного масштаба гидробромида галантамина, включающий восстановление Луче: процесс галантамина, включающий региоселективное 1,2-восстановление α,β-ненасыщенного кетона». Исследования и разработки органических процессов . 17 (3): 406–412. дои : 10.1021/op300337y .
  37. ^ Берджесс, Дж. (1978). Ионы металлов в растворе . Нью-Йорк: Эллис Хорвуд. ISBN  978-0-85312-027-8 .
  38. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Ниф, Ф. (2010). «Неклассические комплексы двухвалентных лантаноидов». Далтон Транс . 39 (29): 6589–6598. дои : 10.1039/c001280g . ПМИД   20631944 .
  39. ^ Эванс, Уильям Дж. (15 сентября 2016 г.). «Учебное пособие по роли циклопентадиенильных лигандов в открытии молекулярных комплексов редкоземельных и актинидных металлов в новых состояниях окисления» . Металлоорганические соединения . 35 (18): 3088–3100. doi : 10.1021/acs.organomet.6b00466 . Значок открытого доступа
  40. ^ Палумбо, Коннектикут; Живкович И.; Скопеллити, Р.; Маццанти, М. (2019). «Молекулярный комплекс Tb в степени окисления +4 <» (PDF) . Журнал Американского химического общества . 141 (25): 9827–9831. дои : 10.1021/jacs.9b05337 . ПМИД   31194529 . S2CID   189814301 . [ постоянная мертвая ссылка ]
  41. ^ Райс, Натали Т.; Попов Иван А.; Руссо, Доминик Р.; Бакса, Джон; Батиста, Энрике Р.; Ян, Пин; Тельсер, Джошуа; Ла Пьер, Генри С. (21 августа 2019 г.). «Разработка, выделение и спектроскопический анализ комплекса четырехвалентного тербия» . Журнал Американского химического общества . 141 (33): 13222–13233. дои : 10.1021/jacs.9b06622 . ISSN   0002-7863 . ОСТИ   1558225 . ПМИД   31352780 . S2CID   207197096 .
  42. ^ Уиллауэр, Арканзас; Палумбо, Коннектикут; Скопеллити, Р.; Живкович И.; Дуэр, И.; Марон, Л.; Маццанти, М. (2020). «Стабилизация степени окисления + IV в силоксидных соединениях тербия» . Angewandte Chemie, международное издание . 59 (9): 3549–3553. дои : 10.1002/anie.201914733 . ПМИД   31840371 . S2CID   209385870 .
  43. ^ Уиллауэр, Арканзас; Палумбо, Коннектикут; Фадаи-Тирани, Ф.; Живкович И.; Дуэр, И.; Марон, Л.; Маццанти, М. (2020). «Доступ к степени окисления +IV в молекулярных комплексах празеодима» . Журнал Американского химического общества . 142 (12): 489–493. дои : 10.1021/jacs.0c01204 . ПМИД   32134644 . S2CID   212564931 .
  44. ^ Кольманн, Х.; Ивон, К. (2000). «Кристаллические структуры EuH 2 и EuLiH 3 по данным дифракции нейтронов на порошке». Журнал сплавов и соединений . 299 (1–2): Л16–Л20. дои : 10.1016/S0925-8388(99)00818-X .
  45. ^ Мацуока, Т.; Фудзихиса, Х.; Хирао, Н.; Оиси, Ю.; Мицуи, Т.; Масуда, Р.; Сето, М.; Йода, Ю.; Симидзу, К.; Мачида, А.; Аоки, К. (2011). «Структурные и валентные изменения гидрида европия, вызванные применением H 2 под высоким давлением ». Письма о физических отзывах . 107 (2): 025501. Бибкод : 2011PhRvL.107b5501M . doi : 10.1103/PhysRevLett.107.025501 . ПМИД   21797616 .
  46. ^ Теллефсен, М.; Калдис, Э.; Джилек, Э. (1985). «Фазовая диаграмма системы Ce-H 2 и твердых растворов CeH 2 -CeH 3 ». Журнал менее распространенных металлов . 110 (1–2): 107–117. дои : 10.1016/0022-5088(85)90311-X .
  47. ^ Кумар, Пушпендра; Филип, Розен; Мор, ГК; Малхотра, Л.К. (2002). «Влияние верхнего слоя палладия на поведение тонких пленок гидрида самария при переключении». Японский журнал прикладной физики . 41 (Часть 1, № 10): 6023–6027. Бибкод : 2002JaJAP..41.6023K . дои : 10.1143/JJAP.41.6023 . S2CID   96881388 .
  48. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Холлеман , с. 1942 год
  49. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л Дэвид А. Этвуд, изд. (19 февраля 2013 г.). Редкоземельные элементы: основы и применение (электронная книга) . Джон Уайли и сыновья. ISBN  9781118632635 .
  50. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Уэллс, А. Ф. (1984). Структурная неорганическая химия (5-е изд.). Оксфордское научное издание. ISBN  978-0-19-855370-0 .
  51. ^ Перри, Дейл Л. (2011). Справочник неорганических соединений, второе издание . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 125. ИСБН  978-1-43981462-8 . Проверено 17 февраля 2014 г.
  52. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Рязанов Михаил; Кинле, Лоренц; Саймон, Арндт; Маттауш, Хансюрген (2006). «Новый путь синтеза и физические свойства моноиодида лантана †». Неорганическая химия . 45 (5): 2068–2074. дои : 10.1021/ic051834r . ПМИД   16499368 .
  53. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Фейгин, А.А.; Бухвалова С. Ю.; Куропатов, Б.А.; Бочкарев, МН (2023). «Моновалентный тулий. Синтез и свойства TmI». Российский журнал координационной химии . 49 (5): 299–303. дои : 10.1134/s1070328423700525 . S2CID   258991972 .
  54. ^ Вент-Шмидт, Т.; Фанг, З.; Ли, З.; Диксон, Д.; Ридель, С. (2016). «Расширение ряда тетрафторидов лантаноидов: комбинированное матричное выделение и квантово-химическое исследование». Химия: Европейский журнал . 22 (7): 2406–16. дои : 10.1002/chem.201504182 . hdl : 2027.42/137267 . ПМИД   26786900 .
  55. ^ Хашке, Джон. М. (1979). «Глава 32: Галиды». В Гшнайдере, К.А. младшем (ред.). Справочник по физике и химии редких земель, том 4 . Издательство Северной Голландии. стр. 100–110. ISBN  978-0-444-85216-8 .
  56. ^ Ковач, Аттила (2004). «Структура и колебания тригалогенидов лантаноидов: оценка экспериментальных и теоретических данных». Журнал физических и химических справочных данных . 33 (1): 377. Бибкод : 2004JPCRD..33..377K . дои : 10.1063/1.1595651 .
  57. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Адачи, Г.; Иманака, Нобухито и Канг, Чжэнь Чуан (ред.) (2006) Бинарные оксиды редкоземельных элементов . Спрингер. ISBN   1-4020-2568-8
  58. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Насирпури, Фарзад и Ногаре, Ален (ред.) (2011) Наномагнетизм и спинтроника: изготовление, материалы, характеристики и приложения . Всемирная научная. ISBN   9789814273053
  59. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Флао, Жан (1979). «Глава 31: Сульфиды, селениды и теллуриды». В Гшнайдере, К.А. младшем (ред.). Справочник по физике и химии редких земель, том 4 . Издательство Северной Голландии. стр. 100–110. ISBN  978-0-444-85216-8 .
  60. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Берте, Жан-Ноэль (2009). «Цериевые пигменты». Смит, Хью М. (ред.). Высокоэффективные пигменты . Вайли-ВЧ. ISBN  978-3-527-30204-8 .
  61. ^ Холлеман , с. 1944 год.
  62. ^ Лю, Гуокуи и Жакье, Бернар (редакторы) (2006) Спектроскопические свойства редкоземельных элементов в оптических материалах , Springer
  63. ^ Сиснига, Алехандро (2012). «Глава 15». Иневский, Кшиштоф (ред.). Интегрированные микросистемы: электроника, фотоника и биотехнология . ЦРК Пресс. ISBN  978-3-527-31405-8 .
  64. ^ Теммерман, WM (2009). «Глава 241: Двойной, локализованный или ленточный характер 4f-состояний». В Гшнайдере, К.А. младшем (ред.). Справочник по физике и химии редких земель, том 39 . Эльзевир. стр. 100–110. ISBN  978-0-444-53221-3 .
  65. ^ Дронсковски, Р. (2005) Вычислительная химия твердотельных материалов: Руководство для ученых-материаловедов, химиков, физиков и других , Wiley, ISBN   9783527314102
  66. ^ Халлигер, Ф. (1979). «Глава 33: Редкоземельные пниктиды». В Гшнайдере, К.А. младшем (ред.). Справочник по физике и химии редких земель, том 4 . Издательство Северной Голландии. стр. 100–110. ISBN  978-0-444-85216-8 .
  67. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 297–299. ISBN  978-0-08-037941-8 .
  68. ^ Спеддинг, штат Хембриль; Гшнейднер, К.; Даане, АХ (1958). «Кристаллические структуры некоторых редкоземельных карбидов». Журнал Американского химического общества . 80 (17): 4499–4503. дои : 10.1021/ja01550a017 .
  69. ^ Ван, X.; Лоа, И.; Сяссен, К.; Кремер, Р.; Саймон, А.; Ханфланд, М.; Ан, К. (2005). «Структурные свойства сесквикарбида сверхпроводника La 2 C 3 при высоком давлении». Физический обзор B . 72 (6): 064520. arXiv : cond-mat/0503597 . Бибкод : 2005PhRvB..72f4520W . дои : 10.1103/PhysRevB.72.064520 . S2CID   119330966 .
  70. ^ Петтген, Райнер; Джейчко, Вольфганг. (1991). «Карбид скандия, Sc 3 C 4 , карбид с звеньями C3, полученный из пропадиена». Неорганическая химия . 30 (3): 427–431. дои : 10.1021/ic00003a013 .
  71. ^ Чекалла, Ральф; Джейчко, Вольфганг; Хоффманн, Рольф-Дитер; Рабенек, Хельмут (1996). «Получение, кристаллическая структура и свойства карбидов лантаноидов Ln 4 C 7 с Ln: Ho, Er, Tm и Lu» (PDF) . З. Натурфорш. Б. 51 (5): 646–654. дои : 10.1515/znb-1996-0505 . S2CID   197308523 .
  72. ^ Чекалла, Ральф; Хюфкен, Томас; Джейчко, Вольфганг; Хоффманн, Рольф-Дитер; Пёттген, Райнер (1997). «Редкоземельные карбиды R 4 C 5 с R = Y, Gd, Tb, Dy и Ho». Журнал химии твердого тела . 132 (2): 294–299. Бибкод : 1997JSSCh.132..294C . дои : 10.1006/jssc.1997.7461 .
  73. ^ Атодзи, Масао (1981). «Нейтронографическое исследование Ho 2 C при 4–296 К». Журнал химической физики . 74 (3): 1893. Бибкод : 1981JChPh..74.1893A . дои : 10.1063/1.441280 .
  74. ^ Атодзи, Масао (1981). «Нейтронографические исследования Tb 2 C и Dy 2 C в интервале температур 4–296 К». Журнал химической физики . 75 (3): 1434. Бибкод : 1981ЖЧФ..75.1434А . дои : 10.1063/1.442150 .
  75. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г час я Мори, Такао (2008). «Глава 238: Высшие бориды». В Гшнайдере, К.А. младшем (ред.). Справочник по физике и химии редких земель, том 38 . Северная Голландия. стр. 105–174. ISBN  978-0-444-521439 .
  76. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 147. ИСБН  978-0-08-037941-8 .
  77. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Огнеупорные материалы, Том 6-IV: 1976, изд. Аллен Альпер, Elsevier, ISBN   0-12-053204-2
  78. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Цукерман, Дж. Дж. (2009) Неорганические реакции и методы, Образование связей с элементами групп I, II и IIIb , Vol. 13, Джон Уайли и сыновья, ISBN   089573-263-7
  79. ^ Раймер, Людвиг (1993). Формирование изображений в низковольтной сканирующей электронной микроскопии . СПАЙ Пресс. ISBN  978-0-8194-1206-5 .
  80. ^ Коттон, ЮАР (1997). «Аспекты σ-связи лантаноид-углерод». Коорд. хим. Преподобный . 160 : 93–127. дои : 10.1016/S0010-8545(96)01340-9 .
  81. ^ Сюй, Вэй; Цзи, Вэнь-Синь; Цю, И-Сян; Шварц, WH Ойген; Ван, Шу-Гуан (2013). «О строении и связи трифторидов лантаноидов LnF 3 (Ln = La с Lu)». Физическая химия Химическая физика . 2013 (15): 7839–47. Бибкод : 2013PCCP...15.7839X . дои : 10.1039/C3CP50717C . ПМИД   23598823 .
  82. ^ Макдональд, Р.П. (1964). «Использование фильтра из оксида гольмия в спектрофотометрии» (PDF) . Клиническая химия . 10 (12): 1117–20. дои : 10.1093/клинчем/10.12.1117 . ПМИД   14240747 . Архивировано из оригинала (PDF) 5 декабря 2011 года . Проверено 24 февраля 2010 г.
  83. ^ «Фильтр из гольмиевого стекла для калибровки спектрофотометров» . Архивировано из оригинала 14 марта 2010 года . Проверено 6 июня 2009 г.
  84. ^ Левин, Альберт К.; Палилла, Фрэнк К. (1964). «Новый высокоэффективный катодолюминесцентный люминофор красного цвета (YVO4:Eu) для цветного телевидения». Письма по прикладной физике . 5 (6): 118. Бибкод : 1964АпФЛ...5..118Л . дои : 10.1063/1.1723611 .
  85. ^ Вертс, MHV (2005). «Понимание люминесценции лантаноидов» . Научный прогресс . 88 (2): 101–131. дои : 10.3184/003685005783238435 . ПМЦ   10361169 . ПМИД   16749431 . S2CID   2250959 .
  86. ^ Камни и минералы, Руководство по идентификации полей, Соррелл, St Martin's Press 1972, 1995, стр. 118 (галогениды), 228 (карбонаты)
  87. ^ Минералы мира, Джонсен, 2000 г.
  88. ^ Существуют и другие встречающиеся в природе радиоактивные изотопы лантаноидов с длительным периодом полураспада ( 144 Нд, 150 Нд, 148 См, 151 Евросоюз, 152 Б-г), но в качестве хронометров они не используются.
  89. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б МакГилл, Ян (2005) «Редкоземельные элементы» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.a22_607 .
  90. ^ Хаксель Дж., Хедрик Дж., Оррис Дж. (2006). Важнейшие ресурсы редкоземельных элементов для высоких технологий (PDF) . Рестон (Вирджиния): Геологическая служба США. Информационный бюллетень Геологической службы США: 087-02. Архивировано (PDF) из оригинала 14 декабря 2010 года . Проверено 19 апреля 2008 г.
  91. ^ Ливергуд Р. (2010). «Редкоземельные элементы: проблема в цепочке поставок» (PDF) . Центр стратегических и международных исследований. Архивировано (PDF) из оригинала 12 февраля 2011 года . Проверено 22 октября 2010 г.
  92. ^ Чу, Стивен (декабрь 2011 г.). «Стратегия критически важных материалов» (PDF) . Министерство энергетики США . п. 17 . Проверено 23 декабря 2011 г.
  93. ^ Аспиналл, Хелен К. (2001). Химия элементов f-блока . ЦРК Пресс. п. 8. ISBN  978-90-5699-333-7 .
  94. ^ Соренсон, Томас Джаст; Фолкнер, Стивен (2021). «Глава 5. Лантанидные комплексы, используемые для оптической визуализации». Ионы металлов в методах биовизуализации . Спрингер. стр. 137–156. дои : 10.1515/9783110685701-011 . S2CID   233653968 .
  95. ^ Дауманн, Лена Дж.; Оп ден Кэмп, Хууб Дж.М.; «Биохимия редкоземельных элементов», стр. 299–324, в «Металлы, микробы и минералы: биогеохимическая сторона жизни» (2021), стр. xiv + 341. Вальтер де Грюйтер, Берлин. Редакторы Кронек, Питер М.Х. и Соса Торрес, Марта. Gruyter.com/document/doi/10.1515/9783110589771-010 DOI 10.1515/9783110589771-010 Архивировано 8 сентября 2022 г. в Wayback Machine.
  96. ^ Бунзиль, Жан-Клод; Пиге, Клод (сентябрь 2005 г.). «Использование люминесцентных ионов лантаноидов» (PDF) . Обзоры химического общества . 34 (12): 1048–77. дои : 10.1039/b406082m . ПМИД   16284671 . Архивировано из оригинала (PDF) 18 января 2013 года . Проверено 22 декабря 2012 г.
  97. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Пализбан, А.А.; Садеги-алиабади, Х.; Абдоллапур, Ф. (1 января 2010 г.). «Влияние лантаноида церия на рост раковых клеток Hela и MCF-7 в присутствии переносчика» . Исследования в области фармацевтических наук . 5 (2): 119–125. ПМК   3093623 . ПМИД   21589800 .
  98. ^ Кундари Т.Р., Сондерс LC. Моделирование координационных комплексов лантаноидов. Сравнение полуэмпирических и классических методов. Журнал химической информации и информатики. 1998 г., 18 мая; 38 (3): 523-8.
  99. ^ Разул М., Будзиш Э. Биологическая активность комплексов ионов металлов с хромонами, кумаринами и флавонами. Обзоры координационной химии. 1 ноября 2009 г.; 253 (21–22): 2588–98.
  100. ^ Ю, Линфан; Сюн, Цзеци; Го, Линг; Мяо, Лифан; Лю, Сисун; Го, Фэй (2015). «Влияние хлорида лантана на пролиферацию и апоптоз клеток рака шейки матки: участие микроРНК let-7a и miR-34a». Биометаллы . 28 (5): 879–890. дои : 10.1007/s10534-015-9872-6 . ПМИД   26209160 . S2CID   15715889 .
  101. ^ Пол А. и др. (2014). «Редкоземельные металлы необходимы для метанотрофной жизни в вулканических грязевых пятнах» (PDF) . Энвайрон Микробиол . 16 (1): 255–264. дои : 10.1111/1462-2920.12249 . ПМИД   24034209 . Архивировано (PDF) из оригинала 17 января 2024 года . Проверено 5 декабря 2023 г.

Цитированные источники [ править ]

  • Холлеман, Арнольд Ф.; Виберг, Эгон; Виберг, Нильс (2007). Учебник неорганической химии (на немецком языке) (102 изд.). Вальтер де Грюйтер. ISBN  978-3-11-017770-1 .

Внешние ссылки [ править ]

Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 2fa04c286c60171041c77fdaff72f3e9__1719671580
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/2f/e9/2fa04c286c60171041c77fdaff72f3e9.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Lanthanide - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)