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1、2022-10-5课件1无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案 镧系和锕系元素镧系和锕系元素2022-10-5课件2主要内容主要内容主要内容主要内容 1.镧系、锕系元素通性镧系、锕系元素通性 2.我国稀土元素资源和提取我国稀土元素资源和提取 3.核反应类型核反应类型2022-10-5课件314-1 镧系和锕系元素概述镧系和锕系元素概述原子序数原子序数 名称名称符号符号 原子序数原子序数 名称名称符号符号57镧镧La64钆钆Gd58铈铈Ce65铽铽Tb59镨镨Pr66镝镝Dy60钕钕Nd67钬钬Ho61钷钷Pm68饵饵Er62钐钐Sm69铥铥Tm63铕铕Eu70镱镱Yb14-1 14-1
2、镧系和锕系元素概述镧系和锕系元素概述镧系元素简写为镧系元素简写为Ln2022-10-5课件414-1-1价层电子构型和氧化数价层电子构型和氧化数符号符号 价层电子价层电子构型构型氧化数氧化数 符号符号 价层电子价层电子构型构型氧化数氧化数La5d16s2+3Gd4f75d16s2+3Ce4f15d16s2+3、+4Tb4f96s2+3、+4Pr4f36s2+3、+4Dy4f106s2+3、+4Nd4f46s2+3Ho4f116s2+3Pm4f56s2+3Er4f126s2+3Sm4f66s2+2、+3 Tm4f136s2+2、+3Eu4f76s2+2、+3 Yb4f146s2+2、+314-1
3、-114-1-1价层电子构型和氧化数价层电子构型和氧化数镧系元素原子的电子层结构最外层和次外层基本镧系元素原子的电子层结构最外层和次外层基本相同，只是相同，只是4f上电子数不同，因而性质十分相似上电子数不同，因而性质十分相似2022-10-5课件5氧化数的变化分为两个周期氧化数的变化分为两个周期 LaEu、GdYb2022-10-5课件614-1-2原子半径、离子半径和镧原子半径、离子半径和镧系收缩系收缩符号符号原子半径原子半径pmLn3+半径半径pm符号符号 原子半径原子半径pmLn3+半径半径pmLa183103.2Gd180.493.8Ce181.8102Tb17892.3Pr182.4
4、99Dy178.191.2Nd181.498.3Ho176.290.1Pm183.497Er176.189.0Sm180.495.8Tm177.388Eu208.494.7Yb193.386.814-1-214-1-2原子半径、离子半径和镧系收缩原子半径、离子半径和镧系收缩2022-10-5课件7210 200 190 180 170原子半径原子半径/pm原子序数原子序数EuYb镧系收缩镧系收缩原子半径原子半径(总趋势总趋势)随原子序随原子序数的增加而缓慢减小的现象数的增加而缓慢减小的现象原子半径原子半径Lu镧系收缩导致五、六周期同族元素镧系收缩导致五、六周期同族元素(BB后后)性质极为相似性
5、质极为相似(如如Zr和和Hf、Nb和和Ta、Mo和和W),),分离困难分离困难2022-10-5课件8双峰效应双峰效应原子半径在原子半径在Eu、Yb处出现处出现 骤升的现象骤升的现象210 200 190 180 170原子半径原子半径/pm原子序数原子序数EuYbLu2022-10-5课件91750 1550 1350 1150 950 750熔点熔点/原子序数原子序数EuYb双峰效应双峰效应熔点在熔点在Eu、Yb处出现处出现 骤降的现象骤降的现象Lu2022-10-5课件104200 4000 3800 3600 3400(I1+I2+I3)/(kJmol-1)原子序数原子序数EuYb双峰
6、效应双峰效应第一、二、三电离能在第一、二、三电离能在 Eu、Yb处出现骤升的现象处出现骤升的现象Lu2022-10-5课件11105 100 95 90 85 80 75Ln3+半径半径/pm原子序数原子序数离子半径随原子序数的增加而缓慢减小离子半径随原子序数的增加而缓慢减小离子半径离子半径2022-10-5课件1214-1-3 金属活泼性金属活泼性符号符号I(I1+I2+I3)(kJmol-1)符号符号I(I1+I2+I3)(kJmol-1)La3455.4Gd3752Ce3524Tb3786Pr3627Dy3898Nd3694Ho3920Pm3738Er3930Sm3871Tm4043.7
7、Eu4032Yb4193.414-1-3 14-1-3 金属活泼性金属活泼性2022-10-5课件13均为活泼金属，仅次于碱金属，均为活泼金属，仅次于碱金属，与镁接近与镁接近在不太高的温度下在不太高的温度下,可与氧可与氧、硫硫、氯氯、氮反应，可作脱硫剂、脱氧剂等氮反应，可作脱硫剂、脱氧剂等可与水、酸反应，应将其保存在可与水、酸反应，应将其保存在 煤油里煤油里2022-10-5课件1414-1-4 离子的颜色离子的颜色离子离子(4fn)未成对未成对 4f 电子数电子数颜色颜色未成对未成对 4f 电子数电子数离子离子(4fn)La3+(4f0)0无无0 Lu3+(4f14)Ce3+(4f1)1无无1 Yb3+(4f13)Pr3+(4f2)2绿绿2 Tm3+(4f12)Nd3+(4f3)3淡红淡红3 Er3+(4f11)Pm3+(4f4)4粉红淡黄粉红淡黄4 Ho3+(4f10)Sm3+(4f5)5黄黄5 Dy3+(4f9)Eu3+(4f6)6淡红淡红6 Tb3+(4f8)Gd3+(4f7)7无无7 Gd3+(4f7)14-1-4 14-1-4 离子的颜色离子的颜色呈周期性变化呈周期性变化2022-10-5课件15结束结束 第四章第四章镧系和锕系元素镧系和锕系元素结束结束2022-10-5课件16
无机化学课件第十四章镧系与锕系元素
