Занятие по химии iiiй группы элементов Заключение
 Скачать 187.5 Kb.
|
|
227Ac в смеси с бериллием является источником нейтронов. Ac-Be-источники характеризуются малым выходом гамма-квантов, применяются в активационном анализе при определении Mn, Si, Al в рудах. 225Ac применяется для получения 213Bi, а также для использования в радиоиммунотерапии. 227Ac может использоваться в радиоизотопных источниках энергии. 228Ac применяют в качестве радиоактивного индикатора в химических исследованиях из-за его высокоэнергетического β-излучения. Смесь изотопов 228Ac-228Ra используют в медицине как интенсивный источник γ-излучения. Применение скандия в виде микролегирующей примеси оказывает значительное влияние на ряд практически важных сплавов, так, например, прибавление 0,4 % скандия к сплавам алюминий-магний повышает временное сопротивление разрыву на 35 %, а предел текучести на 65—84 %, и при этом относительное удлинение остаётся на уровне 20—27 %. Добавка 0,3—0,67 % к хрому повышает его устойчивость к окислению вплоть до температуры 1290 °C, и аналогичное, но ещё более ярко выраженное действие оказывает на жаростойкие сплавы типа «нихром» и в этой области применение скандия куда как эффективнее иттрия. Оксид скандия обладает рядом преимуществ для производства высокотемпературной керамики перед другими оксидами, так, прочность оксида скандия при нагревании возрастает и достигает максимума при 1030 °C, в то же время оксид скандия обладает минимальной теплопроводностью и высочайшей стойкостью к термоудару. Скандат иттрия — это один из лучших материалов для конструкций, работающих при высоких температурах. Определённое количество оксида скандия постоянно расходуется для производства германатных стёкол для оптоэлектроники. Главным по объёму применением скандия является его применение в алюминиево-скандиевых сплавах, применяемых в спортивной экипировке (мотоциклы, велосипеды, бейсбольные биты и т. п.) — везде, где требуются высокопрочные материалы. В сплаве с алюминием скандий обеспечивает дополнительную прочность и ковкость. Например, легирование алюмо-магниевого сплава АМг6 скандием в отсутствие дополнительного упрочнения повышает предел прочности с 32 до 36 кгс/мм2, а предел текучести — с 16 до 24 кгс/мм2 (после 30-процентной нагартовки те же показатели составляют соответственно 42 и 33 кгс/мм2 у АМг6НПП против 45 и 36 кгс/мм2 у сплава 01570Н). Для сравнения, предел прочности на разрыв у чистого скандия около 400 МПа (40 кгс/мм2), у титана, например, 250—350 МПа, а у нелегированного иттрия — 300 МПа. Применение скандиевых сплавов в авиации и гражданском ракетостроении позволит значительно снизить стоимость перевозок и резко повысить надёжность эксплуатируемых систем, в то же время при снижении цен на скандий и его применение для производства автомобильных двигателей так же значительно увеличит их ресурс и частично КПД. Очень важно и то обстоятельство, что скандий упрочняет алюминиевые сплавы, легированные гафнием. Важной и практически не изученной областью применения скандия является то обстоятельство, что подобно легированию иттрием алюминия легирование чистого алюминия скандием также повышает электропроводность проводов, и эффект резкого упрочнения имеет большие перспективы для применения такого сплава для транспортировки электроэнергии (ЛЭП). Сплавы скандия — наиболее перспективные материалы в производстве управляемых снарядов. Ряд специальных сплавов скандия, композитов на скандиевой связке весьма перспективен в области конструирования скелета киборгов. В последние годы важная роль скандия (и отчасти иттрия и лютеция) выявилась в производстве некоторых по составу суперпрочных мартенситностареющих сталей, некоторые образцы которых показали прочность свыше 700 кг/мм2 (свыше 7000 МПа). Некоторое количество скандия расходуется для легирования жаростойких сплавов никеля с хромом и железом (нихромы и фехрали) для резкого увеличения срока службы при использовании в качестве нагревательной обмотки для печей сопротивления. Скандий используется для получения сверхтвёрдых материалов. Так, например, легирование карбида титана карбидом скандия весьма резко поднимает микротвёрдость (в 2 раза), что делает этот новый материал четвёртым по твёрдости после алмаза (около 98,7—120 ГПа), нитрида бора (боразона), (около 77—87 ГПа), сплава бор-углерод-кремний (около 68—77 ГПа), и существенно больше, чем у карбида бора (43,2—52 ГПа), карбида кремния (37 ГПа). Микротвёрдость сплава карбида скандия и карбида титана около 53,4 ГПа (у карбида титана, например, 29,5 ГПа). Особенно интересны сплавы скандия с бериллием, обладающие уникальными характеристиками по прочности и жаростойкости. Так, например, бериллид скандия (1 атом скандия и 13 атомов бериллия) обладает наивысшим благоприятным сочетанием плотности, прочности и высокой температуры плавления, и во многих отношениях подходит для аэрокосмической техники, превосходя в этом отношении лучшие сплавы из известных человечеству на основе титана, и ряд композиционных материалов (в том числе ряд материалов на основе нитей углерода и бора). Оксид скандия (температура плавления 2450 °C) имел важнейшую роль в производстве супер-ЭВМ: ферриты с малой индукцией при использовании в устройствах хранения информации позволяют увеличить скорость обмена данными в несколько раз из-за снижения остаточной индукции с 2—3 кГаусс до 0,8—1 кГаусс. Порядка 80 кг скандия (в составе Sc2O3) в год используется для производства осветительных элементов высокой интенсивности. Иодид скандия добавляется в ртутно-газовые лампы, производящие очень правдоподобные источники искусственного света, близкого к солнечному, которые обеспечивают хорошую цветопередачу при съёмке на телекамеру. Радиоактивный изотоп 46Sc (период полураспада 83,83 сут) используется в качестве «метки» в нефтеперерабатывающей промышленности, для контроля металлургических процессов и радиотерапии раковых опухолей. Изотоп скандий-47 (период полураспада 3,35 сут) является одним из лучших источников позитронов. В атомной промышленности с успехом применяется гидрид и дейтерид скандия — прекрасные замедлители нейтронов и мишень (бустер) в мощных и компактных нейтронных генераторах. Диборид скандия (температура плавления 2250 °C) применяется в качестве компонента жаропрочных сплавов, а также как материал катодов электронных приборов. В атомной промышленности находит применение бериллид скандия в качестве отражателя нейтронов, и, в частности, этот материал, равно как и бериллид иттрия, предложен в качестве отражателя нейтронов в конструкции атомной бомбы. Важную роль оксид скандия может сыграть в медицине (высококачественные зубные протезы). Скандий используется в устройствах высокотемпературной сверхпроводимости, производстве лазерных материалов (ГСГГ). Галлий-скандий-гадолиниевый гранат (ГСГГ) при легировании его ионами хрома и неодима позволил получить 4,5 % КПД и рекордные параметры в частотном режиме генерации сверхкоротких импульсов, что создаёт весьма оптимистичные предпосылки для создания сверхмощных лазерных систем для получения термоядерных микровзрывов уже на основе чистого дейтерия (инерциальный синтез) уже в самом ближайшем будущем. Так, например, ожидается, что в ближайшие 10—13 лет лазерные материалы на основе ГСГГ и боратов скандия займут ведущую роль в разработке и оснащении лазерными системами активной обороны для самолётов и вертолётов в развитых странах, и параллельно с этим развитие крупной термоядерной энергетики с привлечением гелия-3, в смесях с гелием-3 лазерный термоядерный микровзрыв уже получен. Оксид скандия в сплаве с оксидом гольмия используется в производстве фотопреобразователей на основе кремния в качестве покрытия. Это покрытие имеет широкую область прозрачности (400—930 нм), и снижает спектральный коэффициент отражения света от кремния до 1—4 %, и при его применении у такого модифицированного фотоэлемента увеличивается ток короткого замыкания на 35—70 %, что, в свою очередь, позволяет увеличить выходную мощность фотопреобразователей в 1,4 раза. Хромит скандия используется как один из лучших и наиболее долговечных материалов для изготовления электродов МГД-генераторов, к основной керамической массе добавляют предварительно окисленный хром и спекают, что придаёт материалу повышенную прочность и электропроводность. Наряду с диоксидом циркония как электродным материалом для МГД-генераторов, хромит скандия обладает более высокой стойкостью к эрозии соединениями цезия (используемого в качестве плазмообразующей добавки). Скандий широко применяется для производства многослойных рентгеновских зеркал (композиции: скандий-вольфрам, скандий-хром, скандий-молибден). Теллурид скандия очень перспективный материал для производства термоэлементов (высокая термо-э.д.с, 255 мкВ/К и малая плотность и высокая прочность). В последние годы значительный интерес для авиакосмической и атомной техники приобрели тугоплавкие сплавы (интерметаллические соединения) скандия с рением (температура плавления до 2575 °C), рутением (температура плавления до 1840 °C), железом (температура плавления до 1600 °C), (жаропрочность, умеренная плотность и др). Важную роль в качестве огнеупорного материала специального назначения оксид скандия (температура плавления 2450 °C) играет в производстве сталеразливочных стаканов для разливки высоколегированных сталей, по стойкости в потоке жидкого металла оксид скандия превосходит все известные и применяемые материалы (так, например, наиболее устойчивый оксид иттрия уступает в 8,5 раза оксиду скандия) и в этой области, можно сказать, незаменим. Его широкому применению препятствует лишь весьма высокая цена, и в известной степени альтернативным решением в этой области является применение скандатов иттрия, армированных нитевидными кристаллами оксида алюминия для увеличения прочности), а также применение танталата скандия. Важную роль играет оксид скандия для производства фианитов, где он является самым лучшим стабилизатором. Борат скандия, равно как и борат иттрия, применяется в радиоэлектронной промышленности в качестве матрицы для люминофоров. Скандий не играет никакой биологической роли.
Заключение Элементы группы III также известны как группа скандия, в которую входят скандий (Sc), иттрий (Y) и лантаниды. Они расположены в третьем столбце таблицы Менделеева и обладают схожими свойствами. Скандий — металл серебристо-белого цвета, относительно мягкий и малоплотный. Он используется в аэрокосмической промышленности, например, при производстве легких сплавов для деталей самолетов и ракет. Иттрий — металл серебристо-белого цвета, относительно мягкий и малоплотный. Он используется в производстве люминофоров для телевизионных трубок, а также в производстве сверхпроводников, лазеров и других электронных компонентов. Лантаноиды представляют собой серию из 15 металлических элементов, следующих за иттрием в периодической таблице. Они также известны как редкоземельные элементы, потому что они относительно редко встречаются в земной коре. Они имеют множество применений, в том числе в производстве магнитов, катализаторов и систем освещения. Элементы III группы. Квитанция. Всего в курсовой работе, подготовленной на тему физико-химических свойств обычных веществ, использовано и изучено более 15 литературных источников, учебных пособий и интернет-ресурсов. Получены важные сведения об элементах III группы. Реакции, в которые вступают эти элементы, изучались и проводились в лаборатории. Список информационных источников 1. Батаева, Е. В. Задачи и упражнения по общей химии / Е.В. Батаева, А.А. Буданова. - М.: Academia, 2012. - 160 c. 2. Габриелян, О. С. Практикум по общей, неорганической и органической химии / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, Н.М. Дорофеева. - М.: Академия, 2011. - 256 c. 3. Глинка, Н. Л. Общая химия. Задачи и упражнения. Учебно-практическое пособие / Н.Л. Глинка. - М.: Юрайт, 2016. - 238 c. 4. Глинка, Н. Л. Общая химия. Задачи и упражнения. Учебное пособие / Н.Л. Глинка. - М.: Химия, 1983. - 264 c. 5. Глинка, Н. Л. Общая химия. Учебник и учебно-практическое пособие (комплект из 2 книг) / Н.Л. Глинка. - М.: Юрайт, 2013. - 226 c. 6. Елфимов, В. И. Основы общей химии. Учебное пособие / В.И. Елфимов. - М.: ИНФРА-М, 2015. - 256 c. 7. Зайцев, О. С. Химия. Учебник / О.С. Зайцев. - М.: Юрайт, 2015. - 470 c. 8. Князев, Д. А. Неорганическая химия (комплект из 2 книг) / Д.А. Князев, С.Н. Смарыгин, Н.Л. Багнавец. - М.: Юрайт, 2012. - 259 c. 9. Князев, Д. А. Неорганическая химия / Д.А. Князев, С.Н. Смарыгин. - М.: Дрофа, 2005. - 592 c. 10. Крючкова-Чернобельская, Г. М. Неорганическая химия / Г.М. Крючкова-Чернобельская. - М.: Медицина, 1980. - 384 c. 11. Лидин, Ростислав Александрович Задачи по общей и неорганической химии / Лидин Ростислав Александрович. - М.: Владос, 2004. - 827 c. 12. Общая и неорганическая химия. В 2 томах. Том 2. Химические свойства неорганических веществ. - М.: ИКЦ "Академкнига", 2006. - 544 c. 1.https://studfile.net/preview/5606819/ 2. https://studfile.net/preview/4200225/page:3/ 3. https://pandia.ru/text/81/485/81568.php 4.https://studref.com/472422/matematika_himiya_fizik/elementy_podgruppy_svoystva 5.https://studbooks.net/2268219/matematika_himiya_fizika/elementy_iiib_gruppy_podgruppa_skandiya 6. https://znanio.ru/media/lektsiya-po-teme-obschaya-harakteristika-elementov-iii-a-gruppy-2549303 7. https://otherreferats.allbest.ru/chemistry/00654880_0.html 8. https://natalibrilenova.ru/tretya-gruppa-periodicheskoj-sistemyi-v-himii/ | ||||