有機無機化學(xué)化工熱力學(xué)教學(xué)課件鑭系和錒系元素概述.

1、第十四章 過渡元素(二)第三節(jié) 鑭系和錒系元素概述第十四章 過渡元素(二)14.3 鑭系和錒系元素概述原子序數(shù)原子序數(shù) 名稱名稱符號符號 原子序數(shù)原子序數(shù) 名稱名稱符號符號57鑭鑭La64釓釓Gd58鈰鈰Ce65鋱鋱Tb59鐠鐠Pr66鏑鏑Dy60釹釹Nd67鈥鈥Ho61钷钷Pm68餌餌Er62釤釤Sm69銩銩Tm63銪銪Eu70鐿鐿Yb鑭系元素簡寫為Ln14.3.1價層電子構(gòu)型和氧化數(shù)符號符號 價層電子價層電子構(gòu)型構(gòu)型氧化數(shù)氧化數(shù) 符號符號 價層電子價層電子構(gòu)型構(gòu)型氧化數(shù)氧化數(shù)La5d16s2+3Gd4f75d16s2+3Ce4f15d16s2+3、+4Tb4f96s2+3、+4Pr4f36

2、s2+3、+4Dy4f106s2+3、+4Nd4f46s2+3Ho4f116s2+3Pm4f56s2+3Er4f126s2+3Sm4f66s2+2、+3 Tm4f136s2+2、+3Eu4f76s2+2、+3 Yb4f146s2+2、+3鑭系元素的電子層結(jié)構(gòu)最外層和次外層基本相同，只是4f上電子數(shù)不同，因而性質(zhì)十分相似氧化數(shù)的變化分為兩個周期 LaGd、GdLu14.3.2原子半徑、離子半徑和鑭系收縮符號符號原子半徑原子半徑pmLn3+半徑半徑pm符號符號 原子半徑原子半徑pmLn3+半徑半徑pmLa183103.2Gd180.493.8Ce181.8102Tb17892.3Pr182.499

3、Dy178.191.2Nd181.498.3Ho176.290.1Pm183.497Er176.189.0Sm180.495.8Tm177.388Eu208.494.7Yb193.386.8210200190180170原子半徑/pm原子序數(shù)EuYb鑭系收縮導(dǎo)致五、六周期同族元素(B后)性質(zhì)極為相似(如Zr和Hf、Nb和Ta、Mo和W),分離困難。鑭系收縮原子半徑(總趨勢)隨原子序數(shù)的增加而緩慢減小的現(xiàn)象210200190180170原子半徑/pm原子序數(shù)EuYb雙峰效應(yīng)原子半徑在Eu、Yb處出現(xiàn)驟升的現(xiàn)象。Lu熔點/EuYb雙峰效應(yīng)熔點在Eu、Yb處出現(xiàn)驟降的現(xiàn)象。1750155013501

4、150 950 750Lu(I1+I2+I3)/(kJmol-1)雙峰效應(yīng)第一、二、三電離能在Eu、Yb處出現(xiàn)驟升的現(xiàn)象。42004000380036003400Ln3+半徑/pm離子半徑105100 95 90 85 80 75離子半徑隨原子序數(shù)的增加而緩慢減小14.3.3金屬活潑性符號符號I(I1+I2+I3)(kJmol-1)符號符號I(I1+I2+I3)(kJmol-1)La3455.4Gd3752Ce3524Tb3786Pr3627Dy3898Nd3694Ho3920Pm3738Er3930Sm3871Tm4043.7Eu4032Yb4193.4均為活潑金屬，僅次于堿金屬，與鎂接近。在不太高的溫度下, 可與氧、硫、氯、氮反應(yīng)，可作脫硫劑、脫氧劑等。可與水、酸反應(yīng)，應(yīng)將其保存在煤油里。14.3.4離子的顏色呈周期性變化離子離子(4fn)未成對未成對4f 電子數(shù)電子數(shù)顏色顏色未成對未成對4f 電子數(shù)電子數(shù)離子離子(4fn)La3+(4f0)0無無0 Lu3+(4f14)Ce3+(4f1)1無無1 Yb3+(4f13)Pr3+(4f2)2綠綠2 Tm3+(4f12)Nd3+(4f3)3淡紅淡紅3 Er3+(4f11)Pm3+(4f4)4粉紅淡黃粉紅淡黃4 Ho3+(4