稀土元素的材料性能与物理化学性质

2019-10-24

  稀土元素的材料性能与物理化学性质

  一、简述稀土元素的材料性能;2.详述稀土元素的物理与化学性质;

  教学要求:熟悉并重点掌握稀土元素在周期表中位置及电子层结构特点、价态;

  稀土元素的物理与化学性质。

  第2章 稀土元素的结构特征与材料性能

  二、稀土元素的结构特点

  稀土元素在元素周期表中的第六周期的ⅢB族中。镧和铈→镥(Lu)的15个镧系元素在同一格内。显然,从镧—→镥这15个元素的性质极为相似。由于第五周期ⅢB族中的钇原子半径接近于镧并且在镧系元素离子半径递减顺序中间,使得钇和镧系元素的化学性质相似。由于稀土元素在周期表中的这种特殊位置,使得镧系元素的电子能级和离子半径呈现出微小连续变化而具有许多特性。

  二.基态原子的电子排布

  当原子处在基态时,核外电子排布需要遵循下述三个原则:

  1.泡里(Pauli)不相容原理:即一个原子轨道只能排2个电子,而且这两个电子的自旋方向相反。

  2.能量低原理:在不违背泡里(Pauli)不相容原理的条件下,电子优先占据能态较低的原子轨道,使整个原子体系的能量处于比较低的状态。

  3.洪特(Hund)规则:在能级高低相等的轨道上,电子尽可能分占不同的轨道。作为洪特(Hund)规则的特例,能级高低相等的轨道上全空、半空半满和全满的状态是比较稳定的。


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