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       ＋Ⅲ氧化態(tài)是所有鑭系元素在固體化合物中，在水溶液或其他溶劑中的特性。由于鑭系金屬在氣態(tài)時(shí)，失去2個(gè)s電子和一個(gè)d電子或兩個(gè)s電子和一個(gè)f電子所需的電離勢(shì)比較低，所以一般能形成穩(wěn)定的＋Ⅲ氧化態(tài)。有些鑭系元素表現(xiàn)出＋Ⅱ或＋Ⅳ氧化態(tài)，但都沒有＋Ⅲ氧化態(tài)穩(wěn)定。少數(shù)＋Ⅳ氧化態(tài)的固體化合物已經(jīng)制得，但是只有＋Ⅳ氧化態(tài)的鈰能存在于溶液中，是很強(qiáng)的氧化劑。雖然已經(jīng)制得一些鑭系元素＋Ⅱ氧化態(tài)的固體化合物，但溶于水很快氧化為＋Ⅲ氧化態(tài)。只有Sm2+、Eu2+和Yb2+離子能存在于溶液中，都是強(qiáng)還原劑。

       氧化態(tài)與4f電子層結(jié)構(gòu)的關(guān)系見表23－2。

表23－2  氧化態(tài)與4f電子層結(jié)構(gòu)的關(guān)系*

    * 表中離子表示已知一系列化合物，包括固體和水溶液中，X表示鹵素原子

       由表可見，Ce，Pr，Tb，Dy存在＋Ⅳ氧化態(tài)，面Sm，Eu，Tm，Yb存在＋Ⅱ氧化態(tài)。從4f電子層結(jié)構(gòu)來看，當(dāng)4f層保持或接近全空、半滿或全充滿的狀態(tài)時(shí)比較穩(wěn)定。所以Ce，Pr，Tb，Dy常呈現(xiàn)出＋Ⅳ氧化態(tài)，如Ce（4f0），Pr（4f1），Tb（4f7），Dy（4f8），而Sm，Eu，Tm，Yb則常呈現(xiàn)＋Ⅱ氧化態(tài)，如Sm（4f6），Eu（4f7），Tm（4f13），Yb（4f14）。此外，Ce，Nd還存在＋Ⅱ氧化態(tài)，Ce（4f2），Nd（4f4）。Nd還存在＋Ⅳ氧化態(tài)Nd（4f2）。氧化態(tài)的問題不能只從電子層的結(jié)構(gòu)來考慮，比如有些現(xiàn)象就解釋不通，為什么Sm，Tm有＋Ⅱ氧化態(tài)（f6，f13）而沒有＋Ⅰ氧化態(tài)（f7，f14）？為什么Pr、Nd有＋Ⅳ氧化態(tài)（f1、f2）而Pr沒有＋Ⅴ氧化態(tài)（f0），Nd漫有＋Ⅵ氧化態(tài)（f0）？這些事實(shí)說明在判斷某種氧化態(tài)是否存在，雖然f0，f7，f14的特別穩(wěn)定性是一個(gè)因素，但還有其它如熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)因素（如電離勢(shì)、升華能、水合能等），在某些情況下，后者甚至是更重要的因素。