2019-10-24
稀土元素的材料性能與物理化學性質
一、簡述稀土元素的材料性能;2.詳述稀土元素的物理與化學性質;
教學要求:熟悉並掌握稀土元素在周期表中位置及電子層結構特點、價態;
稀土元素的物理與化學性質。
第2章 稀土元素的結構特征與材料性能
二、稀土元素的結構特點
稀土元素在元素周期表中的第六周期的ⅢB族中。鑭和鈰→鑥(Lu)的15個鑭係元素在同一格內。顯然,從鑭—→鑥這15個元素的性質較為相似。由於第五周期ⅢB族中的釔原子半徑接近於鑭並且在鑭係元素離子半徑遞減順序中間,使得釔和鑭係元素的化學性質相似。由於稀土元素在周期表中的這種特殊位置,使得鑭係元素的電子能級和離子半徑呈現出微小連續變化而具有許多特性。
二.基態原子的電子排布
當原子處在基態時,核外電子排布需要遵循下述三個原則:
1.泡裏(Pauli)不相容原理:即一個原子軌道隻能排2個電子,而且這兩個電子的自旋方向相反。
2.能量低原理:在不違背泡裏(Pauli)不相容原理的條件下,電子優先占據能態較低的原子軌道,使整個原子體係的能量處於比較低的狀態。
3.洪特(Hund)規則:在能級高低相等的軌道上,電子盡可能分占不同的軌道。作為洪特(Hund)規則的特例,能級高低相等的軌道上全空、半空半滿和全滿的狀態是比較穩定的。
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