稀土氫氧化物

往稀土鹽溶液中加入氨水或其他鹼,可以產生稀土的氫氧化物。稀土氫氧化物具有熱不穩定性。受鑭系收縮的影響,不同稀土元素開始沉澱的最低pH值不同。

基本介紹

  • 中文名:稀土氫氧化物
  • 定義:把氨水或鹼加入稀鹽溶液,生成不穩定的膠狀沉澱
  • 特性:膠狀沉澱、受熱不穩定
合成及物理性質,氫氧化物的結構,

合成及物理性質

往稀土鹽溶液中加入氨水或其他鹼,可以產生稀土的氫氧化物,它是一種膠狀沉澱,受熱不穩定,高於200℃則發生脫水反應生成REO(OH),溫度再高則生成RE2O3
從表2-12可以看出,從La到Lu離子半徑逐漸減小,離子勢逐漸增大,極化能力逐漸增大,失水溫度也逐漸降低。
稀土氫氧化物
2-12 RE(OH)3及REO(OH)的脫水溫度,℃
從不同鹽的溶液中稀土氫氧化物開始沉澱的pH值略有不同。由於鑭系收縮,三價離子的離勢Z/r隨原子序數的增大而增加,開始沉澱時的pH值也隨原子序數的增大而降低,其中Sc由於離子半徑最小,因此開始沉澱的pH值最低(見表2-13)。
稀土氫氧化物
表2-13 RE(OH)3的物理性質

氫氧化物的結構

一般情況下,稀土氫氧化物為膠狀沉澱。用水熱法,在193~420 ℃和1.2×10~7×10Pa的條件下,將RE2O3-H2O-NaOH長時間處理可以從NaOH溶液中生長出晶狀的稀土氫氧化物(La~Yb, Y),這些氫氧化物均為六方晶系,Lu和Sc則可用RE(OH)3在NaOH溶液中在157~159 ℃條件下製取,晶體為立方晶系(見表2-14)。
稀土氫氧化物
表2-14 RE(OH)3的晶體學參數
在立方晶系中,每個晶胞中含有兩個RE(OH)3單元,每個羧基均作三橋與三個RE相連,這樣每個RE周圍有9個氧,即配位數為9,在分子間分子內均不存在氫鍵,9個氧原子組成一個三帽稜柱的多面體。
在立方晶系中,每個晶胞中有8個RE(OH)3單元,每個羧基均以μ2-橋與兩個RE原子配位,這樣RE原子通過羥基作橋,在三維空間形成網狀結構,RE原子的配位數為6,6個氧原子呈八面體構型。羥基和羥基之間有強的氫鍵生成(見圖2-15)。
稀土氫氧化物
圖2-15 立方晶系的RE(OH)3的晶體結構

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