Chapter 20 镧系元素和锕系元素 The lanthanides and the actinides

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1 Chapter 20 镧系元素和锕系元素 The lanthanides and the actinides
镧系： La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu， Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu 锕系： Ac，Th，Pa，U，Np，Pu，Am， Cm，Bk，Cf，Es，Fm，Md，No，Lr

2 中国国务院新闻办2012年6月20日发布的《中国的稀土状况与政策》白皮书说，中国对稀土实施保护性开采，旨在保护环境，促进资源的可持续利用。据英国广播公司报道，白皮书指出，中国是世界上最大的稀土生产、应用和出口国，承担了世界90%以上的市场供应。但对于中国稀土资源的储量和比重，白皮书中称，中国稀土储量约占世界总储量的23%。这与美国地质勘探局36%的数据有差距。白皮书中还指出，中国稀土行业目前存在的主要问题包括过度开发、环境污染、产业结构不合理及价格扭曲。今年3月，美国、欧盟和日本联手就稀土问题向WTO起诉中国，指责北京出口限制推高国外稀土价格，为中国买家提供不公平的优势。

3 §1 镧系元素 （Ln） 一、General properties: 镧系元素 ：从57号镧到第71号镥。用Ln表示
由于镧系收缩Y 离子半径落在 Er 的附近，Sc 离子半径接近Lu 3+ 3+ 一、General properties: 镧系元素 ：从57号镧到第71号镥。用Ln表示 稀土元素：钪（Sc）、钇（Y）和镧系元素在性质上都非常相似并在矿物中共生，离子半径接近，所以Sc、Y成为稀土元素。在化学上把Sc、Y和镧系元素统称为稀土元素（Rare earth’s elements） 用Re或RE表示 Oxidation states(以+3为特征氧化态，其他还有+2或+4价) La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu +2，+2， ， +2 +3，+3，+3，+3， +3， +3，+3， +3， +3，+3， +3，+3， +3， +3， +3 +4，+4， ，+4 3+ 3+

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5 4.原子半径和离子半径 镧系元素的原子半径和离子半径在总的趋势上都是随着原子序数的增加而逐渐地缩小，这种原子半径依次缩小的积累称为镧系收缩。 镧系收缩的影响： Sc,Y与镧系共生。 Zr，Hf；Nb，Ta；Mo，W；Tc，Re在原子半径上非常接近， 造成分离极其困难。 5.离子的颜色： 全空，半满或全满或接近全空，半满或全满的4f电子是稳定的或比较稳定，难以激发故是无色的。 4f 与4f 的+3价离子是同色 f 电子相同，离子电荷不同时，颜色不同。 n 14-n

6 8.镧系元素的氢氧化物的碱性接碱土金属的氢氧化物，但溶解度较之小。 Ln(OH)3的碱性随离子的半径的递减而有规律的减小。
6.标准电极电势： 值很负，是较强的还原剂。 =+1.70V(1M HClO4) +1.61V(1M HNO3) +1.44(1M H2SO4) (1M HCl) 7.[+4] O.S +4价的铈是强氧化剂： Ce(IV) 与 NaOH 反应生成 Ce(OH)3 和 O2 4CeO2 + 6H2SO4 = 2Ce2(SO4)3+O2↑+6H2O 2CeO2 +8HCl=2CeCl3+Cl2↑+4H2O 8.镧系元素的氢氧化物的碱性接碱土金属的氢氧化物，但溶解度较之小。 Ln(OH)3的碱性随离子的半径的递减而有规律的减小。

7 §2 锕系元素 我们只介绍铀： 铀的重要化合物： 氧化物： UO2(暗红色) U3O8(墨绿色) UO3(橙黄色)
UO2(NO3)2:硝酸铀酰 制备: UO3+2HNO3=UO2(NO3)2+H2O 结构：UO2(NO3)2•2H2O UF6(八面体) UO3+3SF4=UF6+3SOF2 UF6+2H2O=UO2F2+4HF

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