镧系和锕系.doc

第十四章 镧系和锕系元素本章要求了解镧系和锕系元素的通性，我国稀土元素的概况以及核反应的类型。f 区元素包括周期系中的镧系元素（原子序数5771共15种元素）和锕系元素(原子序数89103共15种元素)。镧系元素中只有钷是人工合成的，具有放射性。锕系元素均有放射性，铀后元素为人工合成元素，称超铀元素。锕系元素中的钍(Th)和铀(U)在地壳内储量较多，而锕(Ac)、镤(Pa)、镎(Np)、钚(Pu)则极微。周期系第B组中的钪、钇和镧以及其它镧系元素（共17种元素）性质都非常相似，并在矿物中共生在一起，总称为稀土元素，常用RE(Rare Earth)表示f 区元素的价层电子构型为(n-2)f014(n-1)d02ns2, 其特征是随着核电荷的增加，电子依次填入外数第三层(n-2)f 轨道，因而又统称内过渡元素。14-1 镧系和锕系元素概述镧系元素(Lanthanides, 简写为Ln)和锕系元素(Actinides, 简写为An)的基本性质列表于14-1和14-2。表14-1 镧系元素的一些性质原子序数名称符号价层电子构 型主 要氧化数原子半径 /pmLn3+半径/pmLn3+4f亚层电子数I(I1+I2+I3)kJmol-1熔点57镧La5d16s2+318.3103Xe4f03455.492158铈Ce4f1d16s2+3,+4181.81024f1352479959镨Pr4f36s2+3,+4182.4994f2362793160钕Nd4f46s2+3181.498.34f33694102161钷Pm4f56s2+3183.4974f43738116862钐Sm4f66s2+2,+3180.495.84f53871107763铕Eu4f76s2+2,+3208.494.74f6403282264钆Gd4f7d16s2+3180.493.84f73752131365铽Tb4f96s2+3,+417892.34f83786135666镝Dy4f106s2+3,+4178.191.24f93898141267钬 Ho4f116s2+3176.290.14f103920147468饵Er4f126s2+3176.189.04f113930152969铥Tm4f136s2+2,+3177.3884f124043.7154570镱Yb4f146s2+2,+3193.386.84f134193.481971镥Lu4f14d16s2+3173.886.14f143885.51663锕系元素概述 表示水溶液中最稳定的氧化数。 寿命最长的同位素半衰期(半衰期见14-3-1)锕系元素(Actinides, 简写为An, 原子序数89103, 共15种元素)。锕系元素均有放射性，铀后元素为人工合成元素，称超铀元素。锕系元素中的钍(Th)和铀(U)在地壳内储量较多，而锕(Ac)、镤(Pa)、镎(Np)、钚(Pu)则极微。表14-2 锕系元素的基本性质原子序数名称符号价 层电子构型原 子 半 径 pm离子半径 pm氧化数半衰期An3+An4+89锕Ac6d17s2187.8116- +321.8y90钍Th6d27s2179-94 +3,+41.411010y91镤Pa5f26d17s216310490+3,+4,+53.08104y92铀U5f36d17s2156102.589+3,+4,+5,+64.47109y93镎Np5f46d17s2155101873,+4,+5,+6,+72.41106y94钚Pu5f67s215910086+3,+4,+5,+68.1107y95镅Am5f77s217397.589+2，+3,+4,+5,+67.38103y96锔Cm5f76d17s21749785 +3,+41.6107y97锫Bk5f97s2170.49887 +3,+41.38103y98锎Cf5f107s21869582.1 +3,+4350y99锿Es5f117s218698- +3,+4277d100镄Fm5f127s2(194)-+2