镧系和锕系元素
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铕 钆 钆 铽 镧 铈 镨镨 钕 钕钷 钷 钐 钐 铕 镝 钬 铥 铒 镱镱镥镥 镧89 铈90 铽 镝 钬 铥 铒 91 92 93 Np 94 Pu 95Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101Md 102No 103 Lr 90 Th Th 91 Pa Pa 89 Ac Ac 92 U U 93 Np 94 Pu 95Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101Md 102No 103 Lr 锕系 锕 钍 镤 铀 钚 镅 锔 锫 锎 锿 镄 钔 锘 铹 镎 锕系 铹
概述
210 205 200 195 190
La Yb
Ln原子半径
Eu
Ln
185
Ce Pr Nd
180 175 170 La Ce Pr Nd
Pm
Sm
Gd Tb Dy Ho Er Tm
Lu
Pm
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
概述
La 系元素原子半径在 Eu 、 Yb 两处出现骤 升的峰值现象与它们的第一、二、三电离能总 和随着原子序数增加而增加，但在 Eu 、 Yb 出 现骤升的峰值和 La 系元素的熔点随着原子序数 的增加在逐渐升高过程中 Eu 、 Yb 处出现陡降 的谷值的现象合在一起，称 La 系元素性质递变 的“双峰效应”。 2 、离子半径 特点：① La3+ 离子半径在 86.8 ～ 103.2Pm 间，比 相同氧化数的其它金属离子较大（ =53.5Pm Al r ， =61.5Pm Fe ， r =64.5PmCo， r =63Pm ） Cr r 。
Rb
Y
40
Zr
41
Nb
42 Mo 43
Tc 44 Ru
Pd
47 Ag 48 Cd 49
Sn
Sb
52
Te
I
Lu
锕 钍
镤
铀 镎 钚
镅 锔
锫 锎
锿 镄
钔 锘
镧系元素和锕系元素
概述 稀土元素 核反应和超铀元素的合成 本章要求
概述
一、概述 ： f 区元素包括周期系中的 La 系元素（ 57La ～ 70Y b ）和 Ac 系元素（ 89Ac ～ 102No ）共 28 种元素， La 系 元素中只有 61Pm 是人工合成的，具有放射性， Ac 系元 素均有放射性。 超铀元素—— Ac 系元素中 92U 以后的元素多数为人工合 成，称超铀元素，镎（ Np ）、钚（ Pu ））自然界中有 微量存在。 稀土元素——Ⅲ B 中的钇（ Y ）、镥（ Lu ）和 La 系元素，共 16 种元素性质相似。在矿物中常共生在 一起。故总称为稀土元素，常用 RE （ Rare Earth ）表 示。 内过渡元素—— f 区元素在价层电子填充上的
5 铷 锶 钇 锆 铌 钼 锝 钌 铑 钯 银 镉 铟 锡 锑 碲 碘 氙 55 Cs 56 Ba 57-71 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 6 铯 钡 LaLu 铪 钽 钨 铼 锇 铱 铂 金 汞 铊 铅 铋 钋 砹 氡 103 104 Rf 105Db 106Sg 107Bh 108 Hs 109 Mt 110 112 87 Fr 88 Ra 89111 118 114 116 7 钫 镭 Ac-Lr 钅 杜 钅 喜 钅 卢 钅 麦 Uun Uuu Uub 波 钅 黑 钅 镧系 镧系
37
K
IVB VB VIB VIIB 20 Ca 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn
38 Sr 39
VIII IB 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu
45 Rh 46
IIB 30 Zn
铝
In
硅
50
Si
P
S
氯
53
Cl
氩
54 Xe
31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr
第十四章
镧系和锕系元素
元素周期表
1 氢
3
IA 1 H
2
2 锂 铍 11 Na 12 Mg 3 钠 镁 IIIB
19
IIA Li 4 Be
IIIA IVA 5 B 6 C
VA 7 N
15
VIA VIIA 8 O 9 F
16
氦
He
10 Ne 18 Ar
硼
13
碳
14
氮 氧 磷 硫
51
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
氟 氖
17
Al
4 钾 钙 钪 钛 钒 铬 锰 铁 钴 镍 铜 锌 镓 锗 砷 硒 溴 氪
概述
Ac 系元素由于 5f 、 6d 、 7s 轨道能级更 加接近，电子跃迁更复杂，所以原子光谱复杂 ，故 Ac 系元素原子基态的电子层结构的确定 也较困难，氧化数：由此可知，氧化数有 +3 ，更有 +2 、 +4 、 +5 、 +6 、 +7 等其他的氧 化数化合物。 （二）原子半径、离子半径和镧系收缩 1 、原子半径： 在 La 系元素中，由于 4f 电子对原子核的 屏蔽效应较大，所以随着原子序数的增加，有 效核电荷缓慢增大，结果使原子半径缓慢缩小 ，这种现象称为 La 系收缩。使 Eu （ 4f7 ）和 Yb （ 4f14 ）两个地方出现原子半径骤然增大 的现象。
57 La 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69Tm 70 Yb 71 Lu 57 La 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69Tm 70 Yb 71
概述
（一）价层电子构型和氧化数： La 系元素价层电子构型一般为 4f1-145d0 ～ 16S2 ， 其中 La （ 4f05d16S2 ， 4f 为全空）， Gd （ 4f75d16S2 ， 4f 半充满）及 Ce(4f15d16S2) ， 5d 轨道上有 1 个电 子，其余 La 系元素新增电子均在 4f 轨道上。 在氧化数上，表现属Ⅲ B 的特征 +3 氧化数， 此外还有 +4 及 +2 氧化数的表现，即部分 4f 电子也 参与成键。不同 La 系元素它们在氧化数的稳定性上 不同，从 La ～ Gd 和从 Gd ～ Lu 氧化数变化出现两个 周期。 La 系元素中还有其他的一些氧化数（ +4 、 +2 ）表现 。
概述
210 205 200 195 190
La Yb
Ln原子半径
Eu
Ln
185
Ce Pr Nd
180 175 170 La Ce Pr Nd
Pm
Sm
Gd Tb Dy Ho Er Tm
Lu
Pm
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
概述
La 系元素原子半径在 Eu 、 Yb 两处出现骤 升的峰值现象与它们的第一、二、三电离能总 和随着原子序数增加而增加，但在 Eu 、 Yb 出 现骤升的峰值和 La 系元素的熔点随着原子序数 的增加在逐渐升高过程中 Eu 、 Yb 处出现陡降 的谷值的现象合在一起，称 La 系元素性质递变 的“双峰效应”。 2 、离子半径 特点：① La3+ 离子半径在 86.8 ～ 103.2Pm 间，比 相同氧化数的其它金属离子较大（ =53.5Pm Al r ， =61.5Pm Fe ， r =64.5PmCo， r =63Pm ） Cr r 。
Rb
Y
40
Zr
41
Nb
42 Mo 43
Tc 44 Ru
Pd
47 Ag 48 Cd 49
Sn
Sb
52
Te
I
Lu
锕 钍
镤
铀 镎 钚
镅 锔
锫 锎
锿 镄
钔 锘
镧系元素和锕系元素
概述 稀土元素 核反应和超铀元素的合成 本章要求
概述
一、概述 ： f 区元素包括周期系中的 La 系元素（ 57La ～ 70Y b ）和 Ac 系元素（ 89Ac ～ 102No ）共 28 种元素， La 系 元素中只有 61Pm 是人工合成的，具有放射性， Ac 系元 素均有放射性。 超铀元素—— Ac 系元素中 92U 以后的元素多数为人工合 成，称超铀元素，镎（ Np ）、钚（ Pu ））自然界中有 微量存在。 稀土元素——Ⅲ B 中的钇（ Y ）、镥（ Lu ）和 La 系元素，共 16 种元素性质相似。在矿物中常共生在 一起。故总称为稀土元素，常用 RE （ Rare Earth ）表 示。 内过渡元素—— f 区元素在价层电子填充上的
5 铷 锶 钇 锆 铌 钼 锝 钌 铑 钯 银 镉 铟 锡 锑 碲 碘 氙 55 Cs 56 Ba 57-71 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 6 铯 钡 LaLu 铪 钽 钨 铼 锇 铱 铂 金 汞 铊 铅 铋 钋 砹 氡 103 104 Rf 105Db 106Sg 107Bh 108 Hs 109 Mt 110 112 87 Fr 88 Ra 89111 118 114 116 7 钫 镭 Ac-Lr 钅 杜 钅 喜 钅 卢 钅 麦 Uun Uuu Uub 波 钅 黑 钅 镧系 镧系
37
K
IVB VB VIB VIIB 20 Ca 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn
38 Sr 39
VIII IB 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu
45 Rh 46
IIB 30 Zn
铝
In
硅
50
Si
P
S
氯
53
Cl
氩
54 Xe
31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr
第十四章
镧系和锕系元素
元素周期表
1 氢
3
IA 1 H
2
2 锂 铍 11 Na 12 Mg 3 钠 镁 IIIB
19
IIA Li 4 Be
IIIA IVA 5 B 6 C
VA 7 N
15
VIA VIIA 8 O 9 F
16
氦
He
10 Ne 18 Ar
硼
13
碳
14
氮 氧 磷 硫
51
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
氟 氖
17
Al
4 钾 钙 钪 钛 钒 铬 锰 铁 钴 镍 铜 锌 镓 锗 砷 硒 溴 氪
概述
Ac 系元素由于 5f 、 6d 、 7s 轨道能级更 加接近，电子跃迁更复杂，所以原子光谱复杂 ，故 Ac 系元素原子基态的电子层结构的确定 也较困难，氧化数：由此可知，氧化数有 +3 ，更有 +2 、 +4 、 +5 、 +6 、 +7 等其他的氧 化数化合物。 （二）原子半径、离子半径和镧系收缩 1 、原子半径： 在 La 系元素中，由于 4f 电子对原子核的 屏蔽效应较大，所以随着原子序数的增加，有 效核电荷缓慢增大，结果使原子半径缓慢缩小 ，这种现象称为 La 系收缩。使 Eu （ 4f7 ）和 Yb （ 4f14 ）两个地方出现原子半径骤然增大 的现象。
57 La 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69Tm 70 Yb 71 Lu 57 La 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69Tm 70 Yb 71
概述
（一）价层电子构型和氧化数： La 系元素价层电子构型一般为 4f1-145d0 ～ 16S2 ， 其中 La （ 4f05d16S2 ， 4f 为全空）， Gd （ 4f75d16S2 ， 4f 半充满）及 Ce(4f15d16S2) ， 5d 轨道上有 1 个电 子，其余 La 系元素新增电子均在 4f 轨道上。 在氧化数上，表现属Ⅲ B 的特征 +3 氧化数， 此外还有 +4 及 +2 氧化数的表现，即部分 4f 电子也 参与成键。不同 La 系元素它们在氧化数的稳定性上 不同，从 La ～ Gd 和从 Gd ～ Lu 氧化数变化出现两个 周期。 La 系元素中还有其他的一些氧化数（ +4 、 +2 ）表现 。