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鑭系元素

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鑭系元素

鑭系元素の説明

Chinese Pronunciation Noun 鑭系元素 (chemistry) lanthanide

鑭系元素是第57号元素镧到71号元素镥（或称镏）共15种化學元素的统称。镧系元素位於元素週期表第6週期的鋇與鉿之間，位於錒系元素上方，但通常為了避免週期表形狀過寬影響觀看，而將鑭系和錒系元素移至週期表下方獨立列出。镧系元素可用符号Ln來表示。除了屬於d區的鎦之外，所有鑭系元素都是f區元素，鑭系元素原子基态的电子排布是4f0~145d0~16s2，其原子的外层和次外层的电子排布基本相同，新增加的电子則大都填入从外侧数進來的第三个电子层（即4f电子层）中，所以镧系元素又可以称为4f系。由于镧系元素都是金属，故可和锕系元素统称为f区金属。为了区别于周期表中的d区过渡元素，故又将镧系元素及锕系元素合称为内过渡元素。鑭系元素和3族的釔、鈧兩元素合稱為稀土元素，由於它們外层的电子排布基本相同，都傾向形成+3價的陽離子，故彼此之間具有非常相似的化學性質，經常在礦物中共生存在，難以相互分離，再加上它們在地殼中的分布相當分散，因而造成開採上的困難。由於外層電子排布的高度相同性，鑭系元素物理和化學性質的相異性主要透過原子半徑的差異來展現，鑭系收縮現象使得鑭系元素的熔點、硬度、密度和金屬活動性等性質隨著原子序的漸增而有趨勢性的變化。此外，由於電子排布的差異，雖然所有镧系元素都能形成化学性质类似的+3价化合物，个别镧系元素如鈰、釤、銪等也能生成稳定性不一的+2价或+4价化合物，所以15个鑭系元素之間的化学性质并不完全相同。此外每個鑭系元素在光学、电磁学等物理性质方面也有各自的特殊性。由於鎦在週期表中屬於d區，而其他鑭系元素位於f區，因此有人認為鎦應該是過渡金屬而非鑭系元素。但為了方便敘述，現今仍習慣將其與鑭系合稱。參見錒系元素中關於鐒的地位的爭議，以及有關3族元素定義的爭論。