Lanthanide and Actinide Chemistry (Inorganic Chemistry: A Textbook Series)

Title Page......Page 2
ISBN 0470010053......Page 6
Contents......Page 10
Preface......Page 16
1.1 Introduction......Page 18
1.3 The Occurrence and Abundance of the Lanthanides......Page 19
1.5.1 Extraction......Page 20
1.5.2 Separating the Lanthanides......Page 21
1.6 The Position of the Lanthanides in the Periodic Table......Page 23
1.7 The Lanthanide Contraction......Page 24
2.1 Electron Configurations of the Lanthanides and f Orbitals......Page 26
2.3 How f Orbitals affect Properties of the Lanthanides......Page 27
2.4 The Lanthanide Contraction......Page 28
2.6 Patterns in Ionization Energies......Page 29
2.8 Patterns in Hydration Energies (Enthalpies) for the Lanthanide Ions......Page 31
2.9.1 Stability of Tetrahalides......Page 32
2.9.2 Stability of Dihalides......Page 34
2.9.3 Stability of Aqua Ions......Page 35
2.10 Patterns in Redox Potentials......Page 36
3.2.1 Properties......Page 40
3.2.2 Synthesis......Page 41
3.3.1 Trihalides......Page 42
3.3.2 Tetrahalides......Page 44
3.3.3 Dihalides......Page 45
3.3.4 Oxides......Page 46
3.7 Hydrides......Page 48
3.8 Sulfides......Page 49
4.2 Stability of Complexes......Page 52
4.3.2 Hydrated Salts......Page 54
4.3.3 Other O-Donors......Page 55
4.3.4 Complexes of B-Diketonates......Page 56
4.3.7 Crown Ether Complexes......Page 58
4.3.8 Complexes of EDTA and Related Ligands......Page 59
4.3.9 Complexes of N-Donors......Page 60
4.3.10 Complexes of Porphyrins and Related Systems......Page 61
4.3.12 Complexes of S-Donors......Page 63
4.4.1 Alkylamides......Page 64
4.4.2 Alkoxides......Page 65
4.5.1 General Principles......Page 67
4.5.2 Examples of the Coordination Numbers......Page 68
4.5.3 The Lanthanide Contraction and Coordination Numbers......Page 70
4.6 The Coordination Chemistry of the +2 and +4 States......Page 71
4.6.1 The ( +2) State......Page 72
4.6.2 The ( +4) State......Page 73
5.1 Magnetic and Spectroscopic Properties of the Ln3+ Ions......Page 78
5.2 Magnetic Properties of the Ln3+ Ions......Page 79
5.2.1 Adiabatic Demagnetization......Page 81
5.3.1 Electronic Spectra......Page 82
5.3.2 Hypersensitive Transitions......Page 85
5.4 Luminescence Spectra......Page 86
5.4.2 Antenna Effects......Page 90
5.4.3 Applications of Luminescence to Sensory Probes......Page 91
5.4.4 Fluorescence and TV......Page 92
5.4.6 Lasers......Page 93
5.5.1 B-Diketonates as NMR Shift Reagents......Page 94
5.5.2 Magnetic Resonance Imaging (MRI)......Page 95
5.5.3 What Makes a Good MRI Agent?......Page 96
5.5.4 Texaphyrins......Page 98
5.6 Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy......Page 99
5.7 Lanthanides as Probes in Biological Systems......Page 100
6.2.1 Alkyls......Page 106
6.2.2 Aryls......Page 107
6.3.1 Compounds of the Unsubstituted Cyclopentadienyl Ligand (C5H5 =Cp; C5Me5 =Cp*)......Page 108
6.3.2 Compounds [LnCp*3] (Cp* =Pentamethylcyclopentadienyl)......Page 111
6.3.3 Bis(cyclopentadienyl) Alkyls and Aryls LnCp2R......Page 112
6.3.4 Bis(pentamethylcyclopentadienyl) Alkyls......Page 113
6.4 Cyclooctatetraene Dianion Complexes......Page 115
6.5.1 Alkyls and Aryls......Page 116
6.5.3 Other Compounds......Page 117
6.7 Metal–Arene Complexes......Page 118
6.8 Carbonyls......Page 119
7.2 Scandium......Page 124
7.3.1 The Aqua Ion and Hydrated Salts......Page 125
7.3.2 Other Complexes......Page 126
7.3.3 Alkoxides and Alkylamides......Page 128
7.3.4 Patterns in Coordination Number......Page 129
7.5 Yttrium......Page 131
7.6 Promethium......Page 132
8.2.1 Oxidation of Aromatics......Page 138
8.2.3 Oxidation of Alcohols......Page 140
8.3.3 Reductions of Carbonyl Groups......Page 141
8.3.4 Barbier Reactions......Page 143
8.4 Lanthanide  B-Diketonates as Diels–Alder Catalysts......Page 144
8.5 Cerium(III) Chloride and Organocerium Compounds......Page 145
8.6 Cerium(III) Chloride and Metal Hydrides......Page 147
8.7.1 Friedel–Crafts Reactions......Page 148
8.7.3 Mannich Reactions......Page 149
8.7.4 Imino-Diels–Alder Reactions......Page 150
8.8 Alkoxides and Aryloxides......Page 151
8.9 Lanthanide Metals......Page 152
8.10 Organometallics and Catalysis......Page 153
9.2 Synthesis......Page 162
9.3.1 Extraction of Thorium......Page 164
9.4.2 Gas Centrifuge......Page 165
9.5 Characteristics of the Actinides......Page 166
9.6 Reduction Potentials of the Actinides......Page 167
9.7 Relativistic Effects......Page 169
10.2 Halides......Page 172
10.2.1 Syntheses......Page 173
10.2.2 Structure Types......Page 175
10.3 Thorium Halides......Page 176
10.4 Uranium Halides......Page 177
10.4.3 Uranium (IV) Compounds......Page 178
10.4.5 Uranium Hexafluoride and Isotope Separation......Page 180
10.5.2 Protactinium......Page 182
10.5.4 Plutonium......Page 183
10.5.5 Americium......Page 184
10.6.3 Einsteinium(III) Chloride......Page 185
10.7.2 Uranium Oxides......Page 186
10.9 Oxyhalides......Page 187
11.2 General Patterns in the Coordination Chemistry of the Actinides......Page 190
11.4 Types of Complex Formed......Page 191
11.5.1 Uranyl Complexes......Page 192
11.5.2 Coordination Numbers and Geometries in Uranyl Complexes......Page 194
11.5.3 Some Other Complexes......Page 195
11.5.5 Nuclear Waste Processing......Page 196
11.6.2 Uranium(IV) Nitrate Complexes......Page 197
11.6.3 Complexes of the Actinide(IV) Halides......Page 198
11.7 Thiocyanates......Page 200
11.8.1 Amide Chemistry......Page 201
11.8.2 Alkoxides and Aryloxides......Page 202
11.9 Chemistry of Actinium......Page 203
11.10 Chemistry of Protactinium......Page 204
11.11.1 Complexes of Neptunium......Page 205
11.12.1 Aqueous Chemistry......Page 206
11.12.2 The Stability of the Oxidation States of Plutonium......Page 207
11.12.3 Coordination Chemistry of Plutonium......Page 208
11.12.4 Plutonium in the Environment......Page 210
11.13.1 Potentials......Page 212
11.14 Chemistry of the Later Actinides......Page 213
12.1 Introduction......Page 218
12.2.1 Uranium(VI)–UO2 2 +–f 0......Page 219
12.2.2 Uranium(V)–f 1......Page 220
12.2.3 Uranium(IV)–f 2......Page 221
12.2.4 Spectra of the Later Actinides......Page 223
12.3 Magnetic Properties......Page 224
13.2 Simple  0-Bonded Organometallics......Page 226
13.3.3 Oxidation State (IV)......Page 228
13.3.4 Oxidation State (III)......Page 231
13.4.1 Oxidation State(IV)......Page 232
13.4.2 Cationic Species and Catalysts......Page 233
13.4.3 Hydrides......Page 234
13.4.4 Oxidation State (III)......Page 235
13.7 Cyclooctatetraene Dianion Compounds......Page 236
13.8 Arene Complexes......Page 238
13.9 Carbonyls......Page 239
14.1 Introduction......Page 242
14.3 Synthesis of the Transactinides......Page 243
14.4 Naming the Transactinides......Page 246
14.6 Identifying the Elements......Page 247
14.7 Predicting Chemistry of the Transactinides......Page 250
14.8.3 Element 106......Page 251
14.8.5 Element 108......Page 252
14.9 And the Future?......Page 253
Bibliography......Page 254
Index......Page 270