【導(dǎo)讀】念及其產(chǎn)生的原因和影響；法及離子交換法的原理；3．重點掌握鑭系元素氧化物，氫氧化物的性質(zhì)；2．了解鑭系元素的存在，制備及用途；稱只是一種歷史的習(xí)慣.另一種意見是鑭系應(yīng)包括La而錒系應(yīng)包括Ac,各有15個元素.這都與f電子的填充有關(guān).氧化態(tài)與它們的電子組態(tài)穩(wěn)定性有關(guān).元素分離中將其歸于重稀土一組.其化學(xué)性質(zhì)相似，在礦物中共生，分離困難；離子結(jié)構(gòu)為f0至f14，因此離子半徑會出現(xiàn)“單向變化”.察覺的不連續(xù)性，原因是Gd3+離子具有半充滿的4f7電子結(jié)構(gòu)，減小要略微小些，這叫“釓斷效應(yīng)”.性質(zhì)中，也常常會出現(xiàn)“釓斷效應(yīng)”，即所謂的“兩分組現(xiàn)象”.些,顯得半徑大些.Question2為什么原子半徑圖中Eu和Yb出現(xiàn)峰值？

　　

【正文】 噴 施 ⑧ 醫(yī)藥中的應(yīng)用 ● 抗凝血：因 RE 對 Ca2+ 的拮抗作用所致 ● 燒傷藥物 ● 抗炎、殺菌 ● 抗動脈硬化作用 ● 抗腫瘤 ● 降血糖 ⑨ 織物纖維染色 皮革鞣制和染色 鍍鉻技術(shù) 塑料助劑 稀土制劑對皮膚病的療效 病 例 例數(shù)，人 痊愈，人 有效，人 無效，人 有效率， % 膿 皰 瘡 96 46 35 15 蟲 咬 皮 炎 44 21 17 6 多發(fā)性癤瘡 34 17 12 5 總 計 174 84 64 26 (1) 錒系元素都具放射性 錒系元素簡介 瑪麗 居里 (Marie ) 法籍波蘭人 （ 18671934) 瑪麗 ． 居里是舉世聞名的女科學(xué)家 、 兩次 諾貝爾獎金獲得者 .她在科學(xué)上的巨大成就和 她那崇高的思想品質(zhì)；贏得了世界人民的普遍 贊譽 . 瑪麗 屆里面強地戰(zhàn)斗了一年又一年 ， 頭上的白發(fā)一天天增 多了 ， 本來就消瘦的面容更清瘦了 ， 可恩她卻樂此不疲 ， 決心 “ 不虛度一生 .” 她寫了許多著名論文 ， 完成了由鐳鹽分析出金屬鐳 的精細實驗 .一九 O七年 ， 她提煉出純氯化鐳 ， 精確地測定了它 的原子量 。 一九一 O年 ， 她提煉出純鐳元素 ， 并測出鍺元素的各 種特性 ， 完成了她的名著 《 論放射性》 一書 .正是由于這些杰出的 貢獻 ， 一九一一年 ， 她再次榮獲了諾貝爾化學(xué)獎 . 錒系元素的某些基本性質(zhì) 名 稱 元素符號 質(zhì)量數(shù) 半衰期 An3+離子半徑 /pm 氧化態(tài) 錒 釷 鏷 鈾 镎 钚 镅 鋦 锫 锎 锿 鐨 鍆 锘 鐒 Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr 227 232 231 238 237 244 243 247 247 249 254 257 258 259 260 1010a 104a 109a 106a 107a 103a 107a 103a 350a 277d 100d 55d 1h 3min 111 108 105 103 100 99 98 (3) (4) (5),4 (6),3,4,5 (5),3,4,6,7 (4),3,5,6 (3),4,5,6 (3),4 (3),4 (3),4 (3),4 (3),4 (3),3 (3),3 3 (2) 氧化態(tài)不再單一 ★ 雖然錒系元素的前一半容易顯示高氧化態(tài)，但 +3 價離子的 穩(wěn)定性隨著原子序數(shù)的增加而增加，而 +3 價是鑭系元素的 特征氧化態(tài)； ★ 錒系元素的三氯化物，二氧化物以及許多鹽與相應(yīng)的鑭系 元素化合物類質(zhì)同晶； 最穩(wěn)定氧化態(tài) 溶液內(nèi)不存在 +2 +3 +4 +5 +6 +7 同作為 f 區(qū)的元素，錒系與鑭系有許多相似之處： Question 5 為什么錒系元素的氧化態(tài)與鑭系元素不同，顯示了多樣性？ 除錒和釷外 ， 錒系前半部分元素的顯著特點是在水溶液中具有幾種不同的氧化態(tài) . 這是由錒系元素電子殼層的結(jié)構(gòu)決定的 ，錒系前半部分元素中的 5 f 電子與核的作用比鑭系元素的 4 f 電子弱 ， 因而不僅可以把 6d 和 7s 軌道上的電子作為價電子給出 ， 而且也可以把 5 f軌道上的電子作為價電子參與成鍵 ， 形成高價穩(wěn)定態(tài) . 隨著原子序數(shù)的遞增 、 核電荷增加 ， 5 f 電子與核間作用增強 ， 增 5 f 和 6d 能量差變大 ， 5 f 能級趨于穩(wěn)定 ， 電子不易失去 ， 這樣就是使得從镅開始 ， +3 氧化態(tài)成為穩(wěn)定價態(tài) . ★ 與鑭系收縮 相似，隨著原子序數(shù)的遞增，錒系元素的離子半 徑遞減； 但是，錒系元素的 5 f 軌道相對于 6s 軌道和 6p 軌道比 鑭系 元素的 5 f 軌道相對于 5s 軌道和 5p 軌道在空間伸長得較多，因而在配位化合物中錒系元素顯示出某種比 鑭系 元素較大的共價性 . ★ 與鑭系 元素的吸收光譜相似，表現(xiàn)出 f – f 吸收的特征 . 原子序數(shù) 57 59 61 63 65 67 69 71 110 105 100 95 90 85 80 錒系 +3 鑭系 +3 錒系 +4 89 91 93 95 (3) 采取離子交換法分離 以 2－羥基異丁酸銨為淋洗劑時重鑭系元素的流出順序 分離錒系元素的問題基本上與 鑭系 元素類似，一般用的方法、手段也是萃取和離子交換 . 上圖也說明錒系元素與 鑭系 元素是多么類似 . 在萃取和離子交換實驗中發(fā)現(xiàn) No 的化學(xué)行為與堿金屬類似，這與它的電子構(gòu)型 5 f 層全滿有關(guān) . 另外， U, Np, Pu, Am 在水溶液中的多種不同氧化態(tài)，在分離和生產(chǎn)上有著重要的實際意義 . (4) 重要的配合物 前面說過 ， 錒系元素的配位化學(xué)除保持了 鑭系 元素的某些特征外 ， 還顯示了高配位數(shù) . 例如 ， [Th(NO3)4(OPPh3)2] 中的 Th 的配位數(shù)為 10 ， 4 個 NO3– 都是雙齒配位體 ， 6 個配位體圍繞中心原子排布在八面體頂角 . 再如 ， 硝酸鈾酰二水合物中 8 個氧原子與 U 原子配位 ， 其中兩個 水分子的配位氧原子和兩個 NO3– 的四個配位氧原子處于同一平面 ， OUO 軸垂直于該平面 . Th O O O O O O O O O O O O OPPh3 OPPh3 N N N N [Th(NO3)4(OPPh3)2] O U O O H2O O O N O O O N OH2 UO2(NO3)2?2H2O (5) 重要的化合物 ● 鈾 的化合物最重要的是 UO3 , UO3 溶于酸 生成 鈾酰離子 UO22+ .在水中 ，這一黃綠色的離子能與許多配體（如 NO3–， SO42– )形成穩(wěn)定配合物，工業(yè)上正是利用電中性的鈾酰配合 物 [UO2(NO3)2(H2O)4] 在有機溶劑中的可溶性，通過溶劑萃 取的方法將鈾與其它元素分離的 . ● 釷的化合物最重要的是 Th(NO3)4 5H2O Th(IO3)4 Th(NO3)4 KIO3 NaNO3 Na2[Th(NO3)6] Na [Th(NO3)5] NaOH Th(OH)4 ThO2 ThCl4 ThF4 C, Cl2 Δ Δ Δ HF UF6 為強氧化劑，易揮發(fā)，利用 238UF6 和 235UF6 蒸氣擴散速率的差別，可達到分離、富集核燃料 235U 的目的 . HFFUOUF U O UFUOUO22OH6 SF 5 7 3 K36 F 6 7 3 K4HF2242?????????????? ????????水解● UO3 + 2 HNO3 UO2(NO3)2 + 2 H2O Na2O2O7 6H2O↓+ NaNO3 + NaOH + 2 H2O 黃色 水解 ● U2O52+, U3O82+ ,U3O82+(OH) + 一個非常值得注意的問題！ 錒系元素都有很強烈的放射性，元素及其化合物均不易得到，有關(guān)化學(xué)性質(zhì)的研究是在微克量級甚至數(shù)百個原子的量級上進行的！ 所有的操作都必須采取防護措施！ 最近，在家居裝修時，碰到大理石中的放射性超標已令人們非常頭痛！