--元素周期表中第57号元素镧到71号元素镥15种元素的统称,它们的化学性质相似,和镧系元素一样单独组成一个系列,在元素周期表中占有特殊位置.

  --按照原子核外的电子能级,元素周期表第七周期内锕以后的元素逐次充填5f内层电子,直到充满14个5f内层电子为止.由于原子的最外层电子构型基本相同,只在5f内层更迭电子,所以这些元素组成了自成系列的锕系元素

  以IIIB族镧为首的一系列元素叫镧系元素。它包括从原子序数57到71共15种元素。这15种元素是镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Td）、镝（Dy）、钬（H0）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）和镥（Lu）。通常以Ln代表镧系元素（所有的或各个的）。镧系元素原子核外6s都是2个电子，次外层5d（除镧、铈、钆、镥为9个电子外）都是8个电子。从铈到镱，电子依次填入4f轨道。镧系元素原子的最外面两层电子结构相似，不同的仅在4f亚层，因此它们的化学性质非常相似。这些元素的单质，活泼性仅次于堿土金属，能跟热水作用生成氢气，化合价一般是 3，能形成稳定的 3价化合物和配位化合物。镧系元素的原子半径和离子半径随着原子序数的增加而逐渐缩小，此现状叫镧系收缩。

  周期表中,ⅢB 族有32 种元素,包括钪,钇,镧,锕,其中镧这一格代表15 种镧

  与镧系共生,其原子半径和离子半径与镧系元素接近,所以又把Y 和镧系元素合称希土

  镧系内,自La 以后,增加的电子填充在f 4 亚层上, f 有t 个轨道,共可容纳14

  个电子,所以La 后出现14 种元素,称为第一内过渡系.锕系后14 种元素称第二内过

  主要价态为+Ⅲ,+Ⅳ,但不及+Ⅱ稳定,+Ⅱ价态为很强的还原剂+ 2 Sm (钐),+Ⅳ

  它们的氧化态与电子层的构型有关,如14 7 0 , , f f f 特别稳定,另外还与其热力学和

  镧系元素的原子半径和离子半径随着原子序数的增加而逐渐减小的现象称为镧系收缩.随着原子序数的增加,电子填入f 4 层,而f 4 电子对核的屏蔽不如内层电子,因而随着原子序数的增加,对外层电子吸引力增加,原子半径,离子半径逐渐减小.其中铕( Eu )和镱(Yb )的原子半径变化趋势反常,是因为它们分别具有7 4 f 和14 4 f 的稳定结构,对原子核有较大的屏蔽作用.另外,在它们的金属晶体中它们仅能给出2 个s 电子形成金属键,原子之间的结合力不像其他镧系元素那样强,所以金属铕和镱的密度较低,熔点也较低,升华能也比相邻的元素低.

  由于镧系收缩,钇(Y )与铽(Tb )和镝( Dy )的原子半径,+Ⅲ离子半径接近,

  使钇成为希土元素的成员.另外,由于镧系收缩,使钛分族的锆,铪,钒分族的铌,钽,铬分族的钼和钨的原

  一些镧系金属三价离子具有很漂亮的不一样的颜色,如果阳离子为无色,在结晶盐和水

  溶液中都保持+ 3 Ln 的特征颜色,变化规律为:绿,无,无无,黄,粉红,淡紫,红,黄,无,无,无,无,无,绿,淡紫,粉

  离子的颜色通常与未成对电子有关,而颜色的观念一般以光谱中的可见区为限.因此,可能有些离子是顺磁性的,应该有颜色,但实际为无色,原因是离子的吸收光谱在可见区以外.

  从18 世纪90 年代发现元素钇起,到20 世纪40 年代找到钷止,前后经历了150 多年的时间,人们才找齐了希土家族的16 个姐妹.根据发现的先后,依次排列是:钇,铈,镧,铽,铒,钬,镱,钐,铥,钆,钕,镨,镝,铕,镥,钷这些元素的氧化物都不溶于水(氢氧化物也不溶于水),也没有金属光泽,模样倒跟泥土很相象,当时又比较稀少,所以化学家把它们叫做稀土元素,也叫稀土金属.事实上,稀土元素在地壳中的含量并不稀少,总含量比铅,锡,锌等常见金属还多,只是由于在地壳的分布比较分散,而且它们的性质又十分相似,使分离和提纯都较困难.我国稀土金属矿藏丰富,总储量比世界上其他几个国家的总储量还要多5 倍.包头的白云鄂博矿是世界上最大的稀土矿,这里建立了全国最大的稀土科研机构.目前,这里能够向国内外提供成百种稀土产品,以满足工农业的需要.

  加入HF 或 F ,也可得到氟化物的沉淀.这是镧系元素离子的特性检验方法.

  氟化物易溶于水,在水溶液中结晶出水合物,有的结晶出六水合氯化物.无水氯化

  草酸盐: 3 4 2 2 ) ( O C Ln 是重要的镧系盐类之一,因为它们在酸性溶液中的难溶性,

  镧系元素的+ 3 M 离子,除水合离子外,它们的配合物为数不多,只有与强螯合剂

  形成的螯合物较为稳定,事实上镧系元素在配合物化学方面与+ + 2 2 , Ba Ca 相似,而与d

  电子被有效地屏蔽起来,成为一种希有气体型结构的离子,所以f 4 电子在通常情况下

  不参与成键,只有更高能量的轨道能形成共价键,而且配位场稳定化能相当小,约为

  + 3 Ln 离子比较大,而且又是希有气体型结构的离子,这方面与Ba Ca, 相似,因

  此金属与配位体之间的作用靠静电吸引,具有相当的离子性质,而与配位体的共价作用

  3 水是强的配位体,在水介质中加入任何配位体与大量水竞争+ 3 Ln 离子的配位位

  置,通常是困难的.只有很强的配位体,特别是螯合剂才能与+ 3 Ln 形成稳定的配合物.

  这些配合物在碱性溶液中很稳定,它们的稳定性随着溶液的酸度增大而降低,随着镧系元素的原子序数增加而增大.这种变化规律可用于希土元素的分离.

  锕系元素又称f 5 过渡系,它是在周期表中锕( 89 = Z )以后的14 种元素,它们都具有放射性.

  锕系元素中前面一部分元素( Am Th ~ )存在多种氧化态, Am 以后的元素在

  水溶液中氧化态是+Ⅲ.是因为锕系元素中的前一半, d f 6 5 → 跃迁所需的能量

  这些元素+Ⅲ离子的最外层电子是已填满的p 6 层,随着原子序数的增加,电子

  进入f 5 层,而f 5 电子不能完全屏蔽增加的核电荷,使有效核电荷增加,因而产生

  镧系元素，是指元素周期表中第57号元素镧到71号元素镥15种元素的统称。它们的化学性质相似，单独组成一个系列，在元素周期表中占有特殊位置。镧系元素（La）、钪（Sc）、钇（Y），共17种元素总称为稀土元素（RE）。

  La（镧），Ce（铈），Pr（镨），Nd（钕），Pm（钷），Sm（钐），Eu（铕）称为铈组稀土（轻稀土）；Gd（钆），Tb（铽），Dy（镝） ，Ho （钬），Er（铒），Tm（铥），Yb（镱），Lu（镥），Sc，Y称为钇组稀土（中重稀土）。

  镧系元素都是活泼金属，有很强的还原能力，活性仅次于碱金属和碱土金属，比铝、锌等元素强。镧系元素中La的活泼性最强。镧系元素单质容易和卤素、氧气、酸、硫、氮气、氢气等发生化学反应。因此，为了尽最大可能避免镧系金属单质被氧化，通常保存时表面需要涂蜡。

  镧系元素的草酸盐，碳酸盐、磷酸盐都难溶于水，而镧系金属单质与硫酸、硝酸、盐酸强酸形成的盐均易溶于水，结晶出来的盐一般含结晶水。

  镧是一种金属稀土元素，原子序数57，原子量138.9055，元素名来源于希腊文，原意是“隐蔽”。银灰色光泽，质地较软，密度6.174g/cm 3 ，熔点921℃，沸点3457℃；化学性质活泼，暴露于空气中很快失去金属光泽生成一层蓝色的氧化膜，但是它并不能保护金属，继而进一步氧化生成白色的氧化物粉末。能和冷水缓慢作用，易溶于酸，可以多种非金属反应。金属镧一般保存于矿物油或稀有气体中。镧在地壳中的含量为0.00183%，在稀土元素中含量仅次于铈。镧有两种天然同位素：镧139和放射性镧138。

  基本介绍 中文名 ：镧 外文名 ：Lanthanum 元素符号 ：La 原子量 ：138.9055 族群 ：镧系 原子序数 ：57 发现人 ：莫桑德尔 发现历史,基础信息,物理性质,化学性质,贮存方法,合成方法,用途,化合物,氧化镧,氢化镧,碳酸镧,镧系元素,镧石,相关历史, 发现历史 发现时间和地点：1839，瑞典 发现人：卡尔·古斯塔法·莫桑德尔（Carl·Gustaf·Mosander） 镧于1839年1月，由在斯德哥尔摩的卡罗林斯卡研究所的Carl Gustav Mosander（卡尔·古斯塔法·莫桑德尔）发现。他从在1803已经发现的铈中提取了它。Mosander注意到他的大多数氧化铈样本不可溶，而有些是可溶的，他推断这是一种新元素的氧化物。他的发现的讯息传开了，但Mosander出奇的沉默。 发现者：卡尔·古斯塔法·莫桑德尔 同年，Axel Erdmann，一位同样来自卡罗林斯卡研究所的学生，他从一种来自位于挪威峡湾的Låven岛的新矿物中发现了镧。 最终，Mosander解释了他的延迟，说他从铈中提取出了第二种元素，他称之为didymium（镨钕混合物）。然而他没意识到didymium也是混合物，在1885年它被分离成了镨和钕。 基础信息 元素名称：镧（lán） CAS号：7439-91-0 元素符号：La 元素英文名称：Lanthanum 核内质子数、核外电子数、核电荷数：57 质子质量：9.5361E-26 质子相对质量：57.399 所属周期：6 所属族数：IIIB 元素原子量：138.9 元素类型：金属 原子体积:(立方厘米/摩尔) 20.73 元素在太阳中的含量:(ppm) 0.002 元素在海水中的含量:(ppm) 太平洋表面 0.0000026 地壳中含量（ppm）：32 原子序数：57 氧化态：Main La+3 物理性质 金属镧是银白色的金属，质软易切割。新鲜截面呈银灰色，在空气中易被氧化。有三种晶型，α型，六方晶系，β型，面心立方堆积，350℃稳定存在，密度=6.19g/cm 3 ；γ型，868℃稳定存在，密度=5.98g/cm 3 。避免与酸、氧化物、卤素、硫磺接触。遇热、明火、氧化剂等物质接触有引起燃烧危险。一般封存于固体石蜡或浸于煤油中易受无机酸的侵蚀。具提信息如下： 镧 摩尔质量：139 密度：6.7 熔点：921℃ 镧 沸点：3457℃ 外围电子排布：5d1 6s2 核外电子排布：2,8,18,18,9,2 电子层：K-L-M-N-O-P 外围电子层排布：5d1 6s2 晶体结构：晶胞为六方晶胞。 晶胞参数： a = 377.2 pm b = 377.2 pm c = 1214.4 pm α = 90° β = 90° γ = 120° 莫氏硬度：2.5 声音在其中的传播速率：2475（m/S） 电离能 (kJ /mol) M - M+ 538.1 M+ - M2+ 1067 M2+ - M3+ 1850 M3+ - M4+ 4819 M4+ - M5+ 6400 M5+ - M6+ 7600 M6+ - M7+ 9600 M7+ - M8+ 11000 M8+ - M9+ 12400 M9+ - M10+ 15900 颜色和状态：银白色金属 原子半径：2.74 常见化合价：+3 化学性质 金属镧 金属镧的化学性质活泼，易溶于稀酸。在空气中易氧化，新鲜的表面遇空气迅速变暗；加热能燃烧，生成氧化物和氮化物。在氢气中加热生成氢化物，在热水中反应强烈并放出氢气。镧存在于独居石沙和氟碳铈镧矿中。镧单质是可锻压、可延展的银白色金属；熔点921°C，沸点3457°C，密度6.174克/立方厘米。镧化学性质活泼，在冷水中缓慢腐蚀，热水中加快；镧可直接与碳、氮、硼、硒、矽、磷、硫、卤素等反应；镧的化合物呈反磁性。高纯氧化镧可用来制造精密透镜；镧镍合金可做储氢材料，六硼化镧广泛用作大功率电子发射阴极。 贮存方法 加入密封的储藏器内，储存在阴凉、干燥的地方。确保工作间有良好的通风设施。远离火源、水源，避免与湿气接触。 切勿与氧化物，酸性物质保存在一起。必须保存于石蜡或矿物油中。 合成方法 1.一般由水合氯化镧经脱水后，用金属钙还原，或由无水氯化镧经熔融后电解而制得。 2.70g LaCl 3 、18.5g Ca在惰性气氛下彻底混合摇匀装入钽坩埚或用机动压力机压成圆柱体放入钽坩埚中，坩埚配有打孔的钽盖子以便通气，置于密闭MgO坩埚[d=2(in,in=0.0254m,下同),h=7(in,in=0?0254m,下同)]中。然后放在石英管[d=2.25(in,in=0.0254m,下同)]中，管的一端熔封，另一端打磨后使嵌入55/50锥形接头中。用石蜡将石英管密封在真空体系中。充入Ar(先经过热的金属铀纯化)达到P=1atm，用6kW感应炉加热到550~600℃，使反应发生(钽坩埚温度突然上升为据)。5min后达到1000℃，维持13min使产生的稀土金属完全结块。冷却到室温，用水浸泡钽坩埚以除掉CaCl 2 、Ca，熔融的稀土金属保留在底部(1%~3% Ca)。 3.在100mL镍坩埚中电解熔融50gKOH+20gNaOH+8gH 2 O+10gLa 2 O 3 的混合物。镍坩埚置于300W的电炉中，用一支装金属箍头的玻璃温度计测量温度，厚的铂丝作为阳极稍稍浸入熔融物的液面下，坩埚作为阴极，电压4V。温度控制在300℃直至得到清澈的熔化物，5min后，当温度达310℃时，清澈的熔融物中慢慢的出现沉淀。待观察到反应放热，停止加热，温度下降到290℃，持续20min后，轻轻倒出熔化物，得到晶体。熔融物在260~280℃再次加热2.5h，能够形成较好的晶体。产物用稀醋酸洗涤。 用途 镧的主要用途 1、金属镧壳用来生产镍氢电池，这是镧最主要的套用之一。

  2、大多数都用在制造制特种合金精密光学玻璃、高折射光学纤维板，适合做摄影机、照相机、显微镜镜头和高级光学仪器棱镜等。还用了制造陶瓷电容器、压电陶瓷掺入剂和X射线发光材料溴氧化镧粉等。由磷铈镧矿砂萃取或由灼烧碳酸镧或硝酸镧而得。也可以由镧的草酸盐加热分解可以制得。 3、用作多种反应的催化剂，如掺杂氧化镉时催化一氧化碳的氧化反应，掺杂钯时催化一氧化碳加氢生成甲烷的反应。浸渗入氧化锂或氧化锆(1%)的氧化镧可用来制造铁氧体磁体。是甲烷氧化偶联生成乙烷和乙烯的非常有效的选择性催化剂。用于改进钛酸钡(BaTiO 3 )、钛酸锶(SrTiO 3 )铁电体的温度相依性和介电性质，以及制造纤维光学器件和光学玻璃。 4、镧138是放射性的，半衰期为1.1×10 1 1 年，曾被试用来治疗癌症。 化合物 氧化镧 名称： 氧化镧;lanthanum oxide 资料： La 2 O 3 分子量325．84 白色无定形粉末。密度6.51g/cm 3 。 熔点2217℃。沸点4200℃。微溶于水，易溶于酸而生成相应的盐类。露置空气中易吸收二氧化碳和水，逐渐变成碳酸镧。灼烧的氧化镧与水化合放出大量的热。 套用领域：大多数都用在制造制特种合金精密光学玻璃、高折射光学纤维板，适合做摄影机、照相机、显微镜镜头和高级光学仪器棱镜等。还用了制造陶瓷电容器、压电陶瓷掺入剂和X射线发光材料溴氧化镧粉等。由磷铈镧矿砂萃取或由灼烧碳酸镧或硝酸镧而得。也可以由镧的草酸盐加热分解可以制得。用作多种反应的催化剂，如掺杂氧化镉时催化一氧化碳的氧化反应，掺杂钯时催化一氧化碳加氢生成甲烷的反应。浸渗入氧化锂或氧化锆(1%)的氧化镧可用来制造铁氧体磁体。是甲烷氧化偶联生成乙烷和乙烯的非常有效的选择性催化剂。用于改进钛酸钡(BaTiO 3 )、钛酸锶(SrTiO 3 )铁电体的温度相依性和介电性质，以及制造纤维光学器件和光学玻璃。 氧化镧 氢化镧 lanthanum hydride分子式： LaH1.95~3 氯化镧 性质：二氢化镧具有立方结构、三氢化镧为面心立方结构LaH 2 的磁性比金属镧略下降，而LaH 3 为抗磁性。LaH 2 ，LaH 3 导电性能低于金属La。用金属镧和H2直接反应可制取镧的氢化物。镧与铁、镍、钴形成的合金和氢形成的化合物可以制备贮氢材料。 碳酸镧 名称碳酸镧;lanthanum carbonate 资料:分子式：La 2 (CO 3 )·8H 2 O 性质：一般均含有一定的水合水分子。是斜方晶系，能和大多数酸反应，在25℃水中溶解度2.38×10 - 7 mol/L。在900℃时可热分解为三氧化二镧。在热分解过程可产生碱式盐La 2 O 3 ·2CO 2 ·2H 2 O。碳酸镧可与碱金属碳酸盐生成可溶于水的碳酸复盐La2(CO3)3·Na2CO3·nH2O。向可溶性的镧盐的稀溶液中加入略过量碳酸铵即可制得碳酸镧沉淀。 镧系元素 镧系元素：lanthanide element，周期系ⅢB族中原子序数为 57~71的15种化学元素的统称。包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥，它们都是稀土元素的成员。 镧系元素通常是银白色有光泽的金属，比较软，有延展性并具有顺磁性。镧系元素的化学性质比较活泼。新切开的有光泽的金属在空气中迅速变暗，表明产生一层氧化膜，它并不紧密，会被进一步氧化，金属加热至200~400℃生成氧化物。金属与冷水缓慢作用，与热水反应剧烈，产生氢气，溶于酸，不溶于碱。金属在200℃以上在卤素中剧烈燃烧，在1000℃以上生成氮化物，在室温时缓慢吸收氢，300℃时迅速生成氢化物。镧系元素是比铝还要活泼的强还原剂，在150~180℃着火。镧系元素最外层（6S)的电子数不变，都是2。而镧原子核有57个电荷，从镧到镥，核电荷增至71个，使原子半径和离子半径逐渐收缩，这种现象称为镧系收缩。由于镧系收缩，这15种元素的化合物的性质很相似，氧化物和氢氧化物在水中溶解度较小、碱性较强，氯化物、硝酸盐、硫酸盐易溶于水，草酸盐、氟化物、碳酸盐、磷酸盐难溶于水。 镧石 lanthanite ，分子式：(La,Ce) 2 [CO 3 ] 3 ·8H 2 O，性质：斜方晶系。晶体呈板状；通常成细粒状及土状集合体。颜色灰白、淡红或淡黄色。莫氏硬度2.5~3。相对密度2.605。珍珠光泽，土状者光泽暗淡。偶尔与其他稀土碳酸盐矿物相伴，产于某些蚀变石灰岩内。是提炼镧、铈元素来源之之一。 相关历史 铈和钇被发现后，虽然一些化学家们意识到，它们不是纯净的元素，但是直到它们被发现大约40年后，由于瑞典化学家莫桑德尔等人耐心的分析才把谜解开。莫桑德尔是贝齐里乌斯的学生和助手，他对发现和研究稀土元素作出较大贡献。1839年他将硝酸铈加热分解，发现只有一部分溶解在硝酸中。他把溶解的氧化物称为镧土（lanthana），元素称为lanthanum（镧），元素符号是La，来自希腊文lanthanō（“隐藏”）。 氧化镧 镧以及接着发现的铒、铽打开了发现稀土元素的第二道大门，是发现稀土元素的第二阶段。他们的发现是继铈和钇两个元素后又找到稀土元素中的三个。