什么是镧系收缩，对元素性质有何影响

Question

如题所述

Answer 1

什么叫镧系收缩?原因结果,原因：是由于4F电子对原子核的屏蔽作用较弱而引起的,原子半径和离子半径的大小取决于原子或离子的最高能级中电子有效电荷Z*忽然主量子数,对镧系元素的原子和离子来说量子数相同Z*不同,因为镧系元素是填充4F电子,4F电子是个屏蔽作用较弱的电子,4F电子虽然处在内层,但由于F轨道的形状太分散,在空间伸展的太远,使4F电子对原子核的屏蔽不完全,不能像轨道形状比较集中的内层电子那样有效地屏蔽核电荷,结果随着原子序数的增加,外层电子所受的有效核电荷的引力也递增,因而使外层电子壳层依次有所缩小,此外由于4F轨道的形状太分散,4F电子之间的屏蔽作用也不完全,在填充4F电子的同时,每个4F电子所经受的有效核电荷也在逐渐增加,结果4F电子壳层也逐渐缩小,整个电子壳层依次收缩的积累造成了镧系收缩 结果：1由于镧系收缩的结果,是钇的三价离子（Y3+）半径(88PM)在离子半径的序列中落在铒的三价离子Er3+半径(88PM)的附近,因此钇的化学性质与镧系元素非常相似,在自然界常和镧系元素共生,成为稀土元素的一种.2:使镧系元素的第三过度系元素的离子半径洁净于第二过度系同族元素:如IVB组中的Zr4+(80PM)he Hf4+(79PM),VB族的Nb5+（70PM）和Ta5+（69PM）VIB的Mo6+（62PM）和W6+ （62PM）,因此锆和铪,铌和钽,钼和钨这三对元素的化学性质相似,在矿物中共生并分离困难.3：使地VIII族中的铂系和重铂系即（Ru-Os,Rh-Ir,Pd-Pt） 各对元素分别在原子半径,和离子半径上极为接近,造成了个相应元素同类化合物的相似和分离困难.4：造成Au,Hg的不活泼性及第六周期P区主族元素Tl,Pb,Bi呈现惰性电子对效应,因此他们低价态较高价态稳定.为什么镧系元素的原子半径收缩中Eu和Yb的原子半径突然增大而铈的原子半径减少出现峰谷现象?答:这是由于在他们的金属晶格里除2个6S电子作为传导电子外一般还有一个5d或4f电子起传导电子的作用,因此它们的金属价一般+III甲,但是Ce的金属价为+IV(4f)而铕(Eu)和镱(Yb)的金属价为+II(4f7,4f14)金属价为+IV的参加成键的电子数较多(4f1-145d0-16S2) 原子之间的吸引力较大,即金属键强,原子间结合紧密,金属价为+II的Eu,Yb由于分别具有半充满的4f 7和全充满的4f14这比4f电子层其他状态来说对原子核有较大的评屏蔽作用又由于+II价的铕和Yb只能以两个电子参加成键,成键电子数较少,原子间吸引力较小,即金属键较弱,原子间结合松弛些.因此,反映在金属原子半径的变化趋势中铈显得比较小,出现一个谷值,而铕和镱则比较大,出现两个峰值,此现象称为峰谷变化.为什么Ce,Tb呈现+IV氧化态而Eu和Yb则却呈现+II氧化态?答:Ce:4f15d16s2à4f0 (Ce4+)失去4个电子 (Tb)4f95d06s2à4f7(Tb4+):失去4e Eu 4f75d06s2à6f7失去2个电子 Yb 4f145d16s2à4f14 (Yb2+) 失去2个电子 根据洪特规则当4F轨道保持或接近全空(4F0)半充满(4F14)状态时比较稳定

Answer 2

镧系收缩是指镧系开始的第六周期元素，其原子半径比上面的第五周期的元素的半径要小。

对元素性质的影响：

如，Zr是160，Hf是159。由于4f电子对s和d电子的屏蔽不完全，从镧(La)到镥(Lu)随核电荷和4f电子数的逐渐增加，有效核电荷也逐渐增加，引起整个原子体积逐渐缩小。

使得铕(Eu)以后的元素离子半径接近钇(Y)，构成性质极相似的钇组元素，彼此在自然界共生，难于分离；同时还使得第三过渡系与第二过渡系的同族元素原子（或离子）半径相近，如铪与锆、钽与铌、钨与钼等，他们性质上极为相似，也常常共生而难以分离。

镧系元素原子半径随原子序数的增加总的趋势是减小。从镧到镥，原子序数增加15，而原子半径却减小了0.14埃。因为从铈开始，电子逐个填入内部未满的4f亚层上，原子的有效核电荷略有增大，对核外电子的吸引也略有增强，故原子半径逐渐收缩，称镧系收缩。结果使过渡元素第五、六周期的同族元素的原子半径接近，性质相似。

Answer 3

镧系收缩是镧系元素的原子半径和离子半径随着原子序数的增加而逐渐减小的现象。原子半径收缩的较为缓慢，相邻原子半径之差仅为1pm左右，但从La～Lu经历14个元素，原子半径收缩积累14pm之多。离子半径收缩要比原子半径明显的多。词条介绍了镧系元素、收缩的现象、以及收缩带来的后果等内容。
镧系金属原子半径从镧到镥逐渐减少（符合元素周期表半径规则，即同一周期从左往右半径减小，同一族从上往下半径增大），共缩小14.3pm，平均每两个相邻元素减小1pm左右。对于三价镧系金属离子从左往右共减少21.3pm，平均每两个离子减少1.5pm左右。[1]镧系相邻元素之间半径差值对于非过渡金属以及其他过渡金属来说是反常的，这种现象我们称之为镧系收缩。

镧系元素中电子排布是相继填入内层4f能级的，由于f‘能级太过于分散，在空间中其伸展大小又显得比较大，以至于4f’电子对原子核的屏蔽不完全，不能像s、p、d能级中电子那样能有效屏蔽原子核，所以随着原子序数递增，其外层电子所经受的有效核电荷数也在增加（比s、p等能级的有效核电荷数要大），因此外层半径有所减小。

另外，4f电子之间屏蔽也类似上述原因，导致4f能级半径缩小。整个电子屏蔽效应影响造成镧系收缩现象。

Answer 4

镧系收缩是指镧系开始的第六周期元素，其原子半径比上面的第五周期的元素的半径要小。如，Zr是160，Hf是159。由于4f电子对s和d电子的屏蔽不完全，从镧(La)到镥(Lu)随核电荷和4f电子数的逐渐增加，有效核电荷也逐渐增加，引起整个原子体积逐渐缩小。使得铕(Eu)以后的元素离子半径接近钇(Y)，构成性质极相似的钇组元素，彼此在自然界共生，难于分离；同时还使得第三过渡系与第二过渡系的同族元素原子（或离子）半径相近，如铪与锆、钽与铌、钨与钼等，他们性质上极为相似，也常常共生而难以分离。

Answer 5

　镧系收缩
　　镧系收缩，并不是指镧系元素从左到右，半径减小的现象。而是指，镧系开始的第六周期元素，其原子半径比上面的第五周期的元素的半径要小。如，Zr是160，Hf是159。
　　周期表中，从上到下，电子层数逐渐增大，原子半径应该逐渐增大，但第五周期到第六周期的同族元素，半径却很接近，甚至下面的第六周期的还可能更小一点。
　　因为经历了镧系，在内层多了14个电子，导致有效核电荷增大，对核外电子的吸引力增大，导致半径发生了收缩。由这个现象，还带出了一些其它的性质。
　　这个现象称为镧系收缩本回答被提问者和网友采纳