镧系收缩

[拼音]：lanxi shousuo

[外文]：lanthanide contraction

镧系元素的原子半径和离子半径随原子序数增大而减小（表1）的现象。

从镧到镥，原子半径收缩了15皮米，平均每增加一个核电荷，半径收缩1皮米。其中铕、镱半径明显大，而铈略小于镨。这是由于在镧系元素的离子中铕、镱是+2价离子，铈是+4价离子，其余是+3价离子。从La³⁺到Lu³⁺，离子半径从 106.1皮米均匀地降为84.8皮米，这是由于Ln³⁺离子结构的变化是由f⁰到f¹⁴，电子数是均匀改变的。Ln²⁺、Ln⁴⁺的离子半径也是随原子序数增大而收缩。

镧系收缩使镧系元素的性质从镧到镥呈现有规律的变化：如金属标准电极电势值E°增大，Ln³⁺水解倾向增强，Ln(OH)₃的碱性减弱、溶解度减小，对于给定配位体其稳定常数K增大，盐的水解温度降低……等（表2）。所有这些均与镧系元素的离子势φ＝Z/r（Z为化合价，r为离子半径）逐渐增大有关。价数相同的全部镧系元素，其化合物的晶形往往也相同。

相邻的两个镧系元素的性质极为相似。在自然界中镧系元素往往是全部或部分共生，镧系元素相互间分离要比镧系元素和非镧系元素分离要困难得多。

镧系收缩使钪分族中钇的离子Y³⁺的最外层电子结构与La³⁺等相同，为 s²p⁶，半径为88.1皮米，与Ho³⁺、Er³⁺、Tm³⁺相近。钇化合物的性质与钬、铒、铥的相应化合物性质相近。

镧系收缩影响镥以后元素的性质，使第 6周期铪、钽……的原子半径分别与第 5周期锆、铌……等相同。铪、钽……等化合物的性质分别与锆、铌……等化合物极为相似。在自然界中锆与铪、铌与钽、铂系六种金属共生，分离相当困难。