第六节f区元素(终极版)资料.
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18.1 复习笔记一、f区元素概述f区元素包括镧系元素和锕系元素。
近年来人们根据光谱实验结果,认为镧系元素应是57号元素La至70号元素Yb,锕系元素应是89号元素Ac至102号元素No。
71号元素Lu和103号元素Lr则应分别是第5周期和第6周期的第一个d区元素,即ⅢB族元素。
f区元素又称内过渡元素。
二、镧系元素1.镧系元素的通性(1)镧系元素基态原子的价层电子构型可以表示为4f0~145d0-16s2。
镧系元素的特征氧化值是+3。
(2)镧系元素的原子半径和离子半径总的递变趋势是,随着原子序数的增大缓慢地减小(镧系收缩)。
(3)镧系元素的水合离子大多是有颜色的,这是由于产生f-f跃迁而引起的。
几乎所有镧系元素的原子或离子都有顺磁性。
(4)镧系元素都是活泼金属,是较强的还原剂。
由于镧系元素的离子半径很相近,其化合物的性质非常相似,所以它们在自然界中总是共生在一起,因此分离比较困难。
2.镧系元素的重要化合物Ln的氧化物多数是白色的。
Ln(OH)3大多是难溶的碱,碱性随Ln3+半径的减小逐渐减弱,胶状的Ln(OH)3能在空气中吸收二氧化碳生成碳酸盐。
镧系元素的草酸盐Ln2(C2O4),溶解度小。
镧系元素的氢氧化物、草酸盐或硝酸盐受热分解可以得到Ln2O3,镧系元素的配合物种类和数量比d区元素少,稳定性较差。
镧系元素氟化物难溶于水,其溶度积由LaF3到YbF3逐渐增大。
镧系元素与硫酸、硝酸、盐酸形成的盐都易溶解于水,结晶盐含有结晶水。
硫酸盐的溶解度随温度升高而降低。
3.镧系元素的配合物与d区元素相比,镧系元素形成的配合物种类和数量较少,且稳定性较差。
三、锕系元素1.锕系元素的通性(1)锕系元素锕系元素都是放射性元素,其中铀后面的元素是以人工核反应合成的,称为超铀元素。
(2)锕系元素基态原子的价层电子构型锕系元素基态原子的价层电子构型中,89~93号和96号元素有6d电子。
锕系元素中,从Ac到Am具有多种氧化值并达到高氧化值,Cm以后的元素易呈低氧化值,稳定的氧化值多为+3,唯有No在水溶液中最稳定的氧化态为+2。
起源简介现代化学的元素周期律是1869年的德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫首创的。
1913年英国科学家莫色勒利用阴极射线撞击金属产生X射线,发现原子序数越大,X射线的频率就越高,因此他认为原子核的正电荷决定了元素的化学性质,并把元素依照核内正电荷(即质子数或原子序数)排列,经过多年修订后才成为当代的周期表。
常见的元素周期表为长式元素周期表。
在长式元素周期表中,元素是以元素的原子序数排列,最小的排行最先。
表中一横行称为一个周期,一纵列称为一个族,最后有两个系。
除长式元素周期表外,常见的还有短式元素周期表,螺旋元素周期表,三角元素周期表等。
道尔顿提出科学原子论后,随着各种元素的相对原子质量的数据日益精确和原子价(化合价)概念的提出,就使元素相对原子质量与性质(包括化合价)之间的联系显露出来。
德国化学家德贝莱纳就提出了“三元素组”观点。
他把当时已知的54种元素中的15种,分成5组,每组的三种元素性质相似,而且中间元素的相对原子质量等于较轻和较重的两个元素相对原子质量之和的一半。
例如钙、锶、钡,性质相似,锶的相对原子质量大约是钙和钡的相对原子质量之和的一半。
法国矿物学家尚古多提出了一个“螺旋图”的分类方法。
他将已知的62种元素按相对原子质量的大小顺序,标记在绕着圆柱体上升的螺旋线上,这样某些性质相近的元素恰好出现在同一母线上。
这种排列方法很有趣,但要达到井然有序的程度还有困难。
另外尚古多的文字也比较暧昧,不易理解,虽然是煞费苦心的大作,但长期未能让人理解。
英国化学家纽兰兹把当时已知的元素按相对原子质量大小的顺序进行排列,发现无论从哪一个元素算起,每到第八个元素就和第一一个元素的性质相近。
这很像音乐上的八度音循环,因此,他干脆把元素的这种周期性叫做“八音律”,并据此画出了标示元素关系的“八音律”表。
显然,纽兰兹已经下意识地摸到了“真理女神"的裙角,差点就揭示元素周期律了。
不过,条件限制了他做进一步的探索,因为当时相对原子质量的测定值有错误,而且他也没有考虑到还有尚未发现的元素,只是机械地按当时的相对原子质量大小将元素排列起来,所以他没能揭示出元素之间的内在规律。