课件无机化学25 f区金属 镧系与锕系金属

《课件无机化学25 f区金属 镧系与锕系金属》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第25章f区金属镧系与锕系金属问题：1.镧系元素包括哪些元素？镧系元素的原子结构有何特征？镧系元素有何特征氧化态？2.轻希土和重希土元素分别指哪些元素？3.什么是镧系收缩？镧系收缩带来哪些结果？问题：从镧系元素的电极电势数据可对镧系金属的活泼性得出什么结论？镧系金属的水合离子为何有颜色？其水合离子的颜色为什么呈现出规律性？6.了解镧系元素的存在、提取、性质、用途。第25章f区金属镧系与锕系金属1.镧系元素包括哪些元素？镧系元素的原子结构有何特征？镧系元素有何特征氧化态？一种意见将镧系和锕系分别界定为La之后的14种元素和Ac之后的14种元素，结果是镧系不包括La而锕系不包括Ac；另一种意见

2、是镧系应包括La而锕系应包括Ac,各有15个元素。这都与f电子的填充有关。第25章f区金属—镧系与锕系金属一般认为：周期表中的57号元素镧（La)到71号元素镥（Lu）共15种元素统称为镧系元素镧系元素的外层和次外层的电子构型基本相同，从Ce开始，电子逐一填充在4f轨道上+Ⅲ氧化态是所有镧系元素在固态、水溶液或其他溶剂中的特征Ce、Pr、Nd、Td、Dy存在+Ⅳ氧化态。第25章f区金属—镧系与锕系金属第25章f区金属—镧系与锕系金属原子序数元素符号价电子层结构57镧La4f05d16s258铈Ce4f15d16s259镨Pr4f36s260钕Nd4f46s261钷Pm4f56s262钐Sm4f

3、66s263铕Eu4f76s264钆Gd4f75d16s265铽Tb4f96s266镝Dy4f106s267钬Ho4f116s268铒Er4f126s269铥Tm4f136s270镱Yb4f146s271镥Lu4f145d16s2+III氧化值是所有Ln元素的特征氧化值。+4+3+2Ba2+Hf4+DyHoErTmLaCePrNdPmSmEuGdTbYbLu第25章f区金属—镧系与锕系金属第25章f区金属—镧系与锕系金属2.轻希土和重希土元素分别指哪些元素？稀土的英文是RareEarths，18世纪得名，“稀”原指稀贵，“土”是指其氧化物难溶于水的“土”性.其实稀土元素在地壳中的含量并不稀少，

4、性质也不象土，而是一组活泼金属，“稀土”之称只是一种历史的习惯。根据IUPAC推荐，把57至71的15个元素称为镧系元素，用Ln表示，它们再加上39号的Y称为稀土元素，用RE表示。57La58Ce59Pr60Nd61Pm62Sm63Eu64Gd65Tb66Dy67Ho68Er69Tm70Yb71Lu镧铈镨钕钷钐铕钆铽镝钬铒铥镱镥轻稀土组重稀土组铕以前的镧系元素叫做轻稀土元素或称铈组元素；铕以后的镧系元素加上钇叫做重稀土元素或称钇组元素。第25章f区金属—镧系与锕系金属第25章f区金属—镧系与锕系金属3.什么是镧系收缩？镧系收缩带来哪些结果？镧系元素的原子半径和离子半径随着原子序数的增加而逐渐减

5、小的现象称为镧系收缩。主族：每增加一和原子序数，半径平均减少10Pm副族：每增加一和原子序数，半径平均减少1Pmf区：每增加一和原子序数，半径平均减少0.1Pm第25章f区金属—镧系与锕系金属第25章f区金属—镧系与锕系金属第25章f区金属—镧系与锕系金属第25章f区金属—镧系与锕系金属镧系收缩的结果：(1)Ln半径减小缓慢，使其半径相近，性质相似，自然界共生，难分离。(2)使Y半径与Gd、Dy相近，即Y的半径在La—Lu之间，使Y成为稀土成员。(3)第二、第三过渡系的Zr-Hf、Nb-Ta、Mo-W金属的原子半径、离子半径很接近，因而性质很相似，成为最难分离的三对元素。4.从镧系元素的电极电

6、势数据可对镧系金属的活泼性得出什么结论？(1)由镧系元素标准电极电势可知，镧系元素金属的活泼性仅次于碱金属和碱土金属。(Ө<-2V)(2)Ө相近，活泼性相似。(3)由La到Lu递减，即La最活泼。第25章f区金属—镧系与锕系金属5.镧系金属的水合离子为何有颜色？其水合离子的颜色为什么呈现出规律性？离子的颜色与未成对电子数有关，4f亚层未充满的镧系金属离子，颜色主要是4f亚层中的电子跃迁引起的，发生这种f-f跃迁需要吸收一定的波长.第25章f区金属—镧系与锕系金属离子未成对电子数颜色未成对电子数离子La3+0(4f0)无色0(4f14)Lu3+Ce3+1(4f1)无色1(4f13)Yb3+P

7、r3+2(4f2)绿2(4f12)Tm3+Nd3+3(4f3)淡紫3(4f11)Er3+Pm3+4(4f4)粉红、黄4(4f10)Ho3+Sm3+5(4f5)黄5(4f9)Dy3+Eu3+6(4f6)无色6(4f8)Tb3+Gd3+7(4f7)无色7(4f7)Gd3+Ln3+水合离子的颜色与f-f跃迁有关6.了解镧系元素的存在、提取、性质、用途。据报道，世界稀土总含量估约4500万吨REO，我国稀