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1、1 某溶液和 Cl 作用，生成白色沉淀，加氨水后变黑，则该溶液中可能存在（） A Ag B Hg2+ C Hg22+ 2 第二十四章 稀土元素 24.1 概述 (n-2)f014(n-1)d01ns2 镧系元素的原子 (离子 )半径随原子序数增大而缩小。 24.1.1 基本概念 镧系元素： 57-71 锕系元素： 89-103 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr 24.1.2 镧系收缩 : 3 4f76s2 4f146s2 4f7 1. 特点 原子半径缩
2、小缓慢，相邻元素递减 1pm，总的缩小 约 11pm。 4 5 2. 后果 （ 1） Y3+半径（ 88pm）与 Er3+（ 88.1pm）相近， Sc3+半径接近 Lu3+，自然界中 Y、 Sc常与镧系元素共生，而成为稀土元素。 Zr(IV) Nb(V) Mo(VI) 80pm 70pm 62pm Hf(IV) Ta(V) W(VI) 79pm 69pm 62pm （ 2） Zr与 Hf、 Nb与 Ta、 Mo与 W三对元素半径十分接近、化 学性质十分相近，常伴生在一起，难以分离。 6 24.1.3 f 区元素的氧化态 Ln系： +3为特征氧化态 Ce： 4f15d16s2 Tb ： 4f9
3、6s2 Eu： 4f76s2 Yb： 4f146s2 Ac系元素 的氧化态呈多样性，这是 Ac系与 Ln系的不同之处。 Ce、 Tb可以呈现 +4价 Eu、 Yb可以呈现 +2价 7 24.1.4 镧系元素颜色 La3+ 无 Lu3+ Ce3+ 无 Yb3+ Pr3+ 绿 Tm3+ Nd3+ 淡红 Er3+ Pm3+ 粉红、粉黄 Ho 3+ Sm3+ 黄 Dy3+ Eu3+ 无 Tb3+ Gd3+ 无 Gd3+ f f 跃迁引起 5d16s2 4f15d16s2 4f36s2 4f46s2 4f56s2 4f66s2 4f76s2 4f75d16s2 4f145d16s2 4f146s2 4f
4、136s2 4f126s2 4f116s2 4f106s2 4f96s2 4f75d16s2 原子价电子结构 原子价电子结构 8 24.2 镧系元素重要化合物 24.2.1 氢氧化物 Ln3+: 硬酸，与 F O2 硬 碱结合稳定； 半径大，配位数为 612。 镧系元素属典型的金属，能同周期表中大多数非金属成键。 Ln( )的盐溶液中加入 NaOH或 NH3H2O皆可沉淀 Ln(OH)3 ，它是一种胶状沉淀。 Ln(OH)3为离子型碱性氢氧化物，随着离子半径的减小，其碱性愈弱，总的来说，碱性比 Ca(OH)2弱，但比Al(OH)3强。 9 Ln(OH)3受热分解为 LnO(OH)，继续受热变成
5、 Ln2O3。 Ln(OH)3 LnO(OH) Ln2O3 La(OH)3 Lu(OH)3 酸性 增大 Ksp: 10 9 10 24 沉淀 pH: 7.82 6.30 10 镧系元素的强酸盐大多可溶 , 弱酸盐难溶，如：氯化物、 硫酸盐、 硝酸盐易溶于水； 草酸盐、 碳酸盐、氟化物、磷酸盐难溶于水。 LnOCl+HCl+5H2O Ln2O3+C+Cl2 LnCl3+CO LnCl36H2O = Ln2(C2O4)3 Ln2O3 +CO+CO2 要得到无水氯化物 ,要 HCl气流加热 24.2.2 盐类 LnCl3+6H2O LnCl36H2O = HCl 11 24.2.3 氧化态为 +4和
6、 +2的化合物 铈 (Ce)、镨 (Pr)、铽 (Tb)、镝 (Dy)都能形成 +4氧化态的化合物，其中以四价铈的化合物最重要。四价铈化合物既能存在于水溶液中，又能存在于固体中。四价均是强氧化剂。 2CeO2+8HCl = 2CeCl3 + Cl2 + 4H2O 2CeO2 + 2KI + 8HCl = 2CeCl3 + I2 + 2KCl + 4H2O 钐 (Sm)、铕 (Eu)和镱 (Yb)能形成 +2氧化态化合物， Sm2+, Eu2+, Yb2+具有不同程度的还原性。 12 24.3 稀土元素 (RE) 22.3.1 概念 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu (Y) (Sc) 轻稀土 铈组 重稀土 钇组 22.3.2 存在 稀土元素并不稀少，但在地壳中分布分散，彼此性质相似，难以提取、分离。 Ln + Y + Sc 13 24.4 锕系元素重要化合物 铀 (UF6) 钍 14 本 章 小 结 1. 熟悉镧系和锕系元素的电子层结构特点与其性质（氧化态、原子半径和离子半径、离子的颜色等）变化规律的关系。 2 . 掌握镧系元素的元素符号、中文名称和收缩对化合物性质的影响。 3. 了解镧系和锕系元素重要化合物的一般性质。
