희토류 원소

탄성 특성

희토류 금속의 다른 대부분의 특성과 마찬가지로, 희토류 금속의 탄성 계수는 ​​다른 금속 원소의 중간 백분위 수에 속한다. 스칸듐 및 이트륨의 값은 란타나 이드의 최종 구성원 (에르븀 내지 루테튬)의 값과 대략 동일하다. 원자 번호가 증가함에 따라 탄성 계수가 일반적으로 증가합니다. 세륨 (일부 4f 결합) 및 이테르븀 (이 분성)에 대한 비정상적인 값이 분명합니다.

기계적 성질

희토류 금속은 약하거나 특히 강한 금속 원소가 아니며, 약간의 연성을 나타냅니다. 기계적 특성은 금속의 순도와 열 이력에 크게 의존하기 때문에 문헌에보고 된 값을 비교하기가 어렵습니다. 최종 강도는 약 120 내지 약 160 MPa (메가 파스칼)이고 연성은 약 15 내지 35 %이다. 이테르븀 (유로퓸은 측정되지 않음)의 강도가 훨씬 작고 (58 MPa), 연성이 2가 금속에 대해 예상되는 바와 같이 약 45 % 더 높다.

화학적 특성

희토류 금속과 공기의 반응성은 경질 란타나 이드와 중질 사이에 상당한 차이를 나타낸다. 가벼운 란타나 이드는 무거운 란타나 이드 (가돌리늄 내지 루테튬), 스칸듐 및 이트륨보다 훨씬 더 빠르게 산화된다. 이 차이는 부분적으로 형성된 산화물 생성물의 변화에 ​​기인한다. 가벼운 란타나 이드 (란타늄 내지 네오디뮴)는 육각형 A- 타입 R ₂ O ₃ 구조를 형성하고; 중간 란탄 (가돌리늄 통해 사마륨)는 단사 B 형 R을 형성하는 ₂ O ₃ 단계; 중질 란타나 이드, 스칸듐 및 이트륨은 입방 형 C- 타입 R ₂ O ₃ 변형을 형성한다. A 형은 공기 중의 수증기와 반응하여 옥시 수산화물을 형성하는데, 이는 백색 코팅이 스 폴링되고 새로운 금속 표면을 노출시켜 산화가 진행되게한다. C 형 산화물은 알루미늄의 거동과 유사하게 추가 산화를 방지하는 단단하고 일관된 코팅을 형성합니다. B 형 R 형성 사마륨 및 가돌리늄, ₂ O ₃ 약간 빠른 무거운 란탄, 스칸듐, 이트륨보다 여전히 위상이 산화는 상기 산화를 정지시키는 간섭 코팅을 형성한다. 이 때문에, 가벼운 란타나 이드는 진공 또는 불활성 가스 분위기에 보관해야하며, 무거운 란타나 이드, 스칸듐 및 이트륨은 산화없이 몇 년간 야외에서 배출 될 수 있습니다.

bcc 구조를 갖는 유로퓸 금속은 습한 공기로 희토류를 가장 빠르게 산화 시키며 항상 불활성 가스 분위기에서 처리해야합니다. 습한 공기에 노출 될 때 유로퓸의 반응 생성물은 수산화 수화물 인 Eu (OH) ₂ -H ₂ O이며, 이는 다른 모든 희토류 금속이 산화물을 형성하기 때문에 특이한 반응 생성물이다.

금속은 불산 (HF)을 제외한 모든 산과 격렬하게 반응하여 H ₂ 가스를 방출 하고 상응하는 희토류 음이온 화합물을 형성한다. 불화 수소산에 배치 될 때 희토류 금속 은 추가 반응을 방지 하는 불용성 RF ₃ 코팅을 형성한다.

희토류 금속은 수소 가스와 용이하게 반응하여 RH ₂ 를 형성 하고, 강한 수소화 조건 하에서, RH ₃ 상 (스캔 듐 제외), 삼수화물을 형성하지 않음

화합물

희토류 원소는 주기율표에서 7 족 금속 (망간, 테크네튬 및 레늄)과 베릴륨 및 마그네슘을 포함하여 오른쪽에있는 모든 원소와 함께 수만 개의 화합물을 형성합니다. 그룹 2의 왼쪽. 중요한 화합물 계열 및 고유 한 특성 또는 비정상적인 거동을 갖는 일부 개별 화합물이 아래에 설명되어 있습니다.

산화물

현재까지 연구 된 무기 희토류 화합물의 최대 제품군은 산화물입니다. 가장 일반적인 화학량 론은 R ₂ O ₃ 조성이지만, 일부 란탄 족 원소는 3+ 외에 다른 원자가 상태를 가지기 때문에 다른 화학량 론 (예: 세륨 산화물 (CeO ₂), 프라세오디뮴 산화물 (Pr ₆ O _{11)이 존재한다)}), 테르븀 옥사이드 (Tb ₄ O ₇), 유로퓸 옥사이드 (EuO) 및 Eu ₃ O _{4를 포함한다}. 대부분의 논의는 이진 산화물에 중점을 둘 것이지만, 삼원 및 기타 고차 산화물도 간단히 검토 할 것입니다.