过渡元素(3)
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第九章 过渡元素
Cu（OH）2 氢氧化铜为浅兰色粉末，难溶于水，稍有两性，易溶于酸， 只溶于较浓的强碱。 Cu（OH）2 + 2OH[Cu（OH）]2-
9.2.3 银的化合物 银通常形成氧化值为+1的化合物，其中只有AgNO3易溶于水其他如Ag2O、 卤化银等均难溶。银的化合物有不同程度的感光性，银和许多配体易形成配合物。 硝酸银 AgNO3是最重要的可溶性银盐，用途广泛。它在干燥的空气中比较稳 定，潮湿状态下易见光分解，析出单质银而变黑
（1） 氧化铜和氢氧化铜 CuO 氧化铜为黑色粉末，难溶于水。它是偏碱性氧化物，溶于稀酸： CuO + 2H+ Cu2+ + H2O
由Cu（NO3）2或Cu2（OH）2CO3受热分解都能指得CuO：
2Cu（NO3）2 Δ Cu2（#43; 4NO2 + O2 2CuO + CO2 + H2O
第九章
过渡元素
9.1过渡元素的结构特点
过渡元素位于周期表中部d区ⅢB（3）—Ⅷ（8）族8个直列24个元素（不包括镧以 外的镧系，锕以外的锕系元素）。表9—1列出了第一过渡系列元素的电子构型
表9—1 第一过渡系列元素的电子构型
过渡元素电子结构的特点是具有未充满的d轨道（Pd例外），最外层 电子为1～2个，最外两个电子层都是未充满的，其特征电子构型为（n-1） d1-9ns1-2。也有把ds区的铜族，锌族元素作为过渡元素，其电子构型为 （n-1）d1-10ns1-2。最近有人只把铜族元素列入过渡元素（而锌族不列 入），因为铜的重要氧化态Cu（Ⅱ）为3d9、Ag（Ⅱ）为4d9、Au（Ⅲ） 为5d8构型，而且它们的性质与过渡元素极为相似，故过渡元素包括铜族 元素较合适。 过渡元素与典型元素不同，周期性变化规律并不明显。如同周期的金 属性递变不显著，原子半径，电离势等随原子序数增加，虽有变化但不显 著，都反映出各元素间从左至右的水平相似性（表4—6）。因之，将这些 过渡元素按周期分为三个系列。位于周期表中第四周期的Sc—Ni为第一过 渡系列元素；第五周期中的Y—Pd为第二过渡系列元素；第六周期中的 La—Pt为第三过渡系列元素。习惯上把第一过渡系列元素称为轻过渡元素， 把第二、第三过渡系列称为重过渡元素。本节主要讨论第一过渡系列元素。
过渡元素化学
（1）氧化态 • 轻… 低氧化态比较稳定，一般稳定存在的是
+2价水合离子（也有+3价）高氧化态 [O] ， • 重… 则多以高氧化态存在（与p 区相反） • 因为：第一过渡系的 IE3高，3d 电子难以失
去；当原子处于高价态时，3d 轨道更靠近 核内部，不利于和配体价轨道重叠成键。
5
（2）磁性
• 轻过渡元素可形成高自旋或低自旋配合物，
• Tc、Re的特征氧化态是Ⅶ。 • Tc、Re的主要氧化物有：
TcO2. ReO2. ReO3. Tc2O7. Re2O7等。 • Tc、Re的卤素配合物很普遍[MCl6]2]2-[Re(CN)6]2• Re可形成羰基配合物[Re2(CO)10] • 和原子簇合物， 如：TcCl82-, ReCl82-
时生成[OsO2Cl4]2, [Os2OCl10]4-, [OsCl6]235
• RuO4: 强氧化剂、180℃以上爆炸,生成 RuO2和O2, 与有机物反应剧烈.
• OsO4: 有用的氧化剂和着色剂. OsO4与碱反应生成锇酸盐[OsO4(OH)2]2-, 它可被乙醇还原为锇(Ⅵ)酸盐 [反式－OsO3(OH)2]2-。
• TeMo6O246-称为杂多酸盐。
18
• 卤化物 MoF6及WF6均是白色挥发性固体， WBr6和WCl6是蓝色的固体，易水解，而钼 的六氯化物及六溴化物是否存在还不清楚。
• 氧卤化物如MoO2F2，MoO2Cl2，WO2Cl2， 都是共价型分子或氧桥联式分子，在水中 均水解。
• 配合物 +6价的的Mo,W能形成许多配合物。 如重要的氟配离子：MF6、MF82- 。
34
① 钌 44 和锇 75 (铂系Ⅰ) • 钌的最高态氟化物是RuF6: • Ru最高氧化态氯化物是RuCl3, ？？ • RuO4+|盐酸→ [ Ru2OCl10]4-,[RuCl6(H2O)]2• 锇：长期以来人们认为可形成八氟化物，但
第22章 过渡元素(
Nhomakorabea、三氯化钛
Ti3+为d1构型离子，呈紫色，具有较强的还原性，比Sn2＋强
2TiCl4 +
H2 = 2TiCl3 + 2HCl
2TiCl4 + Zn = 2TiCl3 + ZnCl2 2Ti+ 6HCl = 2TiCl3 + 3H2
TiCl3的热稳定性 > 723K TiCl3 → TiCl4＋TiCl2
2-+2H+
H+ Cr O 2-+H O 2 7 2 OH 橙红色 pH<2
分析中常用来 测定铁的含量
2K2Cr2O7+3C2H5OH+8H2SO4 = 3CH3COOH+2Cr2(SO4)3+2K2SO4+11H2O
此反应用于检验司机是否酒后开车
颜色：
紫色
蓝绿色
绿色
配离子： [Cr(NH3)3(H2O)3]3+ [Cr(NH3)6]3+ 颜色 ： Cr3+、Al3+、 粉红 Cr3+ 氢氧化物两 性，易形成 配合物 黄色 Al3+ 氢氧化物两 性，难形成 配合物 Fe3+ 氢氧化物弱碱 性，易形成配 合物
Fe3+的差别
盐与重铬酸盐
CrO4 黄色 pH>6
黄色
[V(O2)]3+＋H2O2＋2H2O
红棕色
3）低价 钒酸盐
在钒酸盐的酸性溶液中加 入还原剂(如锌粉)，可得 到低价的钒酸盐：
2Na3VO4＋12HCl＋Zn==2VOCl2(蓝色)＋ZnCl2＋6NaCl＋6H2O Na3VO4＋8HCl＋Zn==VCl3(绿色)＋ZnCl2＋3NaCl＋4H2O 2Na3VO4＋16HCl＋3Zn==2VCl2(紫色)＋3ZnCl2＋6NaCl＋8H2O
Ti3+为d1构型离子，呈紫色，具有较强的还原性，比Sn2＋强
2TiCl4 +
H2 = 2TiCl3 + 2HCl
2TiCl4 + Zn = 2TiCl3 + ZnCl2 2Ti+ 6HCl = 2TiCl3 + 3H2
TiCl3的热稳定性 > 723K TiCl3 → TiCl4＋TiCl2
2-+2H+
H+ Cr O 2-+H O 2 7 2 OH 橙红色 pH<2
分析中常用来 测定铁的含量
2K2Cr2O7+3C2H5OH+8H2SO4 = 3CH3COOH+2Cr2(SO4)3+2K2SO4+11H2O
此反应用于检验司机是否酒后开车
颜色：
紫色
蓝绿色
绿色
配离子： [Cr(NH3)3(H2O)3]3+ [Cr(NH3)6]3+ 颜色 ： Cr3+、Al3+、 粉红 Cr3+ 氢氧化物两 性，易形成 配合物 黄色 Al3+ 氢氧化物两 性，难形成 配合物 Fe3+ 氢氧化物弱碱 性，易形成配 合物
Fe3+的差别
盐与重铬酸盐
CrO4 黄色 pH>6
黄色
[V(O2)]3+＋H2O2＋2H2O
红棕色
3）低价 钒酸盐
在钒酸盐的酸性溶液中加 入还原剂(如锌粉)，可得 到低价的钒酸盐：
2Na3VO4＋12HCl＋Zn==2VOCl2(蓝色)＋ZnCl2＋6NaCl＋6H2O Na3VO4＋8HCl＋Zn==VCl3(绿色)＋ZnCl2＋3NaCl＋4H2O 2Na3VO4＋16HCl＋3Zn==2VCl2(紫色)＋3ZnCl2＋6NaCl＋8H2O
过渡元素
通性
六、配合性 配合能力强，易形成一系列配合物， 配合能力强，易形成一系列配合物，因d轨道不满 轨道不满 而参加成键时易形成内轨型配合物。 而参加成键时易形成内轨型配合物。 它们的电负性较大， 它们的电负性较大，金属离子与配体间的相互作 用加强，形成较稳定的配合物。 用加强，形成较稳定的配合物。 中心离子半径在0.075~0.06nm范围内的配合物表 中心离子半径在 范围内的配合物表 现的较突出，主要表现在配位体交换慢，有些很慢。 现的较突出，主要表现在配位体交换慢，有些很慢。 在水溶液中长期放置： 在水溶液中长期放置 如：CrCl36H2O在水溶液中长期放置：
过渡元素
通 性 钛 分 族 钒 分 族 铬 分 族 锰 分 族 铁 系 元 素 铂 系 元 素 本 章 要 求
通性
IIIB IVB VB VIB VIIB 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn VIII 26 Fe 27 Co 28 Ni
45 Rh 46
第一过渡 系元素
钪 钛
Y
钛分族
3、加热煮沸Ti(SO4)2和TiOSO4 、加热煮沸 Ti(SO4)2+H2O===TiOSO4+H2SO4 TiOSO4+H2O===H2TiO3↓+H2SO4 4、分离煅烧 、 H2TiO3===TiO2+H2O 5、碳氯法 、
1000-1100K TiO2+2C+2Cl2======TiCl4+2CO
[Cr(H2O)4Cl2]+(绿色 绿色)+H2O [Cr(H2O)5Cl]2+(浅绿色 浅绿色)+Cl绿色 浅绿色 [Cr(H2O)5Cl]2++H2O [Cr(H2O)6]3+(蓝紫色 蓝紫色)+Cl蓝紫色
过渡元素
简介
综合介绍
信息介绍
性质特征
信息介绍
周期表中从IIIB族到VIII族的元素。共有三个系列的元素（钪到镍、钇到钯和镧到铂），电子逐个填入他 们的3d、4d和5d轨道。有时人们把过渡元素的范围扩大到包括镧系元素和锕系元素。因此有时也把铜族元素包括 在过渡元素范围之内。锌族元素（IIB）形成稳定配位化合物的能力上与过渡元素很相似，因此也有人建议把锌 族元素归入过渡元素范围。各系列过渡元素的与阿兹半径自左而右缓慢递减，各族元素的半径自上而下略有增加， 但不像主族元素增加的那样显著。
制作模式
过渡金属大多有其独特的生产方法：电解法、金属热还原法、氢还原法和碘化物热分解法。 存在： 大多数过渡金属都是以氧化物或硫化物的形式存在于地壳中，只有金、银等几种单质可以稳定存在。
催化剂
过渡金属催化剂或是生命起源的关键
要解释生命如何在地球上出现这个悬而未决的大问题，就像是回答先有鸡还是先有蛋的悖论：诸如氨基酸和 核苷酸这样的基本生化物质，是如何在生物催化剂（蛋白质或核酶）出现之前而完成其构造的？在最新一期《生 物学通报》上，科学家发表论文指出，或是第三种类型的催化剂启动了深海热泉中的新陈代谢以及生命。
原子结构
原子构型
原子半径
原子构型
过渡元素原子电子构型的特点是它们的d轨道上的电子未充满（Pd例外），最外层仅有1~2个电子，它们的 价电子构型为(n-1)d1-9ns1-2（Pd为4d5s）。
过渡元素原子的价电子层结构和氧化态 注：划横线的表示比较常见、稳定的氧化态；带括号的表示不稳定的氧化态。 多电子原子的原子轨道能量变化是比较复杂的，由于在4s和3d、5s和4d、6s和5d轨道之间出现了能级交错 现象，能级之间的能量差值较小，所以在许多反应中，过渡元素的d电子可以部分或全部参加成键。
过渡元素结构特点和基本性质
过渡元素的结构特点与基本性质元素周期表中第四、五、六七周期元素中，第III B-VIII 族，共25种元素，统称为过 渡元素。
过渡元素的单质都是金属，所以也称为过渡金属元素。
见表16.1.表16.1过渡金属元素(d 区元素共25种)周期'族 III B IV B V B VI B VII B VIII 四 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni 五 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd 八 La Hf Ta wRe Os lr Pt 七Ac过渡金属元素属于III V III 族，d 区，外层电子排布为(n-l)d 1-9 ns 1-2 (Pd, 4d 105s 。
，是一种例外的电子排布)。
翎系、铜系的元素的电子排布，增加的电子填入(n-2)f 亚层，例如：57La 4f°5d 16s 2, 在结构上，它们最外层二个电子层都是未充满的，因此在元素周期表的划分上不属于过渡 金属元素，而属于内过渡元素。
也称之为翎系、钢系元素。
翎系 57La 〜71Lu (15 种元素) 4f°-145d°-1 6s 2铜系 89Ac~103Lr 镑(15 种元素)5f 。
或6^-17s 216.1.1价电子构型过渡金属价电子构型的通式为：(n-l)dinsf原子核外电子排布遵循能量最低原理、保里不相容原理和洪特规则。
L. Pauling 原子轨 道近似能级图如下：Is; 2s 2p ; 3s 3p; 4s 3d 4p; 5s 4d 5p: 6s 4f 5d 6p ; 7s 5f 6d有一些电子排布例外的情况，例如：Z=24, 41 -46：不是4d 35s 2不是4d 55s 1不是4d 85s 2真化态，其根本原因在于内层电子的排布，过渡金属外层 ■l)d 轨道与ns 轨道能量相近，部分(n-l)d 电子参与成键。
+2, +3,+4, +6, +7. ,+3, +6.的族相等，最高氧化态二所处的族数s 2Mn +7 VII SdMs 1但Mil 族：多数最高氧化态小于其族数，是因为随着有效核电荷的增加(ZT),不是所有 (n-l)d 电子都参与成键。
无机化学 过渡元素-13.1过渡元素概述
过渡元素及化合物有催化特性
13-1-8 磁性
多数过渡元1素3-或1-8离磁子性具有顺磁性
多数过渡元素的原子或离子有 未成对电子，所以具有顺磁性
离子 VO2+ V3+ Cr3+ Mn2+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+ d电子数 1 2 3 5 6 7 8 9 未成对 1 2 3 5 4 3 2 1
最小(低) Cs 22.8
Cs 0.2
13-1-3 金属活泼性
元素 13S-c1-3 T金i 属活V泼性Cr Mn
E (M2+/M)/V -2.03 -1.63 -1.13 -0.90 -1.18
可溶该金 属的酸
各种 酸
热HF HCl
浓H2SO4 HNO3、HF
稀HCl
H2SO4
稀H2SO4 HCl等
其活泼性减弱
3. 同族元素(除Sc分族外)自上往下 金属活泼性降低
Ⅷ E (M2+/M)/VⅡB E (M2+/M)/V 第一过渡系 Ni -0.257 Zn -0.7626 第二过渡系 Pd +0.92 Cd -0.403 第三过渡系 Pt +1.2 Hg +0.8535
3. 同族元素(除IIIB族外)自上往下 金属活泼性降低
元 素 Sc Ti V C的rM离n子Fe无C色o Ni CuZn
M2+中d电子数 0 1 2 3 4 5 6 7
[M(H2O)6]3+ 无 紫 绿 蓝 红 浅 绿 粉
颜色
紫 紫红
13-1-7 配位能力和催化性
过渡元素易形成配合物
过渡元催素化剂的原子或离子反具应有部分 空的 (n-1)d, 空的ns、np轨道, 可 接受配Fe体-M的o 孤电子对合成氨 过渡元Pt素-R的h 离子一氨般氧具化有为较NO高的 电荷、V较2O小5 的半径SO，2氧极化化为力SO强3 ， 对P配d体, R有an较ey 强Ni的吸引催力化加氢
13-1-8 磁性
多数过渡元1素3-或1-8离磁子性具有顺磁性
多数过渡元素的原子或离子有 未成对电子，所以具有顺磁性
离子 VO2+ V3+ Cr3+ Mn2+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+ d电子数 1 2 3 5 6 7 8 9 未成对 1 2 3 5 4 3 2 1
最小(低) Cs 22.8
Cs 0.2
13-1-3 金属活泼性
元素 13S-c1-3 T金i 属活V泼性Cr Mn
E (M2+/M)/V -2.03 -1.63 -1.13 -0.90 -1.18
可溶该金 属的酸
各种 酸
热HF HCl
浓H2SO4 HNO3、HF
稀HCl
H2SO4
稀H2SO4 HCl等
其活泼性减弱
3. 同族元素(除Sc分族外)自上往下 金属活泼性降低
Ⅷ E (M2+/M)/VⅡB E (M2+/M)/V 第一过渡系 Ni -0.257 Zn -0.7626 第二过渡系 Pd +0.92 Cd -0.403 第三过渡系 Pt +1.2 Hg +0.8535
3. 同族元素(除IIIB族外)自上往下 金属活泼性降低
元 素 Sc Ti V C的rM离n子Fe无C色o Ni CuZn
M2+中d电子数 0 1 2 3 4 5 6 7
[M(H2O)6]3+ 无 紫 绿 蓝 红 浅 绿 粉
颜色
紫 紫红
13-1-7 配位能力和催化性
过渡元素易形成配合物
过渡元催素化剂的原子或离子反具应有部分 空的 (n-1)d, 空的ns、np轨道, 可 接受配Fe体-M的o 孤电子对合成氨 过渡元Pt素-R的h 离子一氨般氧具化有为较NO高的 电荷、V较2O小5 的半径SO，2氧极化化为力SO强3 ， 对P配d体, R有an较ey 强Ni的吸引催力化加氢
过渡元素
OH－ MnO4－ +C2O42－ H2 O H+
油状 绿色
MnO2+O2+O3
MnO42－ +CO2 MnO2 + CO2 Mn2++CO2
由软锰矿制备KMnO4
软锰矿 粉碎
氧化剂
OH－ △
K2MnO4 墨绿色
常用的氧化剂有O2、KNO3和KClO3。反应介质为KOH或K2CO3。
2MnO2+4KOH+O2 == 2K2MnO4+2H2O 3MnO2+6KOH+KClO3 == 3K2MnO4+KCl+3H2O MnO2+K2CO3+KNO3 == K2MnO4+KNO2+CO2↑
过渡元素的通性
具有部分填充d或f壳层电子的元素。 狭义：(n-1)d1~8ns1~2 ⅢB~Ⅷ 8列 10列
广义：(n-1)d1~10ns1~2 ⅢB~ⅡB
过渡元素全部为金属，其化合物颜色多、 变 价多、形成配合物多。
• (n-1)d1~10ns1~2 (Pd:4d105s0) • d电子数较多. • d电子可部分或全部成键. • d轨道未充满可接受孤电子
1.33V －0.41V －0.91V 2-————Cr3+————Cr2+————Cr
Ea
θ：
Cr2O7
酸性介质氧化性强，碱性介质还原性强
Cr2O7
酸 性 Cr3+ 介 质 MnO 4－+H+
Ag+
2－ +ຫໍສະໝຸດ SO42－S2O82－
H2O2 碱 性 CrO2－ 介 质 Br2
CrO42－+H2O
油状 绿色
MnO2+O2+O3
MnO42－ +CO2 MnO2 + CO2 Mn2++CO2
由软锰矿制备KMnO4
软锰矿 粉碎
氧化剂
OH－ △
K2MnO4 墨绿色
常用的氧化剂有O2、KNO3和KClO3。反应介质为KOH或K2CO3。
2MnO2+4KOH+O2 == 2K2MnO4+2H2O 3MnO2+6KOH+KClO3 == 3K2MnO4+KCl+3H2O MnO2+K2CO3+KNO3 == K2MnO4+KNO2+CO2↑
过渡元素的通性
具有部分填充d或f壳层电子的元素。 狭义：(n-1)d1~8ns1~2 ⅢB~Ⅷ 8列 10列
广义：(n-1)d1~10ns1~2 ⅢB~ⅡB
过渡元素全部为金属，其化合物颜色多、 变 价多、形成配合物多。
• (n-1)d1~10ns1~2 (Pd:4d105s0) • d电子数较多. • d电子可部分或全部成键. • d轨道未充满可接受孤电子
1.33V －0.41V －0.91V 2-————Cr3+————Cr2+————Cr
Ea
θ：
Cr2O7
酸性介质氧化性强，碱性介质还原性强
Cr2O7
酸 性 Cr3+ 介 质 MnO 4－+H+
Ag+
2－ +ຫໍສະໝຸດ SO42－S2O82－
H2O2 碱 性 CrO2－ 介 质 Br2
CrO42－+H2O
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其他盐类
硫酸盐：RE2(SO4)3
–
–
含结晶水（8~9），易溶，溶解度随温度升高而降低 无水盐溶解度小于含水盐，复盐的溶解度更小
轻稀土的硫酸盐复盐溶解度显著低于重稀土
草酸盐：RE2(C2O4)3
–
–
难溶于水，也难溶于酸 重稀土的草酸盐沉淀溶于过量草酸盐
+4和+2盐
重要的分析化学反应
– –
Mg2+/Mg
磁性和光谱
稀土金属单质和化合物通常具有顺磁性
–
Sc3+、Y3+、La3+、Ce4+、Yb2+、Lu3+没有磁性 以f-f跃迁为主 吸收X射线、电子射线、紫外线等，放出荧光 吸收红外线，放出磷光（上转换）
稀土金属化合物通常有颜色
–
稀土金属化合物具有荧光特性
– –
2. 稀土金属单质
–
失去6s2，再失去一个5d或4f Ce、Pr、Nb、Tb、Dy还有+4，多只存在于固态，仅 Ce(IV)可存在于溶液中 Sm、Eu、Tm、Yb还有+2，在溶液中均不稳定
其他氧化态
–
–
电极电势
-2 -2.1
ө 3+ j (RE /RE)
Sc Dy Ho Er Lu Tm Yb
-2.2 -2.3 -2.4 -2.5 Y La Ce Pr Gd Tb Pm Sm Eu Nd
单质制备方法
熔盐电解法 热还原法
矿石
NaOH
RE(OH)3
HCl
RECl3·xH2O
真空脱水
RECl3
电解 Ca
REF3
Ca
RE
RE
稀土金属单质的分离
基本方法
–
溶剂萃取、离子交换、一般化学方法 分级结晶、分级沉淀
化学方法
–
操作复杂，工业上已不再使用 分离Ce、Sm、Eu、Yb有特效，但不适用于其他稀土金属
本章内容
稀土元素原子性质 稀土金属单质 稀土元素化合物简介
1. 稀土元素原子性质
电子填充式
–
–
– – – – – –
Sc：[Ar]3d14s2 Y：[Kr]4d15s2 La：[Xe]5d16s2 Ce：[Xe]4f15d16s2 Pr、Nd、Pm、Sm、Eu：[Xe]4f36s2~[Xe]4f76s2 Gd：[Xe]4f75d16s2 Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb：[Xe]4f96s2~[Xe]4f146s2 Lu： [Xe]4f145d16s2
第十一章 过渡元素（3）
第IIIB族元素
概述
Sc
Y 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
镧系元素缩写为Ln 镧系元素+Sc、Y合称稀土元素，缩写RE 锕系元素+Pm为放射性元素 La、Ac、Th没有价层f电子，但习惯仍归于f区元素
Ce4+ + Fe2+ = Ce3+ + Fe3+ (铈量法)
jө(Ce4+/Ce3+)=1.72V
jө(Eu3+/Eu2+)=-0.35V
2Eu3+ + Zn = 2Eu2+ + Zn2+ (碱度法)
配位化合物
稀土配合物与一般过渡金属配合物的比较
– – –
RE3+晶体场稳定化能较低，形成配合物能力小于一般 过渡金属离子 稀土配合物主要靠静电引力结合，配体配位能力F、 O>>N、其他卤素>S 配位数很高，可达6~12
Yb
与非金属单质化合
RE + O2 = RE2O3
–
–
RE RE RE RE
–
Sc化合温度最高 Ce、Pr、Tb生成CeO2、Pr6O11、Tb4O7
+ + + +
Eu、Yb的氢化物为类离子型氢化物，其他为过渡型
X2 = REX3 S = RE2S3 N2 = REN H2 = REH2
镧系收缩
Eu Yb
减小~9pm
Y La Ce Pr Nd Pm Sm Gd Tb Dy Ho Er Tm Lu
r
Sc
离子半径
轻稀土（铈组）
La Ce
r 3+
4f Pr Nd Pm Sm Eu Gd
7
钆断效应
Y
Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 重稀土（钇组）
Sc
常见氧化态
稀土金属典型氧化态+3
氢氧化物
RE3++NaOH=RE(OH)3 RE(OH)3灼烧失水变成RE2O3 RE(OH)3碱性类似于Mg(OH)2，但溶解度显著较 低，并随Z增大碱性、溶解度降低 RE3+的水解性强于Mg2+，在溶液中一般不以简 单离子形式存在
卤化物
REX3类似于MgX2
–
–
–
易溶，易潮解，易生成碱式盐 含结晶水（6~7），不能直接加热脱水 氟化物与其他卤化物溶解度差异很大
–
选择性氧化还原法
3. 重要化合物
氧化物
– – –
–
–
RE2O3呈白色、绿色、玫瑰色，高熔点离子化合物 （高于Al2O3，但低于MgO） 碱性氧化物，微溶或不溶于水，但易吸收水分和CO2 Ce2O3、Pr2O3、Tb2O3用间接方法制备 CeO2等碱性显著弱于Ce2O3，但仍溶于酸；而SmO碱 性则强于Sm2O3 CeO2是分析化学常用氧化剂，灼烧后难溶于酸
银白色金属，有延展性 2000 熔点、密度等与r变化规律类似 都是活泼金属，在空气中缓慢氧化，与水、酸 1500 Lu 作用放出H2 Sc Y Er Tm Ho
– 2RE 1000
500 0
熔点/ o C
+ 6H2O = 2RE(OH)3 +
Nd Pm Sm Ce
Gd 3H Tb
2
Dy
Eu、Yb能溶于液氨，类似于碱土金属 Pr La Eu