第十八章 f区元素（课件）- 《无机化学第6版》同步教学（高教版）

第十八章 f区元素 §18.3 核化学简介 §18.2 锕系元素 §18.1 镧系元素 f 区元素在周期表中的位置 元素周期表中，f 区元素分成两个系列，即镧系和锕系。 镧系包括从 57 号镧 La 到 71 号镥Lu，共 15 种元素。 镧系元素常用 Ln 表示。 Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 镥 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu 镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 Bk Cf Es Fm Md No Lr 锫 锎 锿 镄 钔 锘 铹 Ac Th Pa U Np Pu Am Cm 锕 钍 镤 铀 镎 钚 镅 锔 锕系包括从 89 号锕 Ac 到 103 号铹 Lr，共 15 种元素。 锕系元素常用 An 表示。 18.1.4 镧系元素的重要化合物 18.1.3 镧系元素的单质 18.1.2 镧系元素概述 18.1.1 稀土元素简介 §18.1 镧系元素 5 18.1.1 稀土元素简介 15 种镧系元素加上与之性质相似的 IIIB 族的钇( Y)和镥(Lu)，共 16 种元素，称为稀土元素，常用 RE 表示。 镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu，称为铈组稀土或轻稀土。 钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu，外加钇Y ，称为钇组稀土或重稀土。 区别轻稀土和重稀土的根据是金属的密度。但钇却是由于性质与其他重稀土相近，难于分离，才列为重稀土。 稀土元素可认为属于IIIB 族。稀是指稀少。土是指不溶于水的性质。这里特指 IIIA 族铝的氧化物大量存在于土壤中且不溶于水。 其实稀土元素并不很稀少。Ce 地壳中的质量分数为 6.8  10－3 %。比 Cu 含量多。 其实稀土元素并不很稀少。Ce 地壳中的质量分数为 6.8  10－3 %。比 Cu 含量多。 含量高的稀土矿物有数十种，其中磷酸盐矿物居多。独居石是最重要的稀土磷酸盐矿物。 我国的稀土储量占世界第一位。 由于稀土元素半径相近，性质相似，往往以混合矿物形式存在。 18.1.2 镧系元素概述 1. 镧系元素的价电子构型和性质 原子 序数 元素 符号 元素 名称 价层电子 结构 原子半径 / pm 常见氧化值 第三电离能 /(kJ·mol-1) 39 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 Y La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 钇 镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 镥 4d15s2 5d16s2 4f15d16s2 4f36s2 4f46s2 4f56s2 4f66s2 4f76s2 4f75d16s2 4f96s2 4f106s2 4f116s2 4f126s2 4f136s2 4f146s2 4f145d16s2 180 188 182 183 182 180 180 204 180 178 177 177 176 175 194 173 +3 +3 +3，+4 +3，+4 +3 +3 +2，+3 +2，+3 +3 +3，+4 +3 +3 +3 +3 +2，+3 +3 1986 1855 1955 2093 2142 (2150) 2267 2410 1996 2122 2203 2210 2197 2292 2424 2027 3. 氧化值 镧系元素的特征氧化值是 +3 。 Ce ，Pr 和 Tb 还具有较为稳定的 +4 氧化值； Sm，Eu 和 Yb 还具有较为稳定的 +2 氧化数。 +3 氧化数是稀土元素最稳定的氧化数。其根本原因在于稀土元素的电离能 I1 + I2 + I3 之和较小。 2. 原子半径、离子半