Мазмұны

11.1 Жалпы мәліметтер

Элементтердің периодтық кестесіндегі сирек жер элементтерінің орны және олардың электрондық құрылысы
Сирек жер элементтер тобына (СЖЭ) Д.И. Менделеевтің VI периодтық жүйесінде 14 элемент тобы, реттік нөмірлері 58-ден (церий) 71-ге (лютеций) дейінгі лантаннан кейін орналасқан және оған қасиеттері ұқсас элементтер кіреді. Сондықтан бұл топқа лантан (Ln) кіреді, ал қалған элементтер лантаноидтар (яғни лантанға ұқсас) деп аталады. Бұдан басқа, бұл топқа лантанның химиялық аналогтары - үшінші топ элементтері скандий мен иттрий кіреді. Иттрий қасиеттері жағынан скандийге қарағанда лантаноидтарға ұқсас, және минералдық шикізатта ілеспе элемент ретінде лантаноидтармен бірге жүреді. Физикалық химиялық қасиеттері бойынша лантаноидтар өзара ұқсас. Бұл олардың электрон қабаттарының құрылымдық ерекшеліктеріне байланысты: ядроның заряды артқан сайын (немесе реттік нөмірі) лантаноид атомдарындағы сыртқы екі электрондық деңгейлері бірдей болады (4.1-кесте).

4.1-кесте. Реттік нөмірі, электрондық құрылымы, тотығу күйі, иондық радиусы

Элементтің аты мен символы	Атом-дық нөмірі	4f	5s	5p	5d	6s	Тотығу дәрежесі	Гольдшмид т бойынша +3 ионының радиусы , нм	Me³⁺ ионының түсі
Лантан La	57	-	2	6	1	2	+3	0,122	Түссіз
Церий Ce	58	2	2	6	-	2	+3; +4	0,118	-
Празеодим Pr	59	3	2	6	-	2	+3; +4	0,116	Сарғыш - жасыл
Неодим Nd	60	4	2	6	-	2	+3	0,115	Қызыл- күлгін
Прометий Pm	61	5	2	6	-	2	+3	-	Қызғылт
Самарий Sm	62	6	2	6	-	2	+2; +3	0,113	Сары
Европий Eu	63	7	2	6	-	2	+2; +3	0,113	Ақшыл- қызғылт
Гадолиний Gd	64	7	2	6	1	2	+3	0,111	Ақшыл- түссіз
Тербий Tb	65	9	2	6	-	2	+3; +4	0,109	Ақшыл- қызғылт
Диспрозий Dy	66	10	2	6	-	2	+3; +4	0,107	ақшыл- сарғыш- жасыл
Гольмий Ho	67	11	2	6	-	2	+3	0,105	Қою сары
Эрбий Er	68	12	2	6	-	2	+3	0,104	Қызғылт
Туллий Tu	69	13	2	6	-	2	+3; +2	0,104	Ақшыл
Иттербий Yb	70	14	2	6	-	2	+4; +3	0,100	жасыл Түссіз
Лютеций Lu	71	14	2	6	1	2	+3	0,099	-

Бір элементтен екінші элементке ауысқан кезде терең жатқан 4ƒ электронды деңгей электрондармен толтырылып, ƒ деңгейіндегі электрондардың барынша мүмкін саны 14-ке тең лантаноид тобындағы элементтер санын анықтайды. Қалыпты жағдайда лантаноид атомдарының (гадолиний мен лютецийді қоспағанда) 5d-қабатында электрондар болмайды (4.1-кестені қараңыз). Алайда, электронның 4ƒ деңгейінен 5d деңгейіне ауысуы үшін аздап энергия шығыны қажет. Лантаноидтарға тән (+3) тотығу дәрежесі 4ƒ -деңгейден 5d-деңгейге бір электронның ауысуымен байланысты. Бұл жағдайларда валенттік байланысқа 6s қабатының екі сыртқы электроны және 5d қабатының бір