Peso molecular de La?O3 325,84
Polvo amorfo blanco, densidad 6,51 g/cm3, punto de fusión 2217 ℃, punto de ebullición 4200 ℃, ligeramente soluble en agua, fácilmente soluble en ácido para forma correspondiente de sales. Cuando se expone al aire, absorbe fácilmente dióxido de carbono y agua y gradualmente se convierte en carbonato de lantano. La combustión del óxido de lantano se combina con agua para liberar una gran cantidad de calor.
Los campos de aplicación se utilizan principalmente para fabricar vidrio óptico de precisión y placas de fibra óptica de alta refracción, que son adecuados para fabricar cámaras, lentes de microscopio y prismas para instrumentos ópticos avanzados. También se utilizan para fabricar cerámica. condensadores y agentes dopantes cerámicos piezoeléctricos y materiales luminiscentes de rayos X tales como polvo de oxibromuro de lantano. Propiedades: Nombre general de los óxidos de cerio.
Los más comunes incluyen el trióxido de dicerio (Ce2O3) y el dióxido de cerio (CeO2). Hay bastantes fases de óxido entre el trióxido de cerio y el dióxido de cerio, todas las cuales son inestables. El trióxido de cerio tiene una estructura hexagonal de sesquióxido de tierras raras, con un punto de fusión de 2210°C y un punto de ebullición de 3730°C. Es sensible al aire. Puede producirse calentando la mezcla de dióxido de cerio y polvo de carbono a 1250°C en una atmósfera de monóxido de carbono. Utilizado principalmente como catalizador. El dióxido de cerio es el óxido de cerio más importante y representativo. Tiene una estructura de fluorita. Sólido amarillo (el producto puro es blanco). Punto de fusión 2600 ℃. Insoluble en agua. Insoluble en ácido sulfúrico y ácido nítrico. El dióxido de cerio se puede producir calentando cerio, hidróxido de cerio (III) u oxalato de cerio (III) en el aire. Utilizado en pulido de lentes. El dióxido de cerio forma una fase deficiente en oxígeno a baja temperatura y baja presión, como CenO2n-2 (n=4, 6, 7, 9, 10, 11), que suele ser azul. Ce6Oll, azul sólido. El Ce7O12, que carece de una séptima parte del oxígeno según la estructura celular unitaria del CeO2, es un sólido negro azulado con un punto de fusión de 1000°C (descomposición). Ce9O16 es un sólido de color azul oscuro con un punto de fusión de 625°C (descomposición). Cel0O18, basado en la estructura frágil cristalina del CeO2, carece de una décima parte de oxígeno, es un sólido de color azul oscuro y tiene un punto de fusión de 575 a 595°C (descomposición). CellO2O, sólido azul oscuro, punto de fusión 435°C (descomposición). Se utilizan ampliamente en materiales semiconductores, pigmentos avanzados y sensibilizadores de vidrio fotosensibles y purificadores de gases de escape de automóviles. La estructura atómica de los elementos de tierras raras se puede representar por 4fx5d16s2, con x en el rango de 0→14. Después de que el elemento de tierras raras cambia de metal a ion, el exterior de la órbita 4f todavía está rodeado por la nube de electrones de 5s25p6, perdiendo 6s2 electrones y 5d1 o 4f perdiendo un electrón, formando una estructura electrónica de 4fx5s25p6. En los metales de tierras raras, los electrones 6s y los electrones 5d forman la banda de conducción, y los electrones 4f están localizados en los átomos. Esta localización y llenado incompleto de los electrones 4f se reflejará en sus diversas propiedades físicas.
El electrón 4f está ubicado en la órbita interna del átomo y la nube de electrones 5s25p6 tiene un efecto de protección sobre él. El espacio para que se extienda la órbita 4f es muy pequeño, por lo que se ve poco afectado por. por el contrario, la interacción entre su espín (MS) y su órbita (ML) es muy grande, por lo que la órbita L del electrón f-f y el espín S están acoplados entre sí y E4f se divide; en muchas subcapas de niveles de energía con niveles de energía ligeramente diferentes, cada subcapa A corresponde a un término espectral 2s 1L.
La valencia de los elementos de tierras raras tiene una variedad de estados de valencia y existe un efecto de valencia. En algunos compuestos, el cerio, el samario, el europio, etc. tienen valencias atómicas de 3, 4 o 2 y 3. Además, algunos de estos cambios de valencia atómica son extremadamente rápidos y otros son extremadamente lentos, lo cual es muy interesante. Los iones de tierras raras tienen un alto precio de electricidad, un gran radio y son susceptibles a la polarización. Cuanto mayor es la intensidad de polarización, mayor es el índice de refracción. El alto índice de refracción de los iones de tierras raras se utiliza en los pigmentos cerámicos para hacer que la pantalla decorativa tenga colores brillantes. En comparación con los pigmentos de esmalte ordinarios, los pigmentos añadidos con tierras raras tienen un color más oscuro.
Los elementos de tierras raras de La a Lu son propensos a perder 2 electrones 6s, 1 electrón 5d o 4f para formar iones positivos trivalentes (4fx5s25p6), por lo que los óxidos de los elementos de tierras raras son en su mayoría Ln2O3.
Además, las disposiciones electrónicas 4f0, 4f7 y 4f14 (completamente vacías, medio llenas y completamente llenas) de los elementos lantánidos son relativamente estables. Generalmente, los iones con este tipo estructural son incoloros. Hay muchos tipos de óxidos de tierras raras, como LnO, Ln2O3 y LnO2, entre los cuales el Ln2O3 es el más común. A medida que aumenta el número atómico, los electrones se llenan en el orbital 4f. Para conocer su estructura electrónica, el estado de valencia de los iones y el color de los iones trivalentes, consulte la tabla de información correspondiente.
La subcapa 4f de iones de tierras raras está protegida por la capa electrónica externa (5s2) (5p6), lo que hace que la subcapa 4f se vea poco afectada por el campo potencial (campo cristalino) de otros iones cercanos y sus líneas espectrales lineales básicamente mantienen las características espectrales lineales de los iones libres, que es diferente de la transición d-d de los elementos de transición. La subcapa d está en la capa más externa de iones de metales de transición y no está protegida por una capa protectora. Se ve más afectado por el campo de coordinación o campo cristalino. Las líneas espectrales grandes e inestables pueden causar fácilmente diferencias en los espectros de absorción del mismo elemento en diferentes compuestos, lo que resulta en colores inestables. Los niveles de energía electrónica y las líneas espectrales de los elementos de tierras raras son más ricos y diversos que otros elementos. Tienen fenómenos de absorción o emisión en las regiones de luz ultravioleta, visible e infrarroja. Son sustancias de muy buen color y de amplio espectro.