Энергии связи молекул и ионов иодидов лантаноидов

ЭНЕРГИИ СВЯЗИ МОЛЕКУЛ И ИОНОВ ИОДИДОВ ЛАНТАНОИДОВ

, , ,

Ивановский государственный химико-технологический университет, Россия
e-mail: [e-mail]

Химия лантаноидов и их соединений является одним из перспективных направлений развития таких областей, как атомная, металлургическая, химическая, стекольная, керамическая промышленность, возобновляемые источники энергии, катализаторы, люминесцентные и магнитные материалы. Среди лантаноидов (Ln) есть группа элементов Sm, Eu, Tm, Yb, которые могут находиться в двух(II)- и трехвалентном(III) состоянии, что существенно выделяет их свойства на фоне других Ln(III). Целью этой работы является определение энергий связи в молекулах и ионах иодидов Sm, Eu, Tm, Yb для развития теории химической связи в соединениях 4f – элементов.

Эксперименты проводились на масс-спектрометре МИ1201, модернизированном и автоматизированном для высокотемпературных исследований [1]. Исследование ди - и трииодидов лантаноидов было осложнено протеканием реакций диспропорционирования LnI2:

3LnI2,тв => Lnтв + 2LnI3,тв, (1)

и разложения LnI3: 2LnI3,тв => 2LnI2,тв + I2,газ. (2)

Рис. 1. Зависимости средней энергии связи от типа молекул и ионов иодидов лантаноидов

Впервые установлено, что трииодиды Sm и Yb разлагаются при температурах менее 900 K, что приводит к инконгруэнтному характеру испарения на начальной стадии и образованию дииодидов в конденсированной фазе. Испарение TmI3 при температурах ниже 1000 K можно считать конгруентным.

Дииодиды Sm, Eu и Yb не подвержены диспропорционированию, в отличие от TmI2, который диспропорционирует при высоких температурах на Tm и TmI3 при этом в паре преобладают молекулы TmI3. Для определения энергий связи в молекулах LnI2, LnI3 и ионах LnI+ LnI2+, LnI3+ использована предложенная нами методика, которая основана на получении функций эффективности ионизации и определении энергий появления ионов методом экстраполированных разностей. С использованием методики измерения ионных токов при низкой энергии ионизирующих электронов (для исключения диссоциативной ионизацию молекул) рассчитаны энтальпии реакций по третьему закону термодинамики:

Ba + LnI = BaI + Ln, (3)

на основе которых определены энтальпии образования молекул EuI, SmI и YbI. Измеримые количества участников реакции (3) были получены при исследовании систем Ba-Ln-BaI2-LnI2. Полученные результаты представлены на рисунке в виде зависимости средней энергии связи от типа молекул и ионов.

Литература

1. , , // Приборы и техника эксперимента. 1 (2014) 139.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента РФ (проект МК-6762.2013.3) и Российского Фонда Фундаментальных Исследований (проект №14-03-31021_мол_а).