有机无机化学化工热力学教学课件镧系和锕系元素概述.

1、第十四章 过渡元素(二)第三节 镧系和锕系元素概述第十四章 过渡元素(二)14.3 镧系和锕系元素概述原子序数原子序数 名称名称符号符号 原子序数原子序数 名称名称符号符号57镧镧La64钆钆Gd58铈铈Ce65铽铽Tb59镨镨Pr66镝镝Dy60钕钕Nd67钬钬Ho61钷钷Pm68饵饵Er62钐钐Sm69铥铥Tm63铕铕Eu70镱镱Yb镧系元素简写为Ln14.3.1价层电子构型和氧化数符号符号 价层电子价层电子构型构型氧化数氧化数 符号符号 价层电子价层电子构型构型氧化数氧化数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镧系元素的电子层结构最外层和次外层基本相同，只是4f上电子数不同，因而性质十分相似氧化数的变化分为两个周期 LaGd、GdLu14.3.2原子半径、离子半径和镧系收缩符号符号原子半径原子半径pmLn3+半径半径pm符号符号 原子半径原子半径pmLn3+半径半径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原子半径/pm原子序数EuYb镧系收缩导致五、六周期同族元素(B后)性质极为相似(如Zr和Hf、Nb和Ta、Mo和W),分离困难。镧系收缩原子半径(总趋势)随原子序数的增加而缓慢减小的现象210200190180170原子半径/pm原子序数EuYb双峰效应原子半径在Eu、Yb处出现骤升的现象。Lu熔点/EuYb双峰效应熔点在Eu、Yb处出现骤降的现象。1750155013501

4、150 950 750Lu(I1+I2+I3)/(kJmol-1)双峰效应第一、二、三电离能在Eu、Yb处出现骤升的现象。42004000380036003400Ln3+半径/pm离子半径105100 95 90 85 80 75离子半径随原子序数的增加而缓慢减小14.3.3金属活泼性符号符号I(I1+I2+I3)(kJmol-1)符号符号I(I1+I2+I3)(kJmol-1)La3455.4Gd3752Ce3524Tb3786Pr3627Dy3898Nd3694Ho3920Pm3738Er3930Sm3871Tm4043.7Eu4032Yb4193.4均为活泼金属，仅次于碱金属，与镁接近。在不太高的温度下, 可与氧、硫、氯、氮反应，可作脱硫剂、脱氧剂等。可与水、酸反应，应将其保存在煤油里。14.3.4离子的颜色呈周期性变化离子离子(4fn)未成对未成对4f 电子数电子数颜色颜色未成对未成对4f 电子数电子数离子离子(4fn)La3+(4f0)0无无0 Lu3+(4f14)Ce3+(4f1)1无无1 Yb3+(4f13)Pr3+(4f2)2绿绿2 Tm3+(4f12)Nd3+(4f3)3淡红淡红3 Er3+(4f11)Pm3+(4f4)4粉红淡黄粉红淡黄4 Ho3+(4