天津大学无机化学第十四章镧系与锕系元素ppt课件

1、无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案 主要内容主要内容主要内容主要内容 镧系、锕系元素通性镧系、锕系元素通性 2. 我国稀土元素资源和提取我国稀土元素资源和提取 3. 核反响类型核反响类型14-1 镧系和锕系元素概述镧系和锕系元素概述NoImage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Yb14-1 14-1 镧系和锕系元素概述镧系和锕系元素概述镧系元素简写为镧系元素简写为Ln14-1-1价层电

2、子构型和氧化数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、+4Pr4f36s2+3、+4Dy4f106s2+3、+4Nd4f46s2+3Ho4f116s2+3Pm4f56s2+3Er4f126s2+3Sm4f66s2+2、+3 Tm4f136s2+2、+3Eu4f76s2+2、+3 Yb4f146s2+2、+314-1-114-1-1价层电子构型和氧化数价层电子构型和氧化数镧系元素原子的电子层构造最外层和次外层根本镧系元素原子

3、的电子层构造最外层和次外层根本一样，只是一样，只是4f上电子数不同，因此性质非常类似上电子数不同，因此性质非常类似氧化数的变化分为两个周期氧化数的变化分为两个周期 LaEu、GdYb14-1-2原子半径、离子半径和镧原子半径、离子半径和镧系收缩系收缩NoImage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pmLa183103.2Gd180.493.8Ce181.8102Tb17892.3Pr182.499Dy178.191.2Nd181.498.3Ho176.290.1Pm183.497Er176.189.0Sm180.495.8Tm177.

4、388Eu208.494.7Yb193.386.814-1-214-1-2原子半径、离子半径和镧系收缩原子半径、离子半径和镧系收缩210 200 190 180 170原子半径原子半径/pm原子序数原子序数EuYb镧系收缩镧系收缩原子半径原子半径(总趋势总趋势)随原子序随原子序数的添加而缓慢减小的景象数的添加而缓慢减小的景象原子半径原子半径Lu镧系收缩导致五、六周期同族元素镧系收缩导致五、六周期同族元素(B后后)性质极为类似性质极为类似(如如Zr和和Hf、Nb和和Ta、Mo和和W),分别困难分别困难双峰效应双峰效应原子半径在原子半径在Eu、Yb处出现处出现 骤升的景象骤升的景象210 200

5、190 180 170原子半径原子半径/pm原子序数原子序数EuYbLu1750 1550 0 1150 950 750熔点熔点/原子序数原子序数EuYb双峰效应双峰效应熔点在熔点在Eu、Yb处出现处出现 骤降的景象骤降的景象Lu4200 4000 3800 3600 3400(I1+I2+I3)/(kJmol-1) 原子序数原子序数EuYb双峰效应双峰效应第一、二、三电离能在第一、二、三电离能在 Eu、Yb处出现骤升的景象处出现骤升的景象Lu105 100 95 90 85 80 75Ln3+半径半径/pm原子序数原子序数离子半径随原子序数的添加而缓慢减小离子半径随原子序数的添加而缓慢减小离

6、子半径离子半径14-1-3 金属活泼性金属活泼性NoImage符号符号I(I1+I2+I3) (kJmol-1)符号符号I(I1+I2+I3) (kJmol-1) La3455.4Gd3752Ce3524Tb3786Pr3627Dy3898Nd3694Ho3920Pm3738Er3930Sm3871Tm4043.7Eu4032Yb4193.414-1-3 14-1-3 金属活泼性金属活泼性均为活泼金属，仅次于碱金属，均为活泼金属，仅次于碱金属， 与镁接近与镁接近在不太高的温度下在不太高的温度下, 可与氧、硫、氯、可与氧、硫、氯、 氮反响，可作脱硫剂、脱氧剂等氮反响，可作脱硫剂、脱氧剂等可与水、酸反响，应将其保管在可与水、酸反响，应将其保管在 煤油里煤油里14-1-4 离子的颜色离子的颜色NoImage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+(4f10)Sm3+(4f5)5黄黄5 Dy3+(4f9)Eu3+(