Теплота випаровування (ΔH₍vap₎) рідкоземельних металів — це кількість енергії, необхідна для переходу 1 моля металу з рідкого стану в газоподібний за температури кипіння.
Рідкоземельні метали (РЗМ) — це лантаноїди (La–Lu), а також Sc і Y (за хімічною спорідненістю).
1. Загальні особливості
- ΔH₍vap₎ у РЗМ досить висока через:
- металевий зв’язок;
- високу температуру кипіння;
- значну енергію когезії.
- Типові значення:
≈ 300–430 кДж/моль - У ряді лантаноїдів спостерігається поступове зростання теплоти випаровування внаслідок лантаноїдного стискання.
2. Орієнтовні значення теплоти випаровування
| Елемент | ΔH₍vap₎, кДж/моль |
|---|---|
| Sc | ≈ 375 |
| Y | ≈ 380 |
| La | ≈ 400 |
| Ce | ≈ 415 |
| Pr | ≈ 330 |
| Nd | ≈ 330 |
| Sm | ≈ 300 |
| Eu | ≈ 175–180 (аномально низька) |
| Gd | ≈ 400 |
| Tb | ≈ 390 |
| Dy | ≈ 410 |
| Ho | ≈ 415 |
| Er | ≈ 430 |
| Tm | ≈ 415 |
| Yb | ≈ 150–160 (аномально низька) |
| Lu | ≈ 425 |
| Елемент | ΔНисп, ккал/моль |
| La Лантан | 96 |
| Ce Церий | 95 |
| Pr Празеодим | 79 |
| Nd Неодим | 69 |
| Sm Самарій | 46 |
| Eu Європій | 42 |
| Gd Гадоли́ний | 72 |
| Tb Тербій | 70 |
| Dy Диспрозій | 67 |
| Ho Гольмій | 67 |
| Er Ербій | 67 |
| Tu Тулій | 59 |
| Yb Ітербій | 38 |
| Lu Лютецій | 99 |
| Y Ітрій | 93 |
3. Аномалії (Eu та Yb)
Європій (Eu) і Ітербій (Yb) мають:
- стабільні електронні конфігурації (Eu²⁺, Yb²⁺);
- слабший металевий зв’язок;
- значно нижчу теплоту випаровування, ніж сусідні лантаноїди.
4. Порівняння з іншими металами
- Fe: ≈ 340 кДж/моль
- Cu: ≈ 300 кДж/моль
- W: ≈ 850 кДж/моль
Отже, РЗМ мають вищу ΔH₍vap₎, ніж більшість перехідних металів, але нижчу, ніж тугоплавкі метали типу W, Mo.
5. Практичне значення
- Важливо для:
- вакуумної металургії;
- випаровування та напилення плівок;
- термодинамічних розрахунків;
- ядерних і магнітних матеріалів.