| 語言 : |
|
| 百科社區 |百科問答 |提交問題 |詞彙知識 |上傳知識 |
鑭系元素 |
 |
|
元素週期表中第57號元素鑭到71號元素镥15種元素的統稱，它們的化學性質相似，和鑭系元素一樣單獨組成一個系列，在元素週期表中佔有特殊位置。錒系元素包括了鈾以後人工合成的11種超鈾元素。 概況 主要成員 鑭（lan）系元素（lanthanide element）包括鑭、鈰、镨、釹、钷、釤、銪、钆、铽、鏑、钬、鉺、铥、鐿、镥，它們都是稀土元素的成員。元素性質 化學性質 由於鑭系和錒係兩個系列的元素隨著原子序數的增加都只在內層軌道（相應的4f和5f軌道）充填電子，其外層軌道（相應的6s、5d和7s、6d軌道）的電子排布基本相同，因此不僅鑭系元素和錒系元素的化學性質相似，而且每個系列內元素之間的化學性質也是相近的。大多數錒系元素都有以下性質：能形成絡離子和有機螯合物的三價陽離子；生成三價的不溶性化合物，如氫氧化物、氟化物、碳酸鹽和草酸鹽等；生成三價的可溶性化合物，如硫酸鹽、硝酸鹽、高氯酸鹽和某些鹵化物等。在水溶液中多數錒系元素為 3氧化態,前面幾個和最後幾個錒系元素還有不同的氧化態,如镤有 5氧化態；鈾、镎、镅有 5和 6氧化態,镎和钚還有 7氧化態,可以MO娚、MO卂、MO幯等離子形式存在（鑭系元素中最高氧化態為 4）；锎、锿、鐨、鍆和锘等元素都有 2氧化態。錒係與鑭系的這種差別是因為輕的錒系元素中5f電子激發到6d軌道所需能量比相應的鑭系元素中4f電子激發到5d軌道的能量要小，使得錒系元素比鑭系元素有更多的成鍵電子，因而出現較高的氧化態；而重的錒系元素卻正好相反。 錒系元素和鑭系元素中都發現離子半徑收縮的現象，即隨著原子序數的增大，離子半徑反而減小。錒系元素中，充填最初幾個5f電子時,離子半徑收縮比較明顯,後來趨於平緩，使得這些元素的離子半徑十分接近。因此錒系元素在化學性質上的差別隨著原子序數增大而逐漸變小，以致逐個地分離錒系元素（尤其是重錒系元素）越來越困難。溶劑萃取和離子交換是廣泛使用的分離方法，特別是在發現锫、锎、锿、鐨和鍆等元素時，離子交換色譜法曾起了重要的作用。基於離子半徑的微小差別及對各種絡合劑的不同絡合作用，錒系元素可依次從離子交換柱淋洗下來。 應用 應用領域 鑭系元素應用極為廣泛。化學工業上主要用作催化劑。例如混合鑭系元素的氯化物和磷酸鹽用作催化劑，以加速石油的裂化分解。混合稀土氧化物廣泛用作玻璃拋光材料和玻璃的脫色劑，還可用來製造耐輻射玻璃和激光玻璃。用三氧化二釔和三氧化二鏑可製得耐高溫透明陶瓷，這種陶瓷被用於火箭、激光、電真空等技術工程上。此外，電視工業中大量使用的熒光粉為某些希土化合物，此熒光粉用於製造電視熒光屏。 鋼鐵中加入少量稀土元素，可大大改善鋼的機械性能，因此稀土元素可稱為鋼鐵的“維生素”。例如在生鐵裡加進鈰，可得到球墨鑄鐵，使生鐵具有韌性且耐磨，可以鐵代鋼，以鑄代鍛。 此外，農業上用稀土元素可是糧食增產10%~20%，白菜增產29%，大豆增產50%，還可提高西瓜的產量和甜度，因此用作高效微量肥料。 氧化態 鑭系元素在固態、水溶液中或其他溶劑中的特徵氧化態是 3。由於鑭系元素在氣態時，失去兩個6s電子和一個5d電子或失去兩個6s電子和一個4f電子所需的電離能比較低，所以一般能形成穩定的 3氧化態。除 3特徵氧化態外，鑭系元素還存在著一些不常見的氧化態。例如：鈰、镨、釹、铽、鏑存在 4氧化態，原因是它們的4f層保持或接近全空、半滿或全充滿的狀態比較穩定，但只有 4氧化態的鈰能存在於溶液中，它是很強的氧化劑。 同理，鈰、釹、釤、銪、铥、鐿還存在 2氧化態。 |
| 用戶 評論 |
|
還沒有評論 |
