鑭系收縮對原子半徑的影響

時間 2022-11-14 05:05:52

1樓:建工小張

鑭系收縮,並不是指鑭系元素從左到右,半徑減小的現象。

而是指,鑭系開始的第六週期元素,其原子半徑比上面的第五週期的元素的半徑要小,這樣的現象。

如,zr是160,hf是159。

週期表中,從上到下,電子層數逐漸增大,原子半徑應該逐漸增大,但第五週期到第六週期的同族元素,半徑卻很接近,甚至下面的第六週期的還可能更小一點。

因為經歷了鑭系,在內層多了14個電子,導致有效核電荷增大,對核外電子的吸引力增大,導致半徑發生了收縮。由這個現象,還帶出了一些其它的性質。

這個現象稱為鑭系收縮,但其實並不只發生在鑭系身上。

你會發現,週期表,

第二週期比第一週期多了p區的元素,

第三週期的元素與第二週期種類相同,

第四週期比第三週期多了d區的元素,

第五週期與第四週期的元素種類又相同,

第六週期比第五週期多了f區元素,

第七週期與第六週期的元素種類又相同。

若上下週期元素種類相同,則從上到下,遞變規律很有規律性,

若上下週期元素種類突然增加了,往往帶來反常。

實際上,都是因為,突然增加了某區元素,核電荷數的增大超過了前面的規律,導致有效核電荷增大的更多,帶來了性質變化規律中的反常。

所以,同族元素,從上到下,會有基本規律,但往往在第二週期、第四週期、第六週期元素身上會出現反常。

如,1、第二週期的p區元素n、o、f,單鍵鍵能甚至小於第三週期同族元素,第一電子親和能也小於第三週期同族元素,且容易形成氫鍵。

2、第四週期as、se、br的**化合物的氧化性要比第三週期同族元素強。

3、第六週期tl、pb、bi都出現了惰性電子對效應,其最高正化合價都表現出很強的氧化性。

4、pt、au、hg都表現出超常的化學惰性。

2樓:佼玟

鑭系收縮對原子半徑的影響:由於鑭系收縮,同組的第二、第三過渡系金屬的院子半徑、離子半徑很接近,因而性質相似。同時也使得釔成為稀土元素的成員,並與中稀土元素共存於礦物中。

使得第四副族中的zr何hf,第五副族的nb和ta,第六副族中的mo何w在原子半徑和離子半徑上較結晶,化學性質也相似,造成這三隊元素在分離上的困難。

主要原因在於增加的f軌道上的電子對核電荷的遮蔽作用太小,致使核電荷對核外電子的吸引作用增加。這種增加導致同一副族第五第六過渡金屬元素決定原子半徑的兩個因素(電子層數增加和核電荷吸引力)中核電荷吸引力佔主導地位。這同具有完整次外殼層結構的主族元素的影響正好相反。

也許對你有用。

3樓:手機使用者

建議查閱《平頂山師專學報》 2000年04期 「鑭系收縮及其所產生的影響」一文。該文分析了鑭系收縮的原因、結果 並對鑭系收縮所產生的影響進行了全面系統的總結。

鑭系元素之後的過渡元素的原子和同族的第五週期的原子相比,由於電子填充在5f亞層上,雖然核電荷數也相應增加了,但由於4f電子對原子核的遮蔽作用較弱,而原子半徑和離子半徑的大小取決於原子或離子的最高能級中電子有效電荷z*忽然主量子數,對鑭系元素的原子和離子來說量子數相同z*不同,因為鑭系元素是填充4f電子,4f電子是個遮蔽作用較弱的電子,4f電子雖然處在內層,但由於f軌道的形狀太分散,在空間伸展的太遠,使4f電子對原子核的遮蔽不完全,不能像軌道形狀比較集中的內層電子那樣有效地遮蔽核電荷,結果隨著原子序數的增加,外層電子所受的有效核電荷的引力也遞增,因而使外層電子殼層依次有所縮小,此外由於4f軌道的形狀太分散,4f電子之間的遮蔽作用也不完全,在填充4f電子的同時,每個4f電子所經受的有效核電荷也在逐漸增加,結果4f電子殼層也逐漸縮小,整個電子殼層依次收縮的積累造成了鑭系收縮 結果:1由於鑭系收縮的結果,是釔的三價離子(y3+)半徑(88pm)在離子半徑的序列中落在鉺的三價離子er3+半徑(88pm)的附近,因此釔的化學性質與鑭系元素非常相似,在自然界常和鑭系元素共生,成為稀土元素的一種.2:

使鑭系元素的第三過度系元素的離子半徑潔淨於第二過度系同族元素:如ivb組中的zr4+(80pm)he hf4+(79pm),vb族的nb5+(70pm)和ta5+(69pm)vib的mo6+(62pm)和w6+ (62pm),因此鋯和鉿,鈮和鉭,鉬和鎢這三對元素的化學性質相似,在礦物中共生並分離困難。3:

使地viii族中的鉑系和重鉑系即(ru-os,rh-ir,pd-pt) 各對元素分別在原子半徑,和離子半徑上極為接近,造成了個相應元素同類化合物的相似和分離困難。4:造成au, hg的不活潑性及第六週期p區主族元素tl,pb,bi呈現惰性電子對效應,因此他們低價態較**態穩定.

為什麼鑭系元素的原子半徑收縮中eu和yb的原子半徑突然增大而鈰的原子半徑減少出現峰谷現象?答:這是由於在他們的金屬晶格裡除2個6s電子作為傳導電子外一般還有乙個5d或4f電子起傳導電子的作用,因此它們的金屬價一般+iii甲,但是ce的金屬價為+iv(4f)而銪(eu)和鐿(yb)的金屬價為+ii(4f7,4f14)金屬價為+iv的參加成鍵的電子數較多(4f1-145d0-16s2) 原子之間的吸引力較大,即金屬鍵強,原子間結合緊密,金屬價為+ii的eu,yb由於分別具有半充滿的4f 7和全充滿的4f14這比4f電子層其他狀態來說對原子核有較大的評遮蔽作用又由於+ii價的銪和yb只能以兩個電子參加成鍵,成鍵電子數較少,原子間吸引力較小,即金屬鍵較弱,原子間結合鬆弛些.

因此,反映在金屬原子半徑的變化趨勢中鈰顯得比較小,出現乙個谷值,而銪和鐿則比較大,出現兩個峰值,此現象稱為峰谷變化.

4樓:匿名使用者

我認為樓上的回答已經比較全面,就是指同族元素雖然第六週期比第五週期多一層電子,但由於核對電子的吸引力也增強,故第六週期的半徑小於第五週期。