第21章 鑭系元素和錒系元素11版

第21章鑭系元素和錒系元素主講：燕翔〔副教授〕單位：隴南師專生化系2024/1/311f區(qū)元素在周期表中的位置2024/1/3121．掌握鑭系和錒系元素的電子構(gòu)型與性質(zhì)的關(guān)系；本章教學(xué)要求3．了解鑭系元素重要化合物的性質(zhì)；2．了解鑭系收縮的實(shí)質(zhì)及其對(duì)鑭系化合物性質(zhì)及其他元素的影響；4．了解鑭系和錒系以及與d過(guò)渡元素在性質(zhì)上的異同；2024/1/31321.1鑭系元素

21.1.1鑭系元素的通性

21.1.2鑭系金屬

21.1.2鑭系金屬的重要化合物

21.4稀土元素21.2錒系元素21.4通行21.4釷和鈾及其化合物本章內(nèi)容2024/1/314第21章鑭系金屬與錒系金屬問(wèn)題：1.鑭系元素包括哪些元素？輕稀土和重稀土元素分別指哪些元素？2.鑭系元素的原子結(jié)構(gòu)有何特征？3.鑭系元素有何特征氧化態(tài)？4.什么是鑭系收縮？鑭系收縮帶來(lái)哪些結(jié)果？2024/1/315問(wèn)題：

從鑭系元素的電極電勢(shì)數(shù)據(jù)可對(duì)鑭系金屬的活潑性得出什么結(jié)論？

鑭系金屬的水合離子為何有顏色？其水合離子的顏色為什么呈現(xiàn)出規(guī)律性？第21章f區(qū)金屬鑭系與錒系金屬2024/1/316概述有關(guān)f區(qū)元素定義的爭(zhēng)論仍在繼續(xù)：一種意見(jiàn)將鑭系和錒系分別界定為L(zhǎng)a之后的14種元素和Ac之后的14種元素，結(jié)果是鑭系不包括La而錒系不包括Ac；

另一種意見(jiàn)是鑭系應(yīng)包括La而錒系應(yīng)包括Ac，各有15個(gè)元素。這都與f電子的填充有關(guān)。鑭系元素(Ln)是周期表中57號(hào)鑭(La)到71號(hào)镥(Lu)共15種元素的統(tǒng)稱。錒系元素(An)是周期表中89號(hào)錒(Ac)到103號(hào)鐒(Lr)工15種元素的統(tǒng)稱。2024/1/317輕稀土和重稀土元素分別指哪些元素？稀土于18世紀(jì)得名，“稀〞原指稀貴，“土〞是指其氧化物難溶于水的“土〞性。其實(shí)稀土元素在地殼中的含量并不稀少，性質(zhì)也不象土，而是一組活潑金屬，“稀土〞之稱只是一種歷史的習(xí)慣。

銪以前的鑭系元素叫做輕稀土元素或稱鈰組元素；銪以后的鑭系元素加上釔叫做重稀土元素或稱釔組元素。根據(jù)IUPAC推薦，把57至71的15個(gè)元素稱為鑭系元素，用Ln表示，它們?cè)偌由?1號(hào)的Sc和39號(hào)的Y稱為稀土元素，用RE表示。2024/1/3181.鑭系元素的電子構(gòu)型21.1.1鑭系元素的通性2024/1/3192.氧化態(tài)特征

+Ⅲ氧化態(tài)是所有鑭系元素在固態(tài)、水溶液或其他溶劑中的特征。同一周期連續(xù)15種元素形成同一種特征氧化態(tài)的現(xiàn)象在周期表中是絕無(wú)僅有的。非特征氧化態(tài)與它們的電子組態(tài)穩(wěn)定性有關(guān)。La3+(4f0)，Gd3+(4f7)和Lu3+(4f14)已處于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，獲得+2和+4氧化態(tài)是相當(dāng)困難的；Ce3+(4f1)和Tb3+(4f8)失去一個(gè)電子即達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因而出現(xiàn)+4氧化態(tài)；Eu3+(4f6)和Yb3+(4f13)接受一個(gè)電子即達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因而易出現(xiàn)+2氧化態(tài)。2024/1/31103.什么是鑭系收縮？鑭系收縮帶來(lái)哪些結(jié)果？

2024/1/31113.什么是鑭系收縮？鑭系收縮帶來(lái)哪些結(jié)果？定義：鑭系元素的原子半徑和離子半徑隨著原子序數(shù)的增加而逐漸減小的現(xiàn)象稱為鑭系收縮。產(chǎn)生原因：由于f軌道形態(tài)太分散，在空間伸展的又比較遠(yuǎn)，以致4f電子對(duì)原子核的屏蔽不完全，不能象軌道形狀比較集中的內(nèi)層電子那樣能有效地屏蔽電荷，結(jié)果隨原子序數(shù)遞增，外層電子受到的有效核電荷慢慢增加，外層殼層依次收縮，4fn殼層也逐漸收縮，造成了半徑逐漸減小而產(chǎn)生了所謂“鑭系收縮效應(yīng)〞。所以鑭系收縮是整個(gè)電子殼層依次收縮的積累而造成的。2024/1/3112主族：每增加一個(gè)原子序數(shù)，半徑平均減少10Pm副族：每增加一個(gè)原子序數(shù)，半徑平均減少1Pmf區(qū)：每增加一個(gè)原子序數(shù)，半徑平均減少0.1PmLa(187.9pm)Ln(173.5pm)〔187.9—173.5〕/14=1pm平均每個(gè)相鄰原子之間縮小14.4/14=1pm影響①、收縮緩慢是指相鄰兩個(gè)元素而言，兩兩之間的減小幅度不如其他過(guò)渡元素兩兩之間的減小幅度大，使鑭系元素內(nèi)部性質(zhì)太相似，增加了別離困難；2024/1/3113③、使Y3+的離子半徑處于Ho3+和Er3+之間，使其化學(xué)性質(zhì)與鑭系元素非常相似，在礦物中共生，別離困難，故在稀土元素別離中將其歸于重稀土一組。產(chǎn)生影響②、也使鑭系元素后的第三過(guò)渡系的離子半徑接近于第二過(guò)渡系同族，我們可以予期Hf4+的半徑要比Zr4+約大20pm，然而鑭系收縮總共達(dá)21pm，完全抵消了予期的增長(zhǎng)數(shù)，結(jié)果Hf4+的半徑(81pm)比Zr4+的半徑(80pm)略大一點(diǎn)，又如Nb5+(70pm)和Ta5+(73pm)，Mo6+(62pm)和W6+(65pm)，使其化學(xué)性質(zhì)相似，在礦物中共生，別離困難；2024/1/3114鑭系原子4f電子受核束縛，只有5d和6s電子才能成為自由電子，La(g)有3個(gè)電子(5d16s2)參與形成金屬鍵，而Eu(g)和Yb(g)只有2個(gè)電子(6s2)參與，自然金屬鍵弱些，顯得半徑大些。有人也把這叫做“雙峰效應(yīng)〞。問(wèn)題1為什么原子半徑圖中Eu和Yb出現(xiàn)峰值？2024/1/3115Ln3+離子半徑問(wèn)題2為什么在鑭系中離子半徑會(huì)出現(xiàn)單向變化呢？為什么在Gd處出現(xiàn)一種不連續(xù)性呢？2024/1/3116由于鑭系元素三價(jià)離子的外圍電子很有規(guī)律，由La至Lu其離子結(jié)構(gòu)為f0至f14，因此離子半徑會(huì)出現(xiàn)“單向變化〞。鑭系元素三價(jià)離子半徑的變化中，在Gd處出現(xiàn)了微小的可以覺(jué)察的不連續(xù)性，原因是Gd3+離子具有半充滿的4f7電子結(jié)構(gòu)，屏蔽能力略有增加，有效核電荷略有減小，所以Gd3+離子半徑的減小要略微小些，這叫“釓斷效應(yīng)〞。La3+(106.1pm)Lu3+(86.1pm)平均每個(gè)相鄰中元素之間縮小〔103.2—86.1〕/14=1.2pm比原子半徑更大一些因?yàn)樵谠又?f屬于第二內(nèi)層(6s為最外層)，4f對(duì)6s還產(chǎn)生一定的屏蔽作用，而離子中4f是最外層，對(duì)本身的屏蔽作用要小得多。2024/1/31174.從鑭系元素的電極電勢(shì)數(shù)據(jù)可對(duì)鑭系金屬的活潑性得出什么結(jié)論？堿金屬

?

=-2.9左右堿土金屬

?=-2.3—-2.9Al的

?

=-1.96Ln的

?=-2.522左右(1)由鑭系元素標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)可知，鑭系元素金屬的活潑性僅次于堿金屬和堿土金屬。(2)?相近，活潑性相似。(3)隨原子序數(shù)遞增復(fù)原能力略有下降，但變化不大。⑷Ce4+是強(qiáng)氧化劑，可緩慢氧化水(?=1.6)Pr4+是極強(qiáng)氧化劑，水中不存在。Sm2+、Eu2+、Yb2+都是強(qiáng)復(fù)原劑。2024/1/31185.離子的顏色●周期性十清楚顯Ln3+離子在晶體或水溶液中的顏色原子序數(shù)

離子4f電子數(shù)顏色顏色4f電子數(shù)離子原子序數(shù)5758596061626364La3+Ce3+Pr3+Nd3+Pm3+Sm3+Eu3+Gd3+01234567無(wú)無(wú)黃綠紅紫粉紅淡黃淺粉紅無(wú)無(wú)無(wú)淡綠淡紅淡黃淺黃綠淺粉紅無(wú)1413121110987Lu3+Yb3+Tm3+Er3+Ho3+Dy3+Tb3+Gd3+71706968676665645.鑭系金屬的水合離子為何有顏色？其水合離子的顏色為什么呈現(xiàn)出規(guī)律性？2024/1/3119●與f-f

躍遷有關(guān)可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為離子的顏色與4f亞層中的電子躍遷有關(guān)，發(fā)生這種f-f躍遷需要吸收一定的波長(zhǎng)。La3+(4f0)和Lu3+(4f14)離子為無(wú)色，因?yàn)椴豢赡馨l(fā)生f-f躍遷；另一穩(wěn)定組態(tài)的離子Gd3+(4f7)和接近穩(wěn)定組態(tài)的離子Ce3+(4f1)，Eu3+(4f6)，Tb3+(4f7)和Yb3+(4f13)的吸收峰在紫外區(qū)或紅外區(qū)，因而顯示無(wú)色或淺色。2024/1/312021.1.2鑭系金屬鑭系金屬是典型的金屬元素，為銀白色，較軟，有延展性燃點(diǎn)低，用于制造民用打火石和軍用發(fā)火合金。鑭系金屬化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)活潑電極電勢(shì)為-2.25~-2.52V，活潑性僅次于堿金屬和堿土金屬。因此，鑭系金屬應(yīng)保存在煤油里。能與大多數(shù)非金屬發(fā)生反響。室溫下與鹵素生成鹵化物L(fēng)nX3；在1273K，與氮?dú)夥错懮蒐nN。與沸騰的硫反響生成Ln2S3；與氫氣反響生成LnH2、LnH3等非整比化合物；在高溫下生成LnC2、Ln2O3、LnB4、LnB6等；與水反響生成不溶于水的氫氧化物或水合氧化物并放出氫氣。鑭系金屬及其合金具有吸收大量氣體的能力，用于電子工業(yè)中的吸氣材料。2024/1/312121.1.3鑭系元素化合物

(+III)化合物●

氧化物L(fēng)n2O3①金屬直接氧化(Ce，Pr，Tb除外)②

氫氧化物、草酸鹽、硝酸鹽加熱分解制備性質(zhì)①?gòu)目諝庵形斩趸夹纬商妓猁}②

Ln2O3與水劇烈化合，生成氫氧化物③Ln2O3易溶于酸2024/1/3122●

氫氧化物①水中的溶解度很小

②

氫氧化物顯堿性

堿性減弱

●

堿性與堿土金屬氫氧化物相近溶于酸而形成鹽

2024/1/3123鹽類●

鹵化物

●氟化物L(fēng)nF3不溶于水，即使在3mol·L-1HNO3的Ln3+鹽溶液中參加氫氟酸或F-離子，也可得到氟化物的沉淀。鑒別和別離鑭系離子的特性方法●氯化物易溶于水。水溶液中：La—Nd常結(jié)晶出七水合氯化物Nd—Lu〔Y〕結(jié)晶出六水合氯化物氯化物L(fēng)nCl3，LnBr3，LnI3，為離子型化合物。2024/1/3124◆

硫酸鹽

●易溶于水溶液中結(jié)晶出八水合物L(fēng)n2(SO4)3·8H2O

硫酸鈰還可形成九水合物無(wú)水硫酸鹽可從水合物直接加熱脫水制得●硫酸鹽的溶解度隨著溫度升高而降低能生成復(fù)鹽，如Ln2(SO4)3·Na2SO4·2H2O復(fù)鹽在水中的溶解度不同，-----以此把鑭系元素別離為鈰組和釔組2024/1/3125◆

草酸鹽

Ln2(C2O4)3是最重要的鑭系鹽類之一●酸性溶液中難溶鑭系離子能以草酸鹽形式析出--------與其它金屬離子別離重量法測(cè)定樣品中鑭系元素含量--------先轉(zhuǎn)化為草酸鹽與其它金屬離子別離，經(jīng)過(guò)灼燒而得氧化物2024/1/3126氧化態(tài)為+IV和的+II化合物Ce(4f15d16s2)，Pr(4f36s2)，Tb(4f96s2)，Dy(4f106s2)能形成+IV氧化態(tài)即Ce(4f0)，Pr(4f1)，Tb(4f7)，Dy(4f8)。Ce(SO4)2+e-===Ce3++2SO42-=+1.74V即+IV氧化態(tài)的鹽具有強(qiáng)氧化性。可氧化H2O2、HCl、Mn2+等。Sm(4f66s2)，Eu(4f76s2)，Tm(4f136s2)，Yb(4f146s2)能形成+II氧化態(tài)即Sm(4f6)，Eu(4f7)，Tm(4f13)，Yb(4f14)。Sm3++e-===Sm2+=-1.55VEu3++e-===Eu2+=-0.35VYb3++e-===Yb2+=-1.15V即+II氧化態(tài)的鹽具有強(qiáng)復(fù)原性。2024/1/312721.4.1稀土元素的分布、礦源及分組1、存在21.4稀土元素?fù)?jù)報(bào)道，世界稀土總含量估約4500萬(wàn)噸REO，我國(guó)稀土資源豐富，占世界儲(chǔ)量80%，達(dá)3700萬(wàn)噸。據(jù)中國(guó)稀土協(xié)會(huì)估計(jì)，我國(guó)稀土總含量高達(dá)1億噸。白云鄂博礦床距包頭150公里，它是世界上最大的稀土資源，目前的稀土產(chǎn)量占全國(guó)的60%。國(guó)外稀土礦的主要產(chǎn)地有美國(guó)、印度、巴西、澳大利亞和俄羅斯等國(guó)。2024/1/3128三大產(chǎn)地：包頭、四川冕寧和江西。五大特點(diǎn)：儲(chǔ)量大品種全品位高多種金屬礦物伴生綜合利用價(jià)值大有代表性的稀土礦物名稱主要化學(xué)組成說(shuō)明獨(dú)居石(Ln，Th)PO4Ln主要代表

La，Ce

等輕稀土元素氟碳鈰鑭礦LnCO3FLn主要代表

La，Ce

等輕稀土元素磷釔礦YPO4除YPO4外，還含有重鑭系元素磷酸鹽2024/1/31291.從原子的電子層構(gòu)型以及它們的原子量的大小把稀土元素分成兩組：即銪以前的鑭系元素叫做輕稀土元素或稱鈰組元素；把銪以后的鑭系元素加上釔叫做重稀土元素或稱釔組元素。

2.按照稀土元素硫酸鹽溶液與Na2SO4等生成的稀土元素硫酸復(fù)鹽在水溶液中的溶解度可把稀土元素分為三組：即鑭到釤的硫酸復(fù)鹽難溶，稱為鈰組；銪到鏑的硫酸復(fù)鹽微溶，稱為鋱組；釔及鈥到镥的硫酸復(fù)鹽易溶，稱為釔組。也有人把鋱組稱為中稀土元素。2、稀土元素的分組2024/1/3130①磁性材料●永磁材料：永磁體最根本的作用是在某一特定空間產(chǎn)生一恒定磁場(chǎng)，維持此磁場(chǎng)并不需要任何外部能源。圖中的磁體能吸起自重的800倍。●磁光材料：指在紫外到紅外波段，具有磁光效應(yīng)的光信息功能。如磁光光盤等?！癯胖律炜s材料：指稀土—鐵汞化合物，具有比鐵、鎳等大得多的磁場(chǎng)伸縮值。可做聲納系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)器等。3、稀土元素及其化合物的應(yīng)用2024/1/3131發(fā)光、激光材料：固f-f、f-d

躍遷而使發(fā)出的光能量差大、波長(zhǎng)短而成為發(fā)光寶庫(kù)。③玻璃陶瓷材料：光學(xué)玻璃、光纖Y2O2S：Eu+α–Fe2O3

紅色熒光粉的性質(zhì)廠家陜西（大顆粒）東芝SPD-586發(fā)射峰626nm626nm色度值x0.642±0.0100.652±0.020y0.350±0.0100.341±0.020粒度9.5±2.0μm6.1±1.0μm

反射率500nm處，46-56%450nm：52±5%，625nm：>83.0%氧化鈰在電子陶瓷中的應(yīng)用稀土用途功能材料陶瓷電容器轉(zhuǎn)換劑(BaCe)TiO3

半導(dǎo)體電容器低阻抗化(SrCe)TiO3

鈰PTC熱敏電阻半導(dǎo)體化(BaCe)TiO3

非線性電阻半導(dǎo)體化(SrCe)TiO3

陶瓷振子微粒子化(PbCe)TiO3

2024/1/3132④貯氫、發(fā)熱、超導(dǎo)材料LaNi53H2LaNi5H6微熱（2—3）×105Pa貯氫合金的多種功能氫+合金氫化物放熱吸熱壓力機(jī)械能化學(xué)能熱能電能熱泵充電電池氫的貯存、運(yùn)輸氫的分解、提純催化劑傳感器、控制器2024/1/3133超導(dǎo)體的排斥磁場(chǎng)效應(yīng)超導(dǎo)材料的兩大特性：臨界溫度Tc以下電阻為零，具有非斥磁場(chǎng)效應(yīng)。人們渴望制備超導(dǎo)電纜，因?yàn)樗蓽p少或避免能量損失，如可使粒子加速器再極高能量下操作。

在冶金工業(yè)中的應(yīng)用：鑄鐵、鋼、有色金屬，可改變結(jié)構(gòu)性能。YBaCuYBa2Cu3O7的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于失去部分O的鈣鈦礦1987年，中科院趙忠賢和美國(guó)Houston大學(xué)朱經(jīng)武等獨(dú)立發(fā)現(xiàn)YBa2Cu3O7的超導(dǎo)體，Tc達(dá)95K。2024/1/3134催化中的應(yīng)用：石油裂化、汽車尾汽凈化、合成橡膠以及石油化工等。⑦農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用汽車尾氣處理器：里面的催化劑是稀土化合物不同稀土使用方法對(duì)部分農(nóng)作物增產(chǎn)效果的影響增產(chǎn)效果，%稀土使用方法春小麥花生大豆甜菜白菜浸種10.810.2拌種8.38.36.710.315.5噴施7.19.46.47.015.02024/1/3135⑧醫(yī)藥中的應(yīng)用●抗凝血：因RE對(duì)Ca2+的拮抗作用所致●燒傷藥物●抗炎、殺菌●抗動(dòng)脈硬化作用●抗腫瘤●降血糖⑨織物纖維染色皮革鞣制和染色鍍鉻技術(shù)塑料助劑稀土制劑對(duì)皮膚病的療效病例例數(shù)，人痊愈，人有效，人無(wú)效，人有效率，%膿皰瘡9646351584.4蟲(chóng)咬皮炎442117686.4多發(fā)性癤瘡341712585.3總12024/1/313621.3錒系元素一個(gè)非常值得注意的問(wèn)題！

錒系元素都有很強(qiáng)烈的放射性，元素及其化合物均不易得到，有關(guān)化學(xué)性質(zhì)的研究是在微克量級(jí)甚至數(shù)百個(gè)原子的量級(jí)上進(jìn)行的！所有的操作都必須采取防護(hù)措施！2024/1/313721－3－1錒系元素的通性1、電子構(gòu)型錒系元素由于具有放射性、原子核的不穩(wěn)定性，致使經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間才確定基態(tài)價(jià)電子結(jié)構(gòu)，目前公認(rèn)的最可能的電子結(jié)構(gòu)列于表21－9。錒系元素的價(jià)電子構(gòu)型與鑭系元素相似。這是由于錒系元素的電子填充在5f電子層上，具有5f0－146d0－27s2的構(gòu)型特征。它們的主要區(qū)別是5f軌道的能量以及在空間的伸展范圍都比4f軌道大，因而使得5f與6d軌道能量更接近，但4f與5d軌道能量相差較大。這就造成了有利于f電子從5f向6d軌道的躍遷，有利于f電子參與成鍵。從而使得錒系元素中，從Th到Np具有強(qiáng)烈保持d電子的傾向，而Np以后的元素的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)與鑭系元素十分相似。2024/1/3138錒系元素的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)與鑭系元素相似，出現(xiàn)兩種構(gòu)型，即[Rn]5fn7s2和[Rn]5fn-16d17s2〔錒和釷無(wú)5f電子〕。這兩種電子構(gòu)型之間的竟?fàn)帲瑳Q定于二者的能量。對(duì)鑭系來(lái)說(shuō)，Ce和Gd的4fn-15d16s2的能量低于相應(yīng)的4fn6s2，所以Ce，Gd的基態(tài)原子的電子構(gòu)型為[Xe]4fn-15d16s2，Tb的4f96s2的4f85d16s2相近，因此其基態(tài)原子的電子構(gòu)型可取[Xe]4f96s2或[Xe]4f85d16s2。Lu的基態(tài)原子的電子構(gòu)型為[Xe]4f145d16s2，其余原子的電子構(gòu)型為[Xe]4fn6s2。對(duì)錒系元素，前一半元素中，Pu和Am的5fn-16d17s2的能量高于5fn7s2，故它們的電子構(gòu)型取5fn7s2。Cm的情況與鑭系的Gd相似。其余的均為5fn-16d17s2。錒系元素中的后一半與鑭系元素非常相似，其余電子構(gòu)型[Rn]5fn6s2。2024/1/3139錒系元素的某些根本性質(zhì)名稱元素符號(hào)質(zhì)量數(shù)半衰期An3+離子半徑/pm氧化態(tài)錒釷鏷鈾镎钚镅鋦锫锎锿鐨鍆锘鐒AcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr22723223123823724424324724724925425725825926021.8a1.41×1010a3.28×104a4.47×109a2.41×106a8.1×107a7.38×103a1.6×107a1.38×103a350a277d100d55d1h3min1111081051031009998.59897.7(3)(4)(5)，4(6)，3，4，5(5)，3，4，6，7(4)，3，5，6(3)，4，5，6(3)，4(3)，4(3)，4(3)，4(3)，4(3)，3(3)，332024/1/3140(2)氧化態(tài)的多樣性★鑭系元素?zé)o論是水溶液或固體化合物中+III是正常氧化態(tài)；而錒系中前面一局部元素(Th—Am)存在多種氧化態(tài)，Am以后的元素在水溶液中氧化態(tài)是+III。雖然錒系元素的前一半容易顯示高氧化態(tài)，但+3價(jià)離子的穩(wěn)定性隨著原子序數(shù)的增加而增加，而+3價(jià)是鑭系元素的特征氧化態(tài)；最穩(wěn)定氧化態(tài)溶液內(nèi)不存在+2+3+4+5+6+7同作為f

區(qū)的元素，錒系與鑭系有許多相似之處：①最穩(wěn)定的氧化態(tài)Ac(Ⅲ)→U(VI)→Am(III)→Lr(III)②都存在III氧化態(tài)。2024/1/3141問(wèn)題5為什么錒系元素的氧化態(tài)與鑭系元素不同，顯示了多樣性？

①5f軌道比4f具有更大的空間伸展，能量稍高，電子較易激發(fā)而參與成鍵，電離能較低(類4d與3d)，這樣前面的幾個(gè)元素可顯高氧化態(tài)；

②隨著f電子的填充，f電子能量↓，因f電子的屏蔽作用較小，有效核電荷增加，從鈾最穩(wěn)定的氧化態(tài)(VI)下降低到镅(III)，d電子數(shù)過(guò)半，以后(III)就是最穩(wěn)定的氧化態(tài)。

2024/1/3142★與鑭系收縮相似，隨著原子序數(shù)的遞增，錒系元素的離子半徑遞減；離子半徑但錒系收縮一般比鑭系收縮得大一些，而前面的幾種元素Ac、Th、Pa和U尤為顯著。

2024/1/3143★與鑭系元素的吸收光譜相似，表現(xiàn)出f–f

吸收的特征.離子的顏色2024/1/314421.3.2錒系金屬

1、存在與分布

錒系元素中只有釷和鈾在自然界中存在礦物中，在地殼中釷的豐度為0.0013%，與硼的豐度相當(dāng)，分布廣泛但蘊(yùn)藏量很少，唯一有商業(yè)用途的是獨(dú)居石。自然界中存在最重要的鈾礦是瀝青鈾礦。

2、錒系金屬的制備與用途

錒系元素放射性強(qiáng)，半衰期很短，一般不易制得金屬單質(zhì)。目前制得的只有Ac，Th，Pa，U，Np，Am，Cm，Bk，Cf10種，其余金屬均未制得。

2024/1/3145三、錒系金屬的性質(zhì)

錒系金屬的外觀很像銀，具有銀白色光澤，都是有放射性的金屬，