La系收缩是什么意思

镧系元素的原子(或离子)半径随原子序数增加而减小的总趋势 。由于4f电子对s和d电子的屏蔽不完全 , 从镧(La)到镥(Lu)随核电荷和4f电子数的逐渐增加 , 有效核电荷也逐渐增加 , 引起整个原子体积逐渐缩小 。使得铕(Eu)以后的元素离子半径接近钇(Y) , 构成性质极相似的钇组元素 , 彼此在自然界共生 , 难于分离;同时还使得第三过渡系与第二过渡系的同族元素原子(或离子)半径相近 , 如铪与锆、钽与铌、钨与钼等 , 他们性质上极为相似 , 也常常共生而难以分离 。
[编辑本段]概述镧系收缩镧系收缩 , 并不是指镧系元素从左到右 , 半径减小的现象 。而是指 , 镧系开始的第六周期元素 , 其原子半径比上面的第五周期的元素的半径要小 。如 , Zr是160 , Hf是159 。周期表中 , 从上到下 , 电子层数逐渐增大 , 原子半径应该逐渐增大 , 但第五周期到第六周期的同族元素 , 半径却很接近 , 甚至下面的第六周期的还可能更小一点 。
因为经历了镧系 , 在内层多了14个电子 , 导致有效核电荷增大 , 对核外电子的吸引力增大 , 导致半径发生了收缩 。由这个现象 , 还带出了一些其它的性质 。这个现象称为镧系收缩 , 但其实并不只发生在镧系身上 。[编辑本段]现象原子半径镧系元素的原子半径和离子半径随原子序数增大而减小的现象 。
【La系收缩是什么意思】从镧到镥 , 原子半径收缩了15皮米 , 平均每增加一个核电荷,半径收缩1皮米 。其中铕、镱半径明显大 , 而铈略小于镨 。这是由于在镧系元素的离子中铕、镱是+2价离子 , 铈是+4价离子,其余是+3价离子 。从La3+到Lu3+ , 离子半径从106 。1皮米均匀地降为84 。
8皮米 , 这是由于Ln3+离子结构的变化是由f0到f14 , 电子数是均匀改变的 。Ln2+、Ln4+的离子半径也是随原子序数增大而收缩 。镧系收缩使镧系元素的性质从镧到镥呈现有规律的变化:如金属标准电极电势值E°增大 , Ln3+水解倾向增强,Ln(OH)3的碱性减弱、溶解度减小,对于给定配位体其稳定常数K增大 , 盐的水解温度降低……等(表2) 。
所有这些均与镧系元素的离子势φ=Z/r(Z为化合价,r为离子半径)逐渐增大有关 。价数相同的全部镧系元素 , 其化合物的晶形往往也相同 。性质变化相邻的两个镧系元素的性质极为相似 。在自然界中镧系元素往往是全部或部分共生 , 镧系元素相互间分离要比镧系元素和非镧系元素分离要困难得多 。
镧系收缩使钪分族中钇的离子Y3+的最外层电子结构与La3+等相同,为s2p6 , 半径为88 。1皮米,与Ho3+、Er3+、Tm3+相近 。钇化合物的性质与钬、铒、铥的相应化合物性质相近 。镧系收缩影响镥以后元素的性质 , 使第6周期铪、钽……的原子半径分别与第5周期锆、铌……等相同 。
铪、钽……等化合物的性质分别与锆、铌……等化合物极为相似 。在自然界中锆与铪、铌与钽、铂系六种金属共生 , 分离相当困难 。[编辑本段]性质镧系元素原子半径随原子序数的增加总的趋势是减小 。从镧到镥 , 原子序数增加15 , 而原子半径却减小了0 。14埃 。因为从铈开始 , 电子逐个填入内部未满的4f亚层上 , 原子的有效核电荷略有增大 , 对核外电子的吸引也略有增强 , 故原子半径逐渐收缩 , 称镧系收缩 。


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