鑭系和錒系元素概述

1、無機(jī)化學(xué)多媒體電子教案無機(jī)化學(xué)多媒體電子教案鑭系和錒系元素鑭系和錒系元素主要內(nèi)容主要內(nèi)容主要內(nèi)容主要內(nèi)容 鑭系、錒系元素通性鑭系、錒系元素通性2. 我國稀土元素資源和提取我國稀土元素資源和提取3. 核反應(yīng)類型核反應(yīng)類型14-1 鑭系和錒系元素概述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Yb14-1 14-1 鑭系和錒系元素概述鑭系和錒系元素概述鑭系元素簡寫為鑭系元素簡寫為Ln14-1-

2、1價層電子構(gòu)型和氧化數(shù)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、+4Pr4f36s2+3、+4Dy4f106s2+3、+4Nd4f46s2+3Ho4f116s2+3Pm4f56s2+3Er4f126s2+3Sm4f66s2+2、+3 Tm4f136s2+2、+3Eu4f76s2+2、+3 Yb4f146s2+2、+314-1-114-1-1價層電子構(gòu)型和氧化數(shù)價層電子構(gòu)型和氧化數(shù)鑭系元素原子的電子層結(jié)構(gòu)最外層和次外層基本鑭系

3、元素原子的電子層結(jié)構(gòu)最外層和次外層基本相同，只是相同，只是4f上電子數(shù)不同，因而性質(zhì)十分相似上電子數(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氧化數(shù)的變化分為兩個周期 LaEu、GdYb14-1-2原子半徑、離子半徑和鑭原子半徑、離子半徑和鑭系收縮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pmLa183103.2Gd180.493.8Ce181.8102Tb17892.3Pr182.499Dy178.191.2Nd181.498.3Ho176.290.1Pm183.497Er176.189.0Sm180.495.8Tm177.388

4、Eu208.494.7Yb193.386.814-1-214-1-2原子半徑、離子半徑和鑭系收縮原子半徑、離子半徑和鑭系收縮210200190180170原子半徑原子半徑/pm原子序數(shù)原子序數(shù)EuYb鑭系收縮鑭系收縮原子半徑原子半徑(總趨勢總趨勢)隨原子序隨原子序數(shù)的增加而緩慢減小的現(xiàn)象數(shù)的增加而緩慢減小的現(xiàn)象原子半徑原子半徑Lu鑭系收縮導(dǎo)致五、六周期同族元素鑭系收縮導(dǎo)致五、六周期同族元素(BB后后) )性質(zhì)極為相似性質(zhì)極為相似( (如如Zr和和Hf、Nb和和Ta、Mo和和W),),分離困難分離困難雙峰效應(yīng)雙峰效應(yīng)原子半徑在原子半徑在Eu、Yb處出現(xiàn)處出現(xiàn)驟升的現(xiàn)象驟升的現(xiàn)象210200190

5、180170原子半徑原子半徑/pm原子序數(shù)原子序數(shù)EuYbLu1750155013501150 950 750熔點熔點/原子序數(shù)原子序數(shù)EuYb雙峰效應(yīng)雙峰效應(yīng)熔點在熔點在Eu、Yb處出現(xiàn)處出現(xiàn)驟降的現(xiàn)象驟降的現(xiàn)象Lu42004000380036003400(I1+I2+I3)/(kJmol-1)原子序數(shù)原子序數(shù)EuYb雙峰效應(yīng)雙峰效應(yīng)第一、二、三電離能在第一、二、三電離能在Eu、Yb處出現(xiàn)驟升的現(xiàn)象處出現(xiàn)驟升的現(xiàn)象Lu105100 95 90 85 80 75Ln3+半徑半徑/pm原子序數(shù)原子序數(shù)離子半徑隨原子序數(shù)的增加而緩慢減小離子半徑隨原子序數(shù)的增加而緩慢減小離子半徑離子半徑14-1-3

6、 金屬活潑性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)La3455.4Gd3752Ce3524Tb3786Pr3627Dy3898Nd3694Ho3920Pm3738Er3930Sm3871Tm4043.7Eu4032Yb4193.414-1-3 14-1-3 金屬活潑性金屬活潑性均為活潑金屬，僅次于堿金屬，均為活潑金屬，僅次于堿金屬，與鎂接近與鎂接近在不太高的溫度下在不太高的溫度下, 可與氧可與氧、硫硫、氯氯、氮反應(yīng)，可作脫硫劑、脫氧劑等氮反應(yīng)，可作脫硫劑、脫氧劑等可與水、酸反應(yīng)，應(yīng)將其保存在可與水、酸反應(yīng)，應(yīng)將其保存在煤油里煤油里14-1-4 離子的顏色離子的顏色離子離子(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+(4f10)Sm3+(4f5)5黃黃5 Dy3+(4f9)Eu3+(4f