f区元素
f区元素包括元素周期表中的镧系元素和锕系元素(镥和铹除外),皆为副族元素,且都是金属。本区的元素其新增加的电子大多填入f轨道,故称此区块为f区,f来自英文的fundamental,为“基系光谱”之意。周期表中从第6周期开始的每个周期都各有14个f区元素。本区的元素通常不被归于任何一族,也有些学者将它们归入3族。
本区的元素又称为内过渡金属(英语:Inner transition metal),因为它们在周期表中处于s区金属与d区过渡金属之间的过渡地带。
由于本区元素新增加的电子大都填入原子内侧的f轨道中,而原子外层和次外层的电子排布基本相同,因此本区中同周期的元素之间的性质差异很小,这一点在镧系元素中表现得非常明显,绝大多数镧系元素只有单一的最稳定氧化态+3。至于锕系元素中原子序较小者有许多电子填充不规则的情形,故它们的化合价有较多的变化,彼此之间的相似度从而没有镧系元素间来的高,性质反而更类似于d区的过渡金属,而大约从镅开始的重锕系元素的性质则逐渐趋于相近,也和其上方对应的镧系元素愈发相似。
6 | * | 镧系 元素 |
57 La 镧 138.9 |
58 Ce 铈 140.1 |
59 Pr 镨 140.9 |
60 Nd 钕 144.2 |
61 Pm 钷 [145] |
62 Sm 钐 150.4 |
63 Eu 铕 152.0 |
64 Gd 钆 157.2 |
65 Tb 铽 158.9 |
66 Dy 镝 162.5 |
67 Ho 钬 164.9 |
68 Er 铒 167.3 |
69 Tm 铥 168.9 |
70 Yb 镱 173.0 |
71 Lu 镥 175.0 |
7 | ** | 锕系 元素 |
89 Ac 锕 [227] |
90 Th 钍 232.0 |
91 Pa 镤 231.0 |
92 U 铀 238.0 |
93 Np 镎 [237] |
94 Pu 钚 [244] |
95 Am 镅 [243] |
96 Cm 锔 [247] |
97 Bk 锫 [247] |
98 Cf 锎 [251] |
99 Es 锿 [252] |
100 Fm 镄 [257] |
101 Md 钔 [258] |
102 No 锘 [259] |
103 Lr 铹 [266] |
图解:
在标准状况下,序号绿色者为气体;序号蓝色者为液体;序号黑色者为固体;序号灰色者为未知相态。
列表
名称 | 条目 | 符号 | 稳定性 | 周期 | 性质 | 质子数 | 中子数 | 质量数 | 电子排布 | 同位素 | 备注 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
镧 | 镧 | La | 1个稳定同位素 | 6 | 镧系元素 | 57 | 82 | 139 | [Xe]5d16s2 | 镧的同位素 | |
铈 | 铈 | Ce | 4个稳定同位素 | 6 | 镧系元素 | 58 | 82 | 140 | [Xe]4f15d16s2 | 铈的同位素 | |
镨 | 镨 | Pr | 1个稳定同位素 | 6 | 镧系元素 | 59 | 82 | 141 | [Xe]4f36s2 | 镨的同位素 | |
钕 | 钕 | Nd | 5个稳定同位素 | 6 | 镧系元素 | 60 | 82 | 142 | [Xe]4f46s2 | 钕的同位素 | |
钷 | 钷 | Pm | 半衰期约17.70年 | 6 | 镧系元素 | 61 | 84 | 145 | [Xe]4f56s2 | 钷的同位素 | |
钐 | 钐 | Sm | 5个稳定同位素 | 6 | 镧系元素 | 62 | 90 | 152 | [Xe]4f66s2 | 钐的同位素 | |
铕 | 铕 | Eu | 1个稳定同位素 | 6 | 镧系元素 | 63 | 90 | 153 | [Xe]4f76s2 | 铕的同位素 | |
钆 | 钆 | Gd | 6个稳定同位素 | 6 | 镧系元素 | 64 | 94 | 158 | [Xe]4f75d16s2 | 钆的同位素 | |
铽 | 铽 | Tb | 1个稳定同位素 | 6 | 镧系元素 | 65 | 94 | 159 | [Xe]4f96s2 | 铽的同位素 | |
镝 | 镝 | Dy | 7个稳定同位素 | 6 | 镧系元素 | 66 | 98 | 164 | [Xe]4f106s2 | 镝的同位素 | |
钬 | 钬 | Ho | 1个稳定同位素 | 6 | 镧系元素 | 67 | 98 | 165 | [Xe]4f116s2 | 钬的同位素 | |
铒 | 铒 | Er | 6个稳定同位素 | 6 | 镧系元素 | 68 | 98 | 166 | [Xe]4f126s2 | 铒的同位素 | |
铥 | 铥 | Tm | 1个稳定同位素 | 6 | 镧系元素 | 69 | 100 | 169 | [Xe]4f136s2 | 铥的同位素 | |
镱 | 镱 | Yb | 7个稳定同位素 | 6 | 镧系元素 | 70 | 104 | 174 | [Xe]4f146s2 | 镱的同位素 | |
锕 | 锕 | Ac | 半衰期约21.77年 | 7 | 锕系元素 | 89 | 138 | 227 | [Rn]6d17s2 | 锕的同位素(锕-225) | |
钍 | 钍 | Th | 半衰期约140.50亿年 | 7 | 锕系元素 | 90 | 142 | 232 | [Rn]6d27s2 | 钍的同位素(钍-230) | |
镤 | 镤 | Pa | 半衰期约3.28万年 | 7 | 锕系元素 | 91 | 140 | 231 | [Rn]5f26d17s2 | 镤的同位素 | |
铀 | 铀 | U | 半衰期约44.68亿年 | 7 | 锕系元素 | 92 | 146 | 238 | [Rn]5f36d17s2 | 铀的同位素(铀-232、 铀-233、 铀-235、 铀-238) | |
镎 | 镎 | Np | 半衰期约214.40万年 | 7 | 锕系元素 | 93 | 144 | 237 | [Rn]5f46d17s2 | 镎的同位素 | |
钚 | 钚 | Pu | 半衰期约8080.00万年 | 7 | 锕系元素 | 94 | 150 | 244 | [Rn]5f67s2 | 钚的同位素(钚-238) | |
镅 | 镅 | Am | 半衰期约7369.99年 | 7 | 锕系元素 | 95 | 148 | 243 | [Rn]5f77s2 | 镅的同位素(镅-241) | |
锔 | 锔 | Cm | 半衰期约1560.00万年 | 7 | 锕系元素 | 96 | 151 | 247 | [Rn]5f76d17s2 | 锔的同位素 | |
锫 | 锫 | Bk | 半衰期约1380.00年 | 7 | 锕系元素 | 97 | 150 | 247 | [Rn]5f97s2 | 锫的同位素 | |
锎 | 锎 | Cf | 半衰期约898.00年 | 7 | 锕系元素 | 98 | 153 | 251 | [Rn]5f107s2 | 锎的同位素 | |
锿 | 锿 | Es | 半衰期约1.29年 | 7 | 锕系元素 | 99 | 153 | 252 | [Rn]5f117s2 | 锿的同位素 | |
镄 | 镄 | Fm | 半衰期约3.35个月 | 7 | 锕系元素 | 100 | 157 | 257 | [Rn]5f127s2 | 镄的同位素 | |
钔 | 钔 | Md | 半衰期约1.71个月 | 7 | 锕系元素 | 101 | 157 | 258 | [Rn]5f137s2 | 钔的同位素 | |
锘 | 锘 | No | 半衰期约58.00分钟 | 7 | 锕系元素 | 102 | 157 | 259 | [Rn]5f147s2 | 锘的同位素 |