中级无机化学第四.pdf

第四章 镧系元素 基 本 要 求 1、镧系和稀土 价电子层结构、原子和离子半径、Ln3 ＋离子 的碱度、镧系离子的分离。 2、镧系原子的一些性质 各氧化态物种的稳定性、光学性质。 镧系离子的电子能级，镧系离子的电子光谱 和颜色。 镧系离子的超灵敏跃迁，镧系激光、镧系荧 光、磁学性质、放射性。 1 3、镧系元素性质递变的规律性 单向变化、Gd断效应、双峰效应、奇偶 变化、周期性变化、三分组效应、四分组效 应、双－双效应、斜W效应。 4、配合物 f 电子的配位场效应，配合物的特点。 2 f 区过渡元素是指正在充填七条(n－2)f轨道的14 个电子的镧系和锕系元素。 f 区元素在周期表中的位置如图所示： ⅢB族元素：Sc、Y 、Lu 、Lr 的外围电子组态为 1 2 (n-1)d ns ,属于d区元素。 3 4.1 概述 镧系元素和锕系元素 习惯上所称的镧系元素是指从 La － Lu 的 57 71 15个元素，以Ln表示。本来镧系元素并不包括 Lu, 将它归在一起是因Lu 与其前面的从 La 到 57 70Yb 的14个填充4f轨道电子的元素的性质非常相 似。 同样，Lr与其前面的 Ac 到 N 的14个填 89 102 充5f轨道电子的元素性质也非常相似，因而在习 惯上也把从 Ac到 Lr 的15个元素统称为锕系元 89 103 素，记作An，按理锕系元素并不包括Lr 。 4 把镧系和锕系放在周期表的外面是为了不 让他们破坏周期表一格一元素的规律。 由于镧系元素和锕系元素最后填入的 电子都是填充在外数第三层的f 电子亚层， 所以人们把他们统称为内过渡元素。称镧 系元素为第一内过渡系，锕系元素为第二 内过渡系。 5 镧系与稀土 稀土元素包括Sc 、Y和La系共17个元素。 其中的Sc，同其余16个元素相比，由于其离子 半径小，性质差别大，在自然界有自己的矿物 ，不和稀土共生，在性质上与Al更为接近。而Y 的三价离子半径(89.3pm) 与 H 3+ 离子半径 (89.4pm)接近，无论在物理性质和化学性质上 都非常类似于镧系元素，在自然界常与稀土共 生。 6 “稀土”这是历史上遗留下来的名词，其 实稀土并不“稀”，只是由于这些元素在地壳 中分布分散，提取、分离都较困难，人们对 他们的系统研究开始较晚之故。 为了研究方便，人们常将稀土元素分成 组，按照他们的电子层结构、离子半径以及 由此反映的物理、化学性