镧系元素的性质与应用

镧系元素或F块元素是周期表中的一组元素。虽然对于该组中应包括哪些元素存在争议,但镧系元素通常包括以下15种元素:...

镧系元素或F块元素是周期表中的一组元素。虽然对于该组中应包括哪些元素存在争议,但镧系元素通常包括以下15种元素:

Neodymium is an example of a lanthanide element.
  • 镧(La)
  • 铈(铈)
  • 镨(Pr)
  • 钕(Nd)
  • 镨(Pm)
  • 钐(钐)
  • 铕(Eu)
  • 钆(Gd)
  • 铽(Tb)
  • 钬(Ho)
  • 铒(Er)
  • 铥(Tm)
  • 镱(Yb)
  • 镥(Lu)

以下是它们的位置和常见属性:

主要收获:镧系元素

  • 镧系元素由15种化学元素组成,原子序数从57到71。
  • 所有这些元素在5d壳层中都有一价电子。
  • 这些元素与组中的第一种元素——镧具有相同的性质。
  • 镧系元素是反应性的银色金属。
  • 镧系元素原子最稳定的氧化状态是+3,但+2和+4氧化状态也很常见。
  • 虽然镧系元素有时被称为稀土,但这些元素并不特别稀有。然而,它们很难相互分离。

d块元素

镧系元素位于周期表的第5d区。第一个5d过渡元素是镧或镥,这取决于您如何解释元素的周期性趋势。有时,只有镧系元素而不是锕系元素被归类为稀土。镧系元素不像人们曾经认为的那样稀有;即使是稀有的稀土(如铕、镥)也比铂族金属更常见。一些镧系元素是在铀和钚的裂变过程中形成的。

稀土用途

镧系元素有许多科学和工业用途。它们的化合物在石油和合成产品的生产中用作催化剂。镧系元素用于灯、激光器、磁铁、荧光粉、电影放映机和X射线增感屏。一种自燃混合稀土合金称为混合稀土(50%Ce,25%La,25%其他轻镧系元素)或混合稀土与铁结合,制成打火机用燧石。添加<1%的混合稀土或镧系硅化物可提高低合金钢的强度和加工性能。

镧系元素的共同性质

镧系元素具有以下共同特性:

  • 银白色金属,暴露在空气中会失去光泽,形成氧化物。
  • 相对较软的金属。硬度随着原子序数的增加而有所增加。
  • 在整个周期内从左向右移动(原子序数增加),每个镧系元素3+离子的半径稳步减小。这被称为“镧系元素收缩”。
  • 高熔点和沸点。
  • 非常被动。
  • 与水反应释放氢(H2),在冷态下缓慢/加热后迅速。镧系元素通常与水结合。
  • 与H+(稀酸)反应释放H2(在室温下快速释放)。
  • 与H2发生放热反应。
  • 在空气中容易燃烧。
  • 它们是强还原剂。
  • 它们的化合物通常是离子型的。
  • 在高温下,许多稀土元素会剧烈燃烧。
  • 大多数稀土化合物是强顺磁性的。
  • 许多稀土化合物在紫外光下发出强烈的荧光。
  • 镧系离子倾向于浅颜色,这是由于弱、窄、禁止的f x f光学跃迁造成的。
  • 镧系元素和铁离子的磁矩相互对立。
  • 镧系元素很容易与大多数非金属反应,并在加热时与大多数非金属形成双星。
  • 镧系元素的配位数很高(大于6;通常为8或9或高达12)。

镧系元素与镧系元素

由于-ide后缀用于表示化学中的负离子,IUPAC建议将该元素组的成员称为镧系元素。oid后缀与另一个元素组——类金属的名称保持一致。有一个改名的先例,因为元素更早的名字是“镧系元素”。然而,几乎所有的科学家和同行评议的文章仍然将元素组称为镧系元素。

来源

  • David A.Atwood主编(2013年2月19日)。《稀土元素:基础与应用》(电子书)。约翰·威利父子公司。ISBN 9781118632635。
  • 格雷,西奥多(2009)。元素:对宇宙中每一个已知原子的视觉探索。纽约:黑狗出版社。P240ISBN 978-1-57912-814-2。
  • 霍尔顿,诺曼E。;泰勒·科普伦(2004年)。“元素周期表”。国际化学。IUPAC。26 (1): 8. 内政部:10.1515/ci.2004.26.1.8
  • Krishnamurthy,Nagaiyar和Gupta,Chiranjib Kumar(2004年)。稀土的萃取冶金。华润出版社。ISBN 0-415-33340-7
  • 伊恩·麦吉尔(2005)《乌尔曼工业化学百科全书》中的“稀土元素”。威利,威恩海姆。内政部:10.1002/14356007.a22_607

  • 发表于 2021-09-15 13:24
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  • 分类:化学

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