锕系元素和镧系元素是两大类等结构、天然和合成化学元素。它们被称为f元素,因为它们原子的最后一个电子进入f轨道。由于最外层电子结构相似(它们的最外层电子壳中都有两个s电子),锕系元素和镧系元素具有相似的性质。
锕系元素和镧系元素列在元素周期表下面的两行中,锕和镧在元素周期表的主体中起着占位符的作用。
锕系元素由15种元素组成(从锕到铹),原子序数为89到103。它们具有高度多样性的氧化数,是放射性元素。
大多数锕系元素在自然界中不存在,或者数量非常有限(痕量)。地球上最丰富的天然锕系元素是铀和钍。最丰富的合成产物是钚。
锕系元素在其最外层的电子壳层中有两个s电子,这决定了它们的金属性质和化学性质的相似性。元素之间的差异主要与从外围到中心的第三个电子壳层有关,其中f轨道依次填充。
锕系元素具有金属性质,但由于5f和6d轨道非常接近,更多的电子参与了化学界。锕系元素形成的化合物的氧化状态为+3、+4、+5、+6、+7。最常见的氧化状态是+3。
锕系元素是银白色的高熔点金属。
众所周知,对于每组元素,随着序列号的增加,原子半径也会增加。锕系元素是这一规则的例外——由于核电荷的激发,直径减小(锕系元素收缩)。
锕系元素的使用与其放射性有关。铀和钍用于核武器、核反应堆等。;镅用于烟雾探测器、分光光度计等。
镧系元素是一组15种元素(镧至镥),原子序数为57至71。它们是相对常见的元素——例如,其中最稀有的元素——Pm——在自然界中比碘更常见。
镧系元素(类似于锕系元素)在其最外层电子层中有两个s电子,这决定了它们的金属性质和化学性质的相似性。元素之间的差异主要与从外围到中心的第三个电子壳层有关,其中f轨道依次填充。
镧系元素在化学上被称为金属,它们形成的化合物的氧化状态为+2、+3和+4。最常见的氧化状态是+3。
它们是银白色的高熔点金属。
随着镧系元素序列号的增加,原子半径减小(镧系元素收缩)。
镧系元素被用作钢的合金添加剂,作为放射性和电工技术中的活性和选择性催化剂。
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