鑭系收縮的定義是什么？鑭系收縮的現(xiàn)象鑭系元素的原子半徑和離子半徑隨原子序數(shù)增大而減小的現(xiàn)象 。從鑭到镥，原子半徑收縮了15皮米，平均每增加一個(gè)核電荷,半徑收縮1皮米 。其中銪、鐿半徑明顯大，而鈰略小于鐠 。這是由于在鑭系元素的離子中銪、鐿分別為半充滿和全充滿的組態(tài)，鈰是+4價(jià)離子,其余是+3價(jià)離子 。從La3+到Lu3+，離子半徑從 106.1皮米均勻地降為84.8皮米，這是由于Ln3+離子結(jié)構(gòu)的變化是由f0到f14，電子數(shù)是均勻改變的 。Ln2+、Ln4+的離子半徑也是隨原子序數(shù)增大而收縮 。鑭系收縮使鑭系元素的性質(zhì)從鑭到镥呈現(xiàn)有規(guī)律的變化：如金屬標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)值E°增大，Ln3+水解傾向增強(qiáng),Ln(OH)3的堿性減弱、溶解度減小,對(duì)于給定配位體其穩(wěn)定常數(shù)K增大，鹽的水解溫度降低……等（表2） 。所有這些均與鑭系元素的離子勢(shì)φ=Z/r（Z為化合價(jià),r為離子半徑）逐漸增大有關(guān) 。價(jià)數(shù)相同的全部鑭系元素，其化合物的晶形往往也相同 。相鄰的兩個(gè)鑭系元素的性質(zhì)極為相似 。在自然界中鑭系元素往往是全部或部分共生，鑭系元素相互間分離要比鑭系元素和非鑭系元素分離要困難得多 。鑭系收縮使鈧分族中釔的離子Y3+的最外層電子結(jié)構(gòu)與La3+等相同,為 s2p6，半徑為88.1皮米,與Ho3+、Er3+、Tm3+相近 。釔化合物的性質(zhì)與鈥、鉺、銩的相應(yīng)化合物性質(zhì)相近 。鑭系收縮影響镥以后元素的性質(zhì)，使第 6周期鉿、鉭……的原子半徑分別與第 5周期鋯、鈮……等相同 。鉿、鉭……等化合物的性質(zhì)分別與鋯、鈮……等化合物極為相似 。在自然界中鋯與鉿、鈮與鉭、鉑系六種金屬共生，分離相當(dāng)困難 。例如，金屬鋯（Zr，第五周期元素）的原子半徑是1.59 Å，而同族的鉿（Hf，第六周期元素）的原子半徑是1.56 Å 。Zr4+的離子半徑是0.79 Å，而Hf4+的是0.78Å 。盡管原子序數(shù)從40增加到72，而相對(duì)原子質(zhì)量從91.22 g/mol增加到178.49 g/mol，兩個(gè)元素的半徑卻十分相近 。由于相對(duì)原子質(zhì)量顯著增加，而半徑幾乎不變，使得密度從鋯的6.51 g/cm3顯著地增加到鉿的13.35 g/cm3 。因此，鋯與鉿有著十分相似的化學(xué)性質(zhì)，它們有著十分相似的半徑和電子排布，由于這種相似性，自然界中的鉿總是與鋯共生，而鋯的含量往往要比鉿高得多，這使得鉿的發(fā)現(xiàn)比起鋯晚了134年（鋯于1789年被發(fā)現(xiàn)，而鉿則在1923年才被人們發(fā)現(xiàn)） 。什么是鑭系收縮，對(duì)元素性質(zhì)有何影響?

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