区镧系锕系元素-gf 07化本.pptx

第23章f区元素镧系与锕系元素

教学要求1．掌握镧系和锕系元素的电子构型与性质的关系。2．掌握镧系收缩的实质及其对镧系化合物性质的影响。3．了解镧系和锕系以及与d过渡元素在性质上的异同。4．一般了解它们的一些重要化合物的性质。

23.1通性(n-2)f0~14(n-1)d0~1ns223.1.1位置及电子结构镧铈镨钕钷钐铕钆铽镝钬铒铥镱镥LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu锕钍镤铀镎钚镅锔锫锎锿镄钔锘铹AcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrpúgájūpéitè

4f76s24f146s24f71.特点原子半径缩小缓慢，相邻元素递减1pm，总的缩小约14pm。镧系元素的原子(离子)半径,随着原子序数增大而缩小。23.1.2镧系收缩:

2.后果（1）Y3+半径88pm落在Er3+88.1pm附近，Y进入稀土元素。Sc半径接近Lu3+，常与Y3+共生，Sc也成为稀土元素。Zr(IV)Nb(V)Mo(VI)80pm70pm62pmHf(IV)Ta(V)W(VI)79pm69pm62pm（2）Zr与Hf、Nb与Ta、Mo与W三对元素半径十分接近、化学性质十分相近，常伴生在一起，难以分离。

23.1.3f区元素的氧化态Ln系：+3为特征氧化态Ce：4f15d16s2Tb：4f96s2Eu：4f76s2Yb：4f146s2Ac系元素的氧化态呈多样性，这是Ac系与Ln系的不同之处。Ce、Tb可以呈现+4价Eu、Yb可以呈现+2价

23.1.4镧系元素颜色La3+无Lu3+Ce3+无Yb3+Pr3+绿Tm3+Nd3+淡红Er3+Pm3+粉红、粉黄Ho3+Sm3+黄Dy3+Eu3+无Tb3+Gd3+无Gd3+f－f跃迁引起

23.2镧系元素重要化合物23.2.1氢氧化物Ln3+:4fn5s25p6。硬酸，与F－O2－硬碱结合稳定；半径大，配位数为6~12。典型的金属，能同与周期表中大多数非金属成键。Ln(III)(aq)－加入NaOH或NH3?H2O→Ln(OH)3?胶状。Ln(OH)3－离子型,碱性,r(Ln3+)↘，碱性↘，碱性Ca(OH)2弱，但Al(OH)3。

Ln(OH)3→LnO(OH)→Ln2O3Ce(OH)4?（棕），Ksp=4×10－51，pH＝0.7~1.0?Ce(OH)4?，pH＝7.82~6.30?Ce(OH)3?H2O2(或O2、Cl2、O3等)，氧化Ce(III)为Ce(IV)??Ce(OH)4??从Ln3+中分离出CeLa(OH)3→Lu(OH)3酸性增大Ksp:10－9??????10－24沉淀pH:7.82???????6.30△△

强酸盐大多可溶：氯化物、硫酸盐、硝酸盐易溶于水；弱酸盐难溶：草酸盐、碳酸盐、氟化物、磷酸盐难溶于水LnOCl+HCl↑+5H2OLn2O3+C+Cl2→LnCl3+COLn2O3+NH4Cl→LnCl3+NH3↑+H2O