第十五章 f区元素

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1、f区元素镧系元素锕系元素简介基本性质概述1.镧系元素分组二分组三分组和四分组现象及其产生原因镧系元素的电子构型和性质3.氧化态特性4.单向变化与离子半径（镧系收缩）5.峰谷变化与原子半径6.周期变化和离子的颜色Ln3+离子的颜色在晶体和水溶液中很有规律可从电子构型上讲7.奇偶变化与元素的地壳丰度重要化合物1氢氧化物和氧化物•Ln3+的盐溶液中加入氨水或NaOH等得到镧系元素的氢氧化物•Ln(OH)3碱性与Ca(OH)2接近但溶解度却要小得多•镧系元素氧化物属碱性氧化物:不溶于碱而溶于强酸中2Ln(III)的重要盐类化合物重要的可溶盐:氯化物,硫酸盐和硝酸盐重要的难溶盐:草酸盐,碳

2、酸盐,氟化物和正磷酸盐LnCl3·nH2O=====LnOCl+2HCl+(n-1)H2OLnOCl+2NH4Cl======LnCl3+H2O+2NH3xLn2(SO4)3+yM2SO4+zH2O===xLn2(SO4)3·yM2SO4·zH2O3Ce(IV)和Eu(II)的化合物4Ce(OH)3+O2+2H2O===4Ce(OH)4白色            黄色Ce4++Fe2+=====Ce3++Fe3+(铈量法)2Eu3+(aq)+Zn(s)=====2Eu2+(aq)+Zn2+(aq)Eu2+离子表现出与碱土金属特别是与Sr2+和Ba2+离子相似的性质Eu2+(aq)

3、+Fe3+(aq)====Eu3+(aq)+Fe2+(aq)4配位化合物•与配体间的化学键主要是离子键•特征配位原子是氧>氮>硫•由于离子半径较大配位数也较大由于配位数较大故形成配合物的多面体也不同于d区金属配合物镧系元素的相互分离（1）化学分离（2）离子交换法（3）溶剂萃取法存在提取和应用1. 存在2.提取（1）.分解精矿有火法和湿法湿法又有酸法和碱法（2）.分离提纯稀土与非稀土元素和稀土元素之间（3）.制备金属酸法分解制取镧系元素氯化物的流程①.浓H2SO4与精矿高温焙烧使之转化为镧系元素的可溶性硫酸盐2LnCO3F+3H2SO4=====Ln2(SO4)3+2CO2+2HF

4、+2H2②.于焙烧产物的水浸液中加入Na2SO4使Ln3+以硫酸复盐形式沉淀以便与铁等大量非镧系杂质分离③.将复盐转化为氢氧化物,转化过程中部分Ce(OH)3被氧化为Ce(OH)4Ln2(SO4)3+Na2SO4+6NaOH====2Ln(OH)3+4Na2SO4④.盐酸溶解后的氯化物溶液浓缩结晶得产品3.应用锕系元素简介1.所有锕系元素都具有放射性2.氧化态不再单一3.镧系收缩相似随着原子序数的递增,锕系元素的离子半径递减4.仍然采用离子交换法分离