§ 5. Подгруппа скандия

Кроме непосредственных членов этой подгруппы – скандия, иттрия, лантана и актиния, к ней примыкают элементы номеров 58–71, объединяемые под названием лантанидов, а также элементы номеров 90 и выше – актиниды. И те и другие будут отдельно рассмотрены в § 6 и 7.

Содержание в земной коре членов подгруппы скандия изменяется следующим образом: Sc – 2·10–4%, Y – 5·10–4%, La – 2·10–4%, Ас – 5·10–15%. Богатые каким–либо одним из них минералы встречаются крайне редко. Отдельные элементы подгруппы скандия и их производные еще не находят применения, а соединения актиния даже почти не изучены. Немногие имеющиеся данные указывают на его большое сходство с лантаном.

В более или менее чистом состоянии был пока выделен (путем электролиза расплавленного LaCl3 ) только лантан, свойства которого изучены довольно подробно. Он представляет собой белый металл с плотностью 6,2, несколько более твердый, чем олово, плавящийся при 826 и кипящий около 1800°С. Электропроводность лантана примерно в два раза больше, чем у ртути.

Химическая активность лантана очень велика. Он медленно разлагает воду с выделением водорода, легко растворяется в кислотах и при нагревании энергично реагирует со всеми металлоидами. Свойства Sc и Y похожи на свойства лантана. В своих соединениях скандий и его аналоги исключительно трехвалентны.

Окиси Sc, Y и La представляют собой весьма тугоплавкие белые порошки. В воде они практически нерастворимы, но легко соединяются с ней, образуя белые гидроокиси Э(ОН)3 .

Гидроокиси скандия и его аналогов тоже почти нерастворимы. Все они имеют основной характер, довольно слабо выраженный у Sc(OH)3 , но по ряду Sc–Y–La быстро усиливающийся, так что La(OH)3 является уже сильным основанием.

Ионы Sc3+, Y3+и La3+бесцветны. Из отвечающих им солей обычных кислот хлориды, нитраты и ацетаты растворимы легко, напротив, фториды, карбонаты и фосфаты мало растворимы в воде. Растворимость сульфатов в ряду Sc–La быстро уменьшается (причем при повышенных температурах она меньше, чем на холоду). В соответствии с быстрым усилением основного характера гидроокисей в ряду Sc–La гидролиз солей в том же ряду сильно уменьшается.

По химическим свойствам элементов и их соединений подгруппа скандия во многом похожа на подгруппу титана. В самой подгруппе ее средний элемент – иттрий – по химическим свойствам в общем ближе к лантану, чем к скандию.

Из обеих подгрупп третьей группы в отношении аналогии к ее типическим элементам (В, Аl) при высшей положительной валентности стоит именно подгруппа скандия. Обстоятельство это проявляется, в частности, закономерным характером изменения теплот образования высших окислов во всем ряду В–La при отсутствии подобной закономерности в ряду В–Тl, как это видно из следующих данных (ккал/моль Э2 О3 ):

Tl – 120

In – 240

Ga – 256

Al – 399

B – 345

Al – 399

Sc – 410

Y – 440

La – 457

Источник: himik.chernykh.net