无机化学(第六版)电子教案——大连理工大学 (18)
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(1-4章)【圣才出
RT1
8.314 320.15
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（2）已知 p1＝1.02atm×101.325kPa/（1atm）＝103.4kPa，V1＝3.5×103L，V2＝5.10×103L，
T1＝T2＝273.15K。
由于 n，T 恒定，p1V1＝p2V2，因此
表 1-1-2 稀溶液的依数性
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1.2 课后习题详解
1．有多个用氦气填充的气象探测气球，在使用过程中，气球中氦的物质的量保持不变， 它们的初始状态和最终状态的实验数据如下表所示。试通过计算确定表中空位所对应的物理 量，以及由（2）的始态求得 M（He）和（3）的始态条件下ρ（He）。
某组分气体 B 的分压 pB 是 B 组分在相同温度下，与混合气体体积相同时所具有的压力，
分压 pB 与混合气体总压 p 间的关系为
pB
nB n
p
xB p
式中，xB 为组分 B 的物质的量分数，即摩尔分数。
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四、分体积定律
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分体积定律：混合气体体积等于各组分气体的分体积之和。
V V1 V2 VB
B
某组分气体 B 的分体积 VB 是 B 组分单独存在且与混合气体有相同压力和温度时所占体
积，分体积 VB 与混合气体总体积 V 间的关系为
pB p
nB n
VB V
xB
B
式中，xB 为组分 B 的摩尔分数；φB 为组分 B 的体积分数。
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《无机化学(第六版)》电子教案 第五章 酸碱反应和配位反应
5.3.3 盐类的水解反应
1.强酸弱碱盐（离子酸）
NH4Cl(s) H2O(l) NH4+(aq) + Cl-(aq)
H2O(l) + H2O(l) H3O+(aq) + OH-(aq) (1) Kw
α(NH4+)= {cx}
=
7.5×10-6 0.10
=0.0075%
2. 弱酸强碱盐（离子碱） NaAc , NaCN……一元弱酸强碱盐的水
溶液呈碱性，因为弱酸阴离子在水中发生水 解反应。如在NaAc水溶液中：
Ac-(aq) + H2O(l)
HAc(aq) + OH-(aq)
Kb
(Ac-)=
解： NH3(aq) + H2O(l) NH4+(aq) + OH-(aq)
c0 /mol·L-1 0.200
0
0
ceq 0.200(1– 0.95%) 0.200×0.95% 0.200×0.95%
/mol·L-1
c(OH-) = 0.200×0.95% mol ·L-1 =1.9×10-3 mol ·L-1
T ， K W
5.2.2 溶液的pH
pH = -lg{c(H3O+)} 令 pOH = -lg{c(OH-)} 25℃时， 根据 Kw = {c(H3O+)}{c(OH-)}=1.0×10-14 即 -lg{c(H+)}-lg{c(OH-)} = -lgKw =14
pH + pOH = pKw =14
0
0
cα cα
《无机化学》电子教案
《无机化学》电子教案第一章：绪论1.1 课程介绍了解无机化学的定义、范围和研究内容理解无机化学在自然科学和实际应用中的重要性1.2 无机化学的发展简史回顾无机化学的发展历程了解著名无机化学家的主要贡献1.3 无机化学的研究方法熟悉无机化学的研究方法和技术了解无机化学实验的基本操作和技能1.4 化学方程式和化学计量学掌握化学方程式的表示方法和书写规则理解化学计量学的基本原理和计算方法第二章：元素周期律与元素周期表2.1 元素周期律的发现了解门捷列夫和元素周期律的发现过程理解元素周期律的内涵和意义2.2 元素周期表的结构和特点熟悉元素周期表的横行和纵列划分掌握元素周期表中族和周期的分布规律2.3 元素的主要性质与位置的关系分析元素周期表中元素的性质变化规律理解元素周期律对元素性质预测的依据2.4 稀有气体元素了解稀有气体元素的基本性质和用途掌握稀有气体元素在元素周期表中的位置第三章：原子结构与元素性质3.1 原子结构的基本概念掌握原子的组成和结构理解原子核外电子的排布和能级3.2 元素周期律的量子化学解释了解量子化学对元素周期律的解释理解主量子数、角量子数和磁量子数对元素性质的影响3.3 元素的主要性质熟悉元素的电子亲和能、电负性和金属性等概念分析元素性质的周期性变化规律3.4 元素的分组和族掌握元素周期表中各分组和族的特征理解元素分组和族与元素性质的关系第四章：化学键与晶体结构4.1 化学键的类型熟悉离子键、共价键、金属键和氢键等基本概念分析不同类型化学键的形成和特点4.2 离子晶体结构与性质了解离子晶体的构成和特点掌握离子晶体的熔点、溶解性和电导率等性质4.3 原子晶体结构与性质熟悉原子晶体的构成和特点掌握原子晶体的熔点、硬度和热稳定性等性质4.4 分子晶体结构与性质了解分子晶体的构成和特点掌握分子晶体的熔点、沸点和溶解性等性质第五章：溶液与离子平衡5.1 溶液的基本概念理解溶液的定义、分类和组成掌握溶液的制备方法和浓度表示方法5.2 离子平衡理论了解酸碱理论、氧化还原理论和配位化学基本概念分析离子平衡反应的特点和条件5.3 酸碱平衡与酸碱滴定熟悉酸碱平衡的计算方法和滴定分析技术掌握常见酸碱滴定方法及其应用5.4 沉淀平衡与沉淀溶解了解沉淀平衡的原理和溶度积的概念掌握沉淀溶解平衡的调控方法和应用第六章：氧化还原反应6.1 氧化还原反应的基本概念理解氧化还原反应的定义和特征掌握氧化数的概念和变化规律6.2 电子转移与电极电势熟悉电子转移的机制和过程理解电极电势的定义和应用6.3 电池和电解质掌握原电池和电解质溶液的基本原理分析电池的电动势和电解质的离子化程度6.4 氧化还原反应的应用了解氧化还原反应在工业、环境和生物中的应用掌握氧化还原反应在分析化学中的应用第七章：配位化学7.1 配位化学的基本概念理解配位键的形成和特点掌握配位化合物的命名规则7.2 配位化合物的结构熟悉配位化合物的立体结构和光谱性质理解配位场理论的基本原理7.3 配位化合物的性质与应用掌握配位化合物的稳定性、反应性和催化性了解配位化合物在材料科学和生物化学中的应用7.4 配合滴定法熟悉配合滴定法的原理和操作步骤掌握配合滴定法在分析化学中的应用第八章：原子吸收与发射光谱分析8.1 原子吸收光谱分析理解原子吸收光谱分析的原理和仪器结构掌握原子吸收光谱分析的方法和应用8.2 原子发射光谱分析熟悉原子发射光谱分析的原理和仪器结构掌握原子发射光谱分析的方法和应用8.3 光谱干扰与校正了解光谱干扰的原因和类型掌握光谱干扰的校正方法和技巧8.4 光谱分析在无机化学分析中的应用熟悉光谱分析在环境监测、生物分析和材料研究中的应用掌握光谱分析在无机化学分析中的重要性和局限性第九章：有机金属化学9.1 有机金属化合物的基本概念理解有机金属化合物的定义和特点掌握有机金属化合物的命名规则9.2 有机金属化合物的结构与性质熟悉有机金属化合物的立体结构和光谱性质理解有机金属化合物的反应性和催化性9.3 有机金属化学的应用掌握有机金属化合物在有机合成和材料科学中的应用了解有机金属化学在生物化学和药物化学中的应用9.4 有机金属化合物的合成方法熟悉有机金属化合物的合成方法和策略掌握有机金属化合物的实验室制备技术第十章：无机化学实验技能10.1 实验基本操作与安全掌握无机化学实验的基本操作技巧理解实验室安全的重要性和防护措施10.2 溶液的配制与浓度测定熟悉溶液的配制方法和浓度表示方法掌握溶液的浓度测定技术和误差分析10.3 常见仪器的使用与维护了解常见无机化学实验仪器的结构和功能掌握实验仪器的使用方法和维护技巧熟悉实验数据的收集、处理和分析方法重点和难点解析：1. 第一章中的1.4节：化学方程式和化学计量学。
《无机化学》电子教案
无机材料可用于环境治理和保 护，如催化剂用于降低汽车尾 气排放；吸附剂用于处理废水 和废气中的有害物质。
无机材料在生物医学领域的应 用包括生物陶瓷用于制造人工 关节、牙齿等医疗器械；无机 纳米材料用于药物传递和疾病 诊断等。
07 实验技能培养与 实验操作规范
实验技能培养目标和要求
掌握无机化学实验的基本操作和技能，包括实验仪器的使用、实验数据的测量和记 录、实验现象的观察和分析等。
实验过程中要保持安静和专注，禁止大 声喧哗或做与实验无关的事情。
进入实验室前必须穿戴好实验服和护目 镜等个人防护用品，禁止穿拖鞋或短裤 进入实验室。
在进行实验操作时，必须严格遵守实验 操作规程和安全注意事项，禁止私自更 改实验步骤或药品用量。
实验报告撰写和成绩评定标准
实验报告应包括实验目的、原理、步骤、数据记 录、结果分析和讨论等部分，要求内容完整、数 据准确、分析深入。
在溶液中进行的化学反应，包括沉淀法、 水解法、溶胶-凝胶法等，用于合成各种无 机纳米材料、薄膜等。
气相法
电化学法
利用气体间的化学反应合成无机化合物， 如化学气相沉积（CVD）制备薄膜、纳米 线等。
通过电化学反应合成无机化合物，如电沉 积、电泳沉积等制备无机薄膜、涂层等。
无机材料制备技术举例
陶瓷制备技术
金属键
金属原子间通过自由电子形成的化学键。金属键无方向性 和饱和性，金属原子可形成金属晶体，具有导电、导热和 延展性等特性。
分子间作用力和氢键
分子间作用力
存在于分子之间的相互作用力，包括范德华力和氢键。范德华力是分子间瞬时偶极矩之间的相互作用 力，普遍存在于所有分子之间；氢键是一种特殊的分子间作用力，存在于含有N、O、F等元素的分子 之间，对物质的熔沸点、溶解度等性质有显著影响。
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(13-18章)【圣
2．p 区元素特征 （1）各族元素性质自上而下呈规律性变化 同族自上而下：原子半径↑，金属性↑，非金属性↓。 （2）多种氧化值 ns2np1～6 的价电子构型使大部分 p 区元素具有多种氧化值。 （3）电负性大 电负性：p 区元素＞s 区元素。 （4）第二周期元素具有反常性 第二周期元素单键键能（N、O、F）＜第三周期元素单键键能（P、S、Cl）。 （5）第四周期元素表现出异样性 d 区元素的插入，使第四周期元素的原子半径显著减小，性质展现出特殊性。
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第 13 章 p 区元素（一）
13.1 复习笔记
一、p 区元素概述 1．p 区元素 p 区元素：除 H 以外的所有非金属元素和部分金属元素。 惰性电子对效应：同族元素，自上而下，氧化值低的化合物的稳定性高于氧化值高的化 合物的现象。
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③加合反应：B2H6＋2NH3→[BH2·（NH3）2]＋＋[BH4]－ 【注意】①乙硼烷自燃和水解放热较大，可用于制作火箭燃料。②乙硼烷是剧毒物质， 空气中其最高允许含量为 0.1µg/g。 （2）硼的含氧化合物 ①三氧化二硼 B2O3 a．物理性质 颜色：白色固体；密度：2.55g·cm－3；熔点：450C。 b．化学性质 被碱金属还原：B2O3＋3Mg→2B＋3MgO 与水反应：
B 2 O 3 HH 22OO 2 H B O 2 HH 22OO 2 H 3 B O 3
②硼酸 H3BO3 化学性质：硼酸为一元弱酸（固体酸）；与多羟基化合物发生加合反应；受热易分解。 ③硼砂 硼砂：硼酸盐的一种，水解呈碱性；溶液中，n（H3BO3）＝n（B（OH）4－），具有缓冲 作用。 （3）硼的卤化物 ①三卤化硼 BX3 BX3 在湿空气中发生水解反应 BX3＋3H2O→B（OH）3＋3HX ②氟硼酸 H[BF4] H[BF4]的酸性比 HF 强，可利用 BF3 的水解制备，反应方程为
《无机化学》电子教案
《无机化学》电子教案第一章：绪论1.1 课程介绍了解《无机化学》课程的重要性及其在化学科学中的地位。
理解无机化学的基本概念和研究方法。
1.2 无机化学的发展简史回顾无机化学的起源和发展过程。
了解著名无机化学家及其主要贡献。
1.3 无机化学的研究内容掌握无机化合物的分类和性质。
了解无机化学的研究领域和应用。
1.4 学习方法指导掌握正确的无机化学学习方法和技巧。
培养学生的实验操作能力和科学思维。
第二章：元素周期律与元素周期表2.1 原子结构与元素周期律理解原子结构的基本原理。
掌握元素周期律的规律。
2.2 元素周期表的结构与特点熟悉元素周期表的排列方式。
了解周期表中各个区的特点。
2.3 元素的主要性质掌握主族元素的性质及其规律。
了解过渡元素和稀有气体的性质。
2.4 学习方法指导培养学生的元素周期表应用能力。
引导学生通过实例分析元素性质的规律。
第三章：原子结构与元素性质3.1 原子核外电子的排布理解原子的电子排布规律。
掌握原子轨道的填充原理。
3.2 元素周期律的实质理解元素周期律的微观解释。
掌握元素周期律的应用。
3.3 元素的主要化合价熟悉元素的化合价及其变化规律。
理解化合价的电子转移原理。
3.4 学习方法指导培养学生的元素性质分析能力。
引导学生通过实例理解元素性质的变化规律。
第四章：化学键与分子结构4.1 化学键的类型理解离子键、共价键和金属键的特点。
掌握化学键的判定方法。
4.2 分子的几何构型熟悉分子的VSEPR模型。
理解分子的立体构型与键角的关系。
4.3 键的极性与分子的极性掌握键的极性判断方法。
理解分子的极性与分子性质的关系。
4.4 学习方法指导培养学生的分子结构分析能力。
引导学生通过实例理解化学键与分子结构的关系。
第五章：氧化还原反应5.1 氧化还原反应的基本概念理解氧化还原反应的定义及其特征。
掌握氧化数的概念及变化规律。
5.2 电子转移与电荷守恒理解电子转移的原理。
掌握电荷守恒定律在氧化还原反应中的应用。
无机化学(第六版)电子教案——大连理工大学 (1)
积完全可以忽略。
pV = nRT
R---- 摩尔气体常量
在STP下，p =101.325kPa, T = 273.15K
n=1.0 mol时, Vm= 22.414L = 22.414×10-3m3
R=
PV nT
=
101325Pa22.41410-3m3 1.0mol273.15K
R = 8.314 kPaLK-1mol-1
pM
= RT
例1-1 在实验室中，经常会用到无水 无氧操作。操作前必须将装置中的气体用 无水无氧的氮气置换。氮气是由氮气钢瓶 提供的，其容积为50.0 L，温度为 25 ℃、 压力为15.2 MPa。
(1) 计算钢瓶中氮气的物质的量n(N2)和 质量m(N2)；
(2) 若将实验装置用氮气置换了五次后， 钢瓶压力下降至13.8 MPa。计算在25 ℃， 0.100 MPa下，平均每次耗用氮气的体积。
= 306.8 mol 28.0g·mol-1
= 8.59103g = 8.59 kg
(2) 已知：p2= 13.8MPa，V=50.0L，T=298K
n2(N2) =
p2V RT
=
13.8103kPa 50.0L 8.314J·mol-1·K-1 298K
= 278.5mol 消耗了的氮气的物质的量为：
= 9.2102 kPa
p2(He) =
0.10M Pa 12 L
5.0 L
= 2.4102 kPa
p = p2(O2) + p2(He) = (9.2 + 2.4)102 kPa = 1.16103 kPa = 1.16 MPa
例1-4：某容器中含有CO2、O2 、N2等 气体的混合物。取样分析后，得知其中 n(CO2)=0.320mol ， n(O2)=0.180mol ， n(N2)=0.700mol 。 混 合 气 体 的 总 压 p=133.0kPa。试计算各组分气体的分压。
大连理工大学无机化学电子教案_0
大连理工大学无机化学电子教案1.判断，考的很多，第一道就是给出一元弱的那个与解离度的公式，问你所以溶液越稀释，酸性越强，让你判断。
还有几道题，比如B2H6是平面型分子，中心B采取SP3杂化，让你判断；N,O电子亲和能的比较，有一个是各种卤代Fe化合物的稳定性，氧族元素氢化物的稳定性，剩下的记不住了。
总之，没有几个对的感觉。
2.选择，真个真的没法记下来，总之今年考的很简单，有一道题比较恶心，我在复习的时候跳过这个知识点了，结果考了一个晶体场稳定化能这个知识，我记得高教第五版教材是选学的，不会做。
3.填空，氢氰酸的共价键类型，分子轨道，配合物那个命名，总之很全，很简单。
4.化学方程式：1.硫酸铬在酸性条件下与过二硫化铵的反应2.亚硝酸铵的分解3.高锰酸根离子在碱性条件下与亚硫酸根的反应4.PbS与浓HNO3的反应还有一个实在记不住了。
5.第一小题让你解释，B为什么形成的配合物是4配位数，Al形成的配位数可以是4；5；6.第二小题文字推断，让你判断那个化合物是什么钠盐，很遗憾，我始终想不起来是什么，就只好提示到这里了。
第三小题，图表推断，三价铁和三价钴还有二价镍的推断，很简单。
6.计算，常规题型，第一个是气体那部分的计算，平衡常数，自由能公式。
第二题，溶度积和稳定常数的计算，判断最低浓度的问题，第三题电化学。
总而言之，这张卷子整体难度不是很大，只不过计算题很遗憾，第一题PV=nRT那个公式我记不住R是多少了，我以为题中会给的，第一题就没写。
除了化学方程式我个人觉得有点偏难，偏怪之外，其余还是很符合考纲要求的。
祝各位读者好运。
大连理工大学《无机化学》自测练习题第一章气体一、判断1、氨的沸点是-33℃，可将100kPa、－20℃时的氨气看作理想气体。
... ...... ...2、在相同温度和压力下，气体的物质的量与它的体积成反比。
... ..... ... ..........3、质量相同的N2和O2，在同温同压下，它们的体积比为7：8。
《无机化学(第六版)》电子教案 第三篇 元素化学
• 用途 NaOH 俗称烧碱，是重要的化工原料，
应用广泛。 Ca(OH)2 俗称熟石灰或消石灰， 价格低廉，大量用于化工和建筑工业。
12.3.4 重要盐类及其性质
卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐等。 1. 晶体类型：
绝大多数是离子晶体，但碱土金属卤 化物有一定的共价性。
例如：Be2+ 极化力强， BeCl2 已过渡 为共价化合物。
2. 铍与铝的相似性： • 铍与铝都是两性金属，既能溶于酸，也能 溶于强碱； • 金属铍与铝都能被冷的浓硝酸钝化； • 铍与铝的氧化物均熔点高，硬度大； • 铍与铝的氢氧化物都是两性氢氧化物； • 铍与铝的氯化物都是共价型的，易升华， 易聚合，易溶于有机溶剂； • 铍与铝的氟化物都能与碱金属的氟化物形 成配合物。
所以，E (Li+/Li)比E (Cs+/Cs)还小。
§12.2 s区元素的单质
12.2.1 单质的物理性质和化学性质 12.2.2 s区元素的存在和单质的制备
12.2.1 单质的物理性质和化学性质
1. 物理性质
Li
NaKRbCs源自Be Mg Ca Sr Ba
单质的物理性质： 有金属光泽 密度小 硬度小 熔点低 导电、导热性好
Li2O + CO2
Li2CO3
2Na2O2 + 2CO2
2Na2CO3 + O2(g)
4KO2 + 2CO2
2K2CO3 + 3O2(g)
4. 用途
BeO和MgO可作为耐高温材料和高温
陶瓷，生石灰(CaO)是重要的建筑材料。
Na2O2 和 KO2 都可用作缺氧条件作业 时的供氧剂和二氧化碳吸收剂。在工业生
60%CaCl2的混合物 。 K：850℃下，用金属钠还原氯化钾。 铷、铯：800℃左右、减压下，用钙
无机化学(下)(大连理工大学建设的慕课)
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2．掌握常见元素单质和化合物的性质，能够利用无机化学的基础知识进行自主实验，解决化学实验中相关 的问题；
3．能够将化学基础知识与专业知识结合，解决化学工程相关的科学问题，有效地进行实验设计与操作。
4．培养学生具有良好的思想素质、文化修养、社会道德。使学生具有责任担当、贡献社会、保护环境等意 识。
5．适应现代技术的发展，具有知识自主更新能力，了解化学化工的发展现状和趋势，具有适应化工新技术 发展的能力。
无机化学（下）（大连理工大 学建设的慕课）
大连理工大学建设的慕课
01 授课目标
03 预备知识
目录
02 课程大纲 04 参考资料
基本信息
无机化学（下）课程是大连理工大学建设的慕课，授课教师为孟长功、胡涛、于永鲜等。
授课目标
授课目标
1．学习无机化学基础知识和基本理论，掌握化学热力学、化学动力学、物质结构的基础知识，具有运用化 学的基础理论和技术手段分析、决实际问题的能力；
课程大纲
课程大纲
第12章 s区元素 1 s区元素概述 2 s区元素的单质 3 s区元素的化合物 4锂铍的特殊性对角线规则 扩展阅读 元素化学实验视频 第12章单元测验 课程的课后作业 第13章 p区元素(一) 扩展阅读
Байду номын сангаас
预备知识
预备知识
具有高中基础
参考资料
参考资料
1．使用教材 《无机化学》（第六版），孟长功主编，大连理工大学无机化学教研室编，高等教育出版社，2018 2．主要参考书 （1） 《无机化学精要与习题解析》，于永鲜等编，高等教育出版社， 2019 （2） 《无机化学学习指导》，大连理工大学无机化学教研室著，大连理工大学出版社， 2010 （3） 《化学概论学习指导》，胡涛主编，高等教育出版社，2021
无机化学电子教案
无机化学电子教案 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012第1章原子结构与元素周期系[教学要求]1．掌握近代理论在解决核外电子运动状态问题上的重要结论：电子云概念，四个量子数的意义，s、p、d原子轨道和电子云分布的图象。
2．了解屏蔽效应和钻穿效应对多电子原子能级的影响，熟练掌握核外电子的排布。
3．从原子结构与元素周期系的关系，了解元素某些性质的周期性。
[教学重点]1．量子力学对核外电子运动状态的描述。
2．基态原子电子组态的构造原理。
3．元素的位置、结构、性质之间的关系。
[教学难点]1．核外电子的运动状态。
2．元素原子的价电子构型。
[教学时数]8学时[教学内容]1．核外电子运动的特殊性：核外电子运动的量子化特征（氢原子光谱和玻尔理论）。
核外电子运动的波粒二象性（德布罗衣的预言，电子的衍射试验，测不准关系）。
2．核外电子运动状态的描述：波函数、电子云及其图象表示（径向与角度分布图）。
波函数、原子轨道和电子云的区别与联系。
四个量子数（主量子数n，角量子数l，磁量子数m，自旋量子数ms）。
3．核外电子排布和元素周期表；多电子原子的能级（屏蔽效应，钻穿效应，近似能级图，原子能级与原子序数关系图）。
核外电子排布原理和电子排布（能量最低原理，保里原理，洪特规则）。
原子结构与元素周期性的关系（元素性质呈周期性的原因，电子层结构和周期的划分，电子层结构和族的划分，电子层结构和元素的分区）。
4．元素某些性质的周期性，原子半径，电离势，电子亲和势，电负性。
1-1道尔顿原子论古代自然哲学家对物质之源的臆测：本原论（元素论）和微粒论（原子论）古希腊哲学家德谟克利特（Democritus,约460—370BC）：宇宙由虚空和原子构成，每一种物质由一种原子构成。
波意耳：第一次给出了化学元素的操作性定义----化学元素是用物理方法不能再分解的最基本的物质组分，化学相互作用是通过最小微粒进行的，一切元素都是由这样的最小微粒组成的。
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钷 4f56s2 4f4 4 粉红｜淡黄 4 4f10 4f116s2 钬
钐 4f66s2 4f5 5 浅黄 5 4f9 4f106s2 镝
铕 4f76s2 4f6 6 浅粉红 6 4f8 4f96s2 铽
钆 4f75d16s2 4f7 7 无色 7 4f7 f75d16s2 钆
18.1.3 镧系元素的单质
18.1.2 镧系元素概述
1. 镧系元素的价电子构型和性质
原子 元素 序数 符号
元素 名称
39 Y
钇
57 La
镧
58 Ce
铈
59 Pr
镨
60 Nd
钕
61 Pm
钷
62 Sm
钐
63 Eu
铕
64 Gd
钆
65 Tb
铽
66 Dy
镝
67 Ho
钬
68 Er
铒
69 Tm
铥
70 Yb
镱
71 Lu
镥
价层电子 结构
4d15s2 5d16s2 4f15d16s2 4f36s2 4f46s2 4f56s2 4f66s2 4f76s2 4f75d16s2 4f96s2 4f106s2 4f116s2 4f126s2 4f136s2 4f146s2 4f145d16s2
稀土元素性质相似，将混生的 稀土加以分离是极其困难而有意义 的工作。
经常用到的分离方法有：离子交 换法、溶剂萃取法和化学法（重结晶 法）。
4. 稀土金属的制备
(1) 金属热还原法 (2) 熔盐电解法
18.1.4 镧系元素的重要化合物
1. Ln(Ⅲ)的化合物 除Pr2O3为深蓝，Nb2O3为浅蓝，Er2O
为粉红外，其他Ln2O3均为白色。 Ln(OH)3 具有碱性，碱性介于
Ca(OH)2 和 Al(OH)3 之间。Ln(OH)3均难 溶于水。其溶解度随温度升高而降低。
Ln(OH)3 的溶度积比碱土金属的氢氧化物 溶度积小得多。
镧系元素氟化物难溶于水，其他卤化 物多易形成水合物。
镧系元素的草酸盐溶解度也很小，是 非常重要的稀土化合物。
§18.1 镧系元素
18.1.1 稀土元素简介 18.1.2 镧系元素概述 18.1.3 镧系元素的单质 18.1.4 镧系元素的重要化合物
18.1.1 稀土元素简介
15 种镧系元素加上与之性质相似的 IIIB 族的钇( Y)和镥(Lu)，共 16 种元素， 称为稀土元素，常用 RE 表示。
镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、 钐Sm、铕Eu，称为铈组稀土或轻稀土。
1. 镧系金属单质的化学性质 镧系金属单质的化学性质活泼，都
是较强的还原剂，还原能力仅次碱金属， 而和镁接近。镧系金属单质远比金属铝 和锌活泼。
镧系金属单质保存时均在表面涂蜡， 以免发生氧化。
2. 镧系元素的提取
(1) NaOH分解法 (2) H2SO4分解法 (3) 氯-碳分解法
3. 稀土元素的分离
其实稀土元素并不很稀少。Ce 地壳 中的质量分数为 6.8 10－3 %。比 Cu 含 量多。
其实稀土元素并不很稀少。Ce 地壳 中的质量分数为 6.8 10－3 %。比 Cu 含 量多。
含量高的稀土矿物有数十种，其中磷 酸盐矿物居多。独居石是最重要的稀土磷 酸盐矿物。
我国的稀土储量占世界第一位。 由于稀土元素半径相近，性质相似， 往往以混合矿物形式存在。
Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 钆铽 镝 钬 铒 铥 镱 镥
锕系包括从 89 号锕 Ac 到 103 号 铹 Lr，共 15 种元素。
锕系元素常用 An 表示。
Ac Th Pa U Np Pu Am Cm 锕钍镤铀镎 钚镅 锔
Bk Cf Es Fm Md No Lr 锫 锎 锿 镄钔 锘 铹
4. 离子的颜色
Y3+ 的电子构型为 4s24p6，没有 d 电子和 d-d 跃迁， Y3+ 经常是无色的。
Ln3+ 的颜色取决于它的吸收光谱， 主要的显色机理为 f-f 跃迁。
Ln3+ 的电子构型及颜色
元 素 名 称
Ln 电子 构型
Ln3+ Ln3+ 电子 单电
构型 子数
M3+ 的颜色
Ln3+ Ln3+ 单电 电子
1986 1855 1955 2093 2142 (2150) 2267 2410 1996 2122 2203 2210 2197 2292 2424 2027
2. 原子半径、离子半径和镧系收缩 3. 氧化值
镧系元素的特征氧化值是 +3 。 Ce ，Pr 和 Tb 还具有较为稳定的 +4 氧化值； Sm，Eu 和 Yb 还具有较为稳定的 +2 氧化数。 +3 氧化数是稀土元素最稳定的氧化 数。其根本原因在于稀土元素的电离能 I1 + I2 + I3 之和较小。
盐类中弱酸盐一般难溶，强酸盐易溶。
2. Ln(Ⅱ)和Ln(Ⅳ)的化合物
钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、 铥Tm、镱Yb、镥Lu，外加钇Y ，称为钇 组稀土或重稀土。
区别轻稀土和重稀土的根据是金属的 密度。但钇却是由于性质与其他重稀土相 近，难于分离，才列为重稀土。
稀土元素可认为属于IIIB 族。稀是指 稀少。土是指不溶于水的性质。这里特指 IIIA 族铝的氧化物大量存在于土壤中且不 溶于水。
原子半径 / pm
180 188 182 183 182 180 180 204 180 178 177 177 176 175 194 173
常见氧化值 第三电离能 /(kJ·mol-1)
+3 +3 +3，+4 +3，+4 +3 +3 +2，+3 +2，+3 +3 +3，+4 +3 +3 +3 +3 +2，+3 +3
第十八章 f区元素
§18.1 镧系元素 §18.2 锕系元素 §18.3 核化学简介
f 区元素在周期表中的位置
元素周期表中，f 区元素分成两个 系列，即镧系和锕系。
镧系包括从 57 号镧 La 到 71 号镥 Lu，共 15 种元素。
镧系元素常用 Ln 表示。
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu 镧 铈镨钕 钷 钐铕
子数 构型
Ln 电子 构型
元 素 名 称
镧 5d16s2 4f0 0
无色
0 4f14 4f145d16s2 镥
铈 4f15d16s2 4f1 1
无色
1 4f13 4f146s2 镱
镨 4f36s2 4f2 2 黄绿｜浅绿 2 4f12 4f136s2 铥
钕 4f46s2 4f3 3 红紫｜淡红 3 4f11 4f126s2 铒