镧系收缩lanxi shosuo

镧系金属原 子半径从镧La(187.7pm)到镥Lu(173.4pm)逐渐减小，共缩小14.3pm，平均每两个相邻元素之间缩小14.3/14=1pm。+3价离子半径从La³⁺(106.1pm)到Lu³⁺(84.8pm)共缩小21.3pm，平均每相邻元素之间缩小21.3/14=1.5pm。两相邻元素之间半径缩小的平均幅度远远小于非过渡元素和其他过渡元素，这一现象称为镧系收缩。这是因为镧系元素原子的最后电子是相继填充于内层的4f能级，由于f轨道形状太分散，在空间伸展得又比较远，以致4f电子对原子核的屏蔽不完全，不能象轨道形状比较集中的内层电子那样有效地屏蔽核电荷，结果随着原子序数的递增，外层电子所经受的有效核电荷缓慢地增加，外电子壳层依次有所缩小。此外，由于f轨道的形状太分散，4f电子彼此间的屏蔽也非常不完全，在填充f电子的同时，每个4f电子所经受的有效核电荷也在逐渐增加，结果4fⁿ壳层也逐渐缩小，整个电子壳层依次收缩的积累造成总的镧系收缩。镧系收缩是连续而不均匀的，尽管相邻元素间半径缩小的平均幅度非常小，但整个收缩却是可观的，所产生的影响很大，是无机化学中一个重要现象。镧系收缩导致的后果，一是使钇 Y³⁺(88pm)在离子半径的序列中落在铒Er³⁺(88.1pm)的附近，因而在自然界钇常同镧系元素共生，成为稀土元素的 一个成员。二是使镧系后面各族过渡元素的原子半径和离子半径，分别与相应同族上面一个元素的原子半径和离子半径极为接近，化学性质相似，结果造成锆与铪、铌与钽、钼与钨这三对元素在分离上的困难。此外，第Ⅷ族中两排铂系元素在性质上极为相似，也是镧系收缩的影响。在镧系收缩总的趋势中，铕和镱反常，这是因为铕和镱分别有半充满4f⁷和全充满4f14的电子层结构的缘故。从La³⁺到Lu³⁺由于电子结构单调变化使+3价离子半径做有规律的收缩，结果使镧系元素化学性质上的微细差异做有规律的递变。例如，镧系元素+3价离子的碱度随原子序数的递增而依次减弱，并且与元素的电负性的变化一致。

镧系收缩

无机化学中的一个重要现象，指整个镧系元素随着原子序数的增加原子半径缩小的现象。由于镧系元素原子半径的收缩幅度很小，造成5、6周期同族元素的原子半径十分相近，因而它们的化学性质十分相似。