镧系元素

历届世界杯主题曲 5379

元素周期表中的镧系元素

氢(非金属)

氦(惰性气体)

锂(碱金属)

铍(碱土金属)

硼(类金属)

碳(非金属)

氮(非金属)

氧(非金属)

氟(卤素)

氖(惰性气体)

钠(碱金属)

镁(碱土金属)

铝(贫金属)

矽(类金属)

磷(非金属)

硫(非金属)

氯(卤素)

氩(惰性气体)

钾(碱金属)

钙(碱土金属)

钪(过渡金属)

钛(过渡金属)

钒(过渡金属)

铬(过渡金属)

锰(过渡金属)

铁(过渡金属)

钴(过渡金属)

镍(过渡金属)

铜(过渡金属)

锌(过渡金属)

镓(贫金属)

锗(类金属)

砷(类金属)

硒(非金属)

溴(卤素)

氪(惰性气体)

铷(碱金属)

锶(碱土金属)

钇(过渡金属)

锆(过渡金属)

铌(过渡金属)

钼(过渡金属)

𨱏(过渡金属)

钌(过渡金属)

铑(过渡金属)

钯(过渡金属)

银(过渡金属)

镉(过渡金属)

铟(贫金属)

锡(贫金属)

锑(类金属)

碲(类金属)

碘(卤素)

氙(惰性气体)

铯(碱金属)

钡(碱土金属)

镧(镧系元素)

铈(镧系元素)

镨(镧系元素)

钕(镧系元素)

钷(镧系元素)

钐(镧系元素)

铕(镧系元素)

钆(镧系元素)

铽(镧系元素)

镝(镧系元素)

钬(镧系元素)

铒(镧系元素)

铥(镧系元素)

镱(镧系元素)

镏(镧系元素)

铪(过渡金属)

钽(过渡金属)

钨(过渡金属)

铼(过渡金属)

锇(过渡金属)

铱(过渡金属)

铂(过渡金属)

金(过渡金属)

汞(过渡金属)

铊(贫金属)

铅(贫金属)

铋(贫金属)

钋(贫金属)

砈(类金属)

氡(惰性气体)

鍅(碱金属)

镭(碱土金属)

锕(锕系元素)

钍(锕系元素)

镤(锕系元素)

铀(锕系元素)

錼(锕系元素)

钸(锕系元素)

鋂(锕系元素)

锔(锕系元素)

鉳(锕系元素)

鉲(锕系元素)

鑀(锕系元素)

镄(锕系元素)

钔(锕系元素)

锘(锕系元素)

铹(锕系元素)

𬬻(过渡金属)

𬭊(过渡金属)

𬭳(过渡金属)

𬭛(过渡金属)

𬭶(过渡金属)

鿏(预测为过渡金属)

𫟼(预测为过渡金属)

𬬭(预测为过渡金属)

鿔(过渡金属)

鿭(预测为贫金属)

𫓧(贫金属)

镆(预测为贫金属)

𫟷(预测为贫金属)

鿬(预测为卤素)

鿫(预测为惰性气体)

镧系元素是第57号元素镧到71号元素镥(或称镏)共15种化学元素的统称。[1][2][3]镧系元素位于元素周期表第6周期的钡与铪之间,位于锕系元素上方,但通常为了避免周期表形状过宽影响观看,而将镧系和锕系元素移至周期表下方独立列出。[1]镧系元素可用符号Ln来表示。[4]

除了属于d区的镏之外,所有镧系元素都是f区元素,镧系元素原子基态的电子排布是4f0~145d0~16s2,其原子的外层和次外层的电子排布基本相同,新增加的电子则大都填入从外侧数进来的第三个电子层(即4f电子层)中,所以镧系元素又可以称为4f系。由于镧系元素都是金属,故可和锕系元素统称为f区金属。为了区别于周期表中的d区过渡元素,故又将镧系元素及锕系元素合称为内过渡元素。

镧系元素和3族的钇、钪两元素合称为稀土元素,这些元素原子外层的电子排布基本相同,都倾向形成+3价的阳离子,故彼此之间具有非常相似的化学性质,经常在矿物中共生存在,难以相互分离,再加上它们在地壳中的分布相当分散,造成开采上的困难,故称作“稀土”。由于镧系元素的价电子排布高度相同,它们物理和化学性质的相异性主要透过原子半径的差异来展现,镧系收缩现象使得镧系元素的熔点、硬度、密度和金属活动性等性质随著原子序的渐增而有趋势性的变化。此外,由于电子排布的差异,虽然所有镧系元素都能形成化学性质类似的+3价化合物,个别镧系元素如铈、钐、铕、镱等也能生成稳定性不一的+2价或+4价化合物,所以15个镧系元素之间的化学性质并不完全相同。此外每个镧系元素在光学、电磁学等物理性质方面也有各自的特殊性。

由于镏在周期表中属于d区,而其他镧系元素位于f区,因此有人认为镏应该是过渡金属而非镧系元素。[5][6]但为了方便叙述,现今仍习惯将其与镧系合称。参见锕系元素中关于铹的地位的争议,以及有关3族元素定义的争论。

目录

1 性质

2 氧化态

3 原子半径和离子半径(镧系收缩)

4 离子的颜色

5 分布

6 用途

7 对生物的影响

8 参考文献

9 参见