210.0 E 80.0 575961636567 575961638567671 原子序 覃子序 图14三价剿系离子的半径与原子序数的义系 图15稀土金属的原子半径与原子序数的关系 外层电子云密度最大处的半径,因此在金属中最外层电子云在相邻原子之间是相互重叠 的,它们可以在晶格之间自由运动,成为传导电子.对于稀土金属来说,一般情况下 这种离域的传导电子是三个.但是,由于铕和镱倾向于分别保持47和4f“的半充满 和全充满的电子组态,因此它们倾向于只提供二个电子为离域电子,外层电子云在相邻 原f之间相互重叠得少,有效半径就明显增大,相反,铈原子由于4轨道中只有一个 电子,它傾向于提供四个离域电子而保持稳定的电子组态,重叠的电子云多了,这就使 它的原子间的距离比相邻的其它金属斓和镨都要小一些 13镧系元素的价态 以上我们看到,稀土元素的最外两层的电子组态基本相似.在化学反应中表现出典 型的金属性质,易于失去3个电子,呈正三价,它们的金属性质仅次于碱金属和碱士金 属,而比其它金属活泼.因此稀土金属-般应保存在煤油中,否则与潮湿空气接触将被 氧化而失去金属光泽.17个稀土元素按金属的活泼性排列,由钪到镧依次递增,由镧 到镥依次递减,即镧在17个稀土中最活泼,稀土金属与水作用可放出氢气,与酸作用 反应更激烈,但不与碱作用 根据光谱学中的Hund规则,在原子或离子的电子结构中,当同一层处于全空、全 满或半充满的状态时比较稳定,所以在4亚层处于4fIa3+),4f(Gd+)和4f"Lu3+) 时比较稳定,在Ia”,Gd之后的ce3”,Pr+和Tb+分别比稳定的电子组态多1个或2 个电子因此它们可进一步氧化成+4价.与之榧反,在Gd+和Lux3+前面的Sm”,Eu 和Yb+,它们分别比稳定的电子组态少一个或2个电子,因此它们有获得一个或2个 电子还原成+2价的倾向,这是这几个元素具有反常价态的原因 氧化(或还原的难易程度,通常用标准还原电位心或E表示,根据 1969年 IUPAC的符号规定,E的正值越大,还原形式越稳定,战形成四价和一价的倾