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       鑭系元素中是否包括鑭（Z＝57），至今還沒(méi)有一致的意見(jiàn)。一種意見(jiàn)認(rèn)為鑭原子基態(tài)不存在f電子（4f0），因此，把鑭排除在鑭系元素之外，鑭系元素只包括14個(gè)元素（Z＝58～71）；另一種意見(jiàn)認(rèn)為雖然鑭在基態(tài)時(shí)不存在f電子，但鑭與它后面的14個(gè)元素性質(zhì)很相似，所以應(yīng)把鑭作為鑭系元素。此外，第三副族鑭之上的元素為釔（Z＝39），由于鑭系收縮（后面討論）的影響，使得釔的原子半徑、三價(jià)離子半徑接近鋱（Tb）和鏑（Dy）的原子半徑和三價(jià)離子半徑；因此，釔在礦物中與鑭系共生。通常把釔和鑭系元素稱(chēng)為希土元素。至于鈧（Z＝21），它的三價(jià)離子半徑比較小（73．2pm），其化學(xué)性質(zhì)介于鋁和鑭系元素之間。一般不把它列入希土元素。通常鑭系元素用Ln表示，希土元素用RE表示。

                                                                                                                                                                      （單位：pm）

       ⅢB族元素基態(tài)價(jià)電子層結(jié)構(gòu)為：

Sc            Z=21            3d14s2

Y             Z=39            4d15s2

La            Z=57            5d16s2

Ac            Z=89            6d17s2

周期表中，這族中的四個(gè)元素是四個(gè)過(guò)渡系的第一個(gè)成員。在Sc和Y之后，隨著原子序數(shù)增加，電子相應(yīng)地填充在3d和4d層，構(gòu)成第一和第二過(guò)渡系（或稱(chēng)3d過(guò)渡系和4d過(guò)渡系）。但在鑭以后，增加的電子填充在4f層，當(dāng)4f層填滿(mǎn)以后，再填入5d層。f有7個(gè)軌道，每個(gè)軌道可容納二個(gè)電子，因此，在鑭以后會(huì)出現(xiàn)14個(gè)元素，稱(chēng)為第一內(nèi)過(guò)渡系或4f過(guò)渡系。同樣在Ac以后，5f軌道當(dāng)然也會(huì)形成第二內(nèi)過(guò)渡系或5f過(guò)渡系。

       鑭系元素原子的電子層結(jié)構(gòu)見(jiàn)表23－1。由表可見(jiàn)，第一個(gè)f電子在鈰原子出現(xiàn)，但是隨著原子序數(shù)增加，4f軌道中電子的填充也不是有規(guī)則的增加。出現(xiàn)兩種類(lèi)型的電子層結(jié)構(gòu)，即4f（a-1）5d16s2和4fn6s2。至于某一鑭系元素的原子按照那一類(lèi)型排列，則根據(jù)洪特規(guī)則的特例，即等價(jià)軌道全充滿(mǎn)，半充滿(mǎn)或全空的狀態(tài)是比較穩(wěn)定的。La的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)為4f05d16s2（全空），Gd為4f75d16s2（半滿(mǎn)），Lu為4f145d16s2（全滿(mǎn)），因4f軌道已填滿(mǎn)，余下一個(gè)電子填充在5d軌道上。

       由于鑭系元素原子最外面兩層電子結(jié)構(gòu)相似，而不同的在4f內(nèi)層，因此它們的化學(xué)性質(zhì)非常相似。

表23－1  鑭系元素原子的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)