稀土元素 + 锕系元素
一、钪（稀土元素）
元素名称：钪（类硼）。
元素符号：Sc。
原子序数：21。
在周期表中的位置：第四周期ⅢB族。
电子排布式：[Ar]3d14s2。
1.钪单质
化学式：Sc。
分类：两性金属单质。
物理性质：银白色固体。
化学性质：
①两性金属单质的通性：
与非金属单质反应：
与氧气反应（类比Al）：4Sc + 3O2 = 2Sc2O3。4Sc + 3O2 =点燃/△= 2Sc2O3。
与氯气反应（类比Al）：2Sc + 3Cl2 =点燃/△= 2ScCl3。
与溴单质反应（类比Al）：2Sc + 3Br2 =△= 2ScBr3。
与碘单质反应（类比Al）：2Sc + 3I2 =△= 2ScI3。
与水反应（类比Al）：2Sc + 6H2O =△= 2Sc(OH)3 + 3H2↑。
②与酸反应：
与氢氟酸反应（类比Al）：2Sc + 6HF = 2ScF3 + 3H2↑。
与稀盐酸反应（类比Al）：2Sc + 6HCl = 2ScCl3 + 3H2↑。
与稀硫酸反应（类比Al）：2Sc + 3H2SO4 = Sc2(SO4)3 + 3H2↑。
③常温下，钪遇冷的稀硝酸、浓硝酸发生钝化。
2.氧化钪/三氧化二钪
化学式：Sc2O3。
分类：两性氧化物。
物理性质：白色固体，难溶于水。
化学性质：
①两性氧化物的通性：
与酸反应：
与稀盐酸反应（类比Al2O3）：Sc2O3 + 6HCl = 2ScCl3 + 3H2O。
与稀硫酸反应（类比Al2O3）：Sc2O3 + 3H2SO4 = Sc2(SO4)3 + 3H2O。
与稀硝酸反应（类比Al2O3）：Sc2O3 + 6HNO3 = 2Sc(NO3)3 + 3H2O。
3.氢氧化钪
化学式：Sc(OH)3。
分类：两性氢氧化物。
物理性质：白色固体，难溶于水。
化学性质：
①两性氢氧化物的通性：
与酸反应：
与稀盐酸反应（类比Al(OH)3）：Sc(OH)3 + 3HCl = ScCl3 + 3H2O。
与稀硫酸反应（类比Al(OH)3）：2Sc(OH)3 + 3H2SO4 = Sc2(SO4)3 + 6H2O。
与稀硝酸反应（类比Al(OH)3）：Sc(OH)3 + 3HNO3 = Sc(NO3)3 + 3H2O。
4.钪盐
化学性质：
①盐的通性：
与碱反应（类比Al3+）：Sc3+ + 3OH-(少量) = Sc(OH)3↓。Sc3+ + 6OH-(足量) = [Sc(OH)6]3- / Sc3+ + 6OH-(足量) = ScO33- + 3H2O。
与盐反应：
与氟离子反应（类比Al3+）：Sc3+ + 3F- = ScF3↓。
与草酸根离子反应（类比Al3+）：2Sc3+ + 3C2O42- = Sc2(C2O4)3↓。
二、钇（稀土元素）（重稀土）（钇组）
元素名称：钇。
元素符号：Y。
原子序数：39。
在周期表中的位置：第五周期ⅢB族。
电子排布式：[Kr]4d15s2。
1.钇单质
化学式：Y。
分类：金属单质。
物理性质：灰黑色固体。
2.氧化钇/三氧化二钇
俗名：钇土。
化学式：Y2O3。
分类：碱性氧化物。
物理性质：白色固体，难溶于水。
化学性质：
①碱性氧化物的通性：
与酸反应：
与稀盐酸反应（类比Al2O3）：Y2O3 + 6HCl = 2YCl3 + 3H2O。
与稀硫酸反应（类比Al2O3）：Y2O3 + 3H2SO4 = Y2(SO4)3 + 3H2O。
与稀硝酸反应（类比Al2O3）：Y2O3 + 6HNO3 = 2Y(NO3)3 + 3H2O。
3.氢氧化钇
化学式：Y(OH)3。
分类：强碱。
物理性质：白色固体，难溶于水。
化学性质：
①碱的通性：
与酸反应：
与稀盐酸反应（类比Al(OH)3）：Y(OH)3 + 3HCl = YCl3 + 3H2O。
与稀硫酸反应（类比Al(OH)3）：2Y(OH)3 + 3H2SO4 = Y2(SO4)3 + 6H2O。
与稀硝酸反应（类比Al(OH)3）：Y(OH)3 + 3HNO3 = Y(NO3)3 + 3H2O。
三、镧系元素（稀土元素）
1.镧系元素单质
化学式：RE。
分类：金属单质。
物理性质：银白色固体（除镨单质、钕单质）。镨单质、钕单质：银白色略带黄色固体。
化学性质：
①金属单质的通性：
与非金属单质反应：
与氧气反应：（类比Al）4RE + 3O2 = 2RE2O3。4RE + 3O2 =点燃/△= 2RE2O3（除铈、镨、铽）。（类比C）Ce + O2 =点燃/△= CeO2。12Pr + 11O2 =点燃= 2Pr6O11（Pr2O3·4PrO2）。8Tb + 7O2 =点燃= 2Tb4O7（Tb2O3·2TbO2）。
与氯气反应（类比Mg、Al、Si）：Sm/Eu + Cl2=点燃/△= SmCl2/EuCl2。2RE + 3Cl2 =点燃/△= 2RECl3。
与溴单质反应（类比Mg、Al、Si）：Sm/Eu + Br2 =△= SmBr2/EuBr2。2RE + 3Br2 =△= 2REBr3。
与碘单质反应（类比Mg、Al、Si）：Sm/Eu + I2 =△= SmI2/EuI2。2RE + 3I2 =△= 2REI3。
与硫单质反应（类比Al、Fe）：RE + S =△= RES。2RE + 3S =△= RE2S3。3RE + 4S =△= RE3S4。
与氮气反应（类比Al）：2RE + N2 =高温= 2REN。
与碳单质反应：RE + 2C =高温= REC2。
与氢气反应。
与水反应（类比Al）：2RE + 6H2O =△= 2RE(OH)3 + 3H2↑。
与酸反应：
与稀盐酸反应（类比Al）：2RE + 6HCl = 2RECl3 + 3H2↑。
与稀硫酸反应（类比Al）：2RE + 3H2SO4 = RE2(SO4)3 + 3H2↑。
②与金属单质反应：RE + Mg = REMg。RE + 2Mg = REMg2。RE + 4Mg = REMg4。
2.三氧化二镧系元素
化学式：RE2O3。
分类：碱性氧化物。
物理性质：白色固体（除三氧化二镨、三氧化二钕、三氧化二钐、三氧化二铒），难溶于水。三氧化二镨：浅绿色。三氧化二钕：浅蓝色。三氧化二钐：浅黄色。三氧化二铒：粉红色。
化学性质：
①碱性氧化物的通性：
与酸反应：
与稀盐酸反应（类比Al2O3）：RE2O3 + 6HCl = 2RECl3 + 3H2O。
与稀硫酸反应（类比Al2O3）：RE2O3 + 3H2SO4 = RE2(SO4)3 + 3H2O。
与稀硝酸反应（类比Al2O3）：RE2O3 + 6HNO3 = 2RE(NO3)3 + 3H2O。
②还原性：
与氧气反应：2Ce2O3 + O2 = 4CeO2。
3.氢氧化镧系元素
化学式：RE(OH)3。
分类：强碱。
物理性质：白色固体，难溶于水。
化学性质：
①碱的通性：
与酸反应：
与稀盐酸反应（类比Al(OH)3）：RE(OH)3 + 3HCl = RECl3 + 3H2O。
与稀硫酸反应（类比Al(OH)3）：2RE(OH)3 + 3H2SO4 = RE2(SO4)3 + 6H2O。
与稀硝酸反应（类比Al(OH)3）：RE(OH)3 + 3HNO3 = RE(NO3)3 + 3H2O。
②还原性：
与氧气反应（类比Fe(OH)2）：4Ce(OH)3 + O2 + 2H2O = 4Ce(OH)4。
4.镧系元素盐
化学性质：
①盐的通性：
与碱反应（类比Al3+）：RE3+ + 3OH- = RE(OH)3↓。
②水解反应：
REX3 + H2O = REOX + 2HX。
一、镧（轻稀土）（铈组）
元素名称：镧。
元素符号：La。
原子序数：57。
在周期表中的位置：第六周期ⅢB族。
电子排布式：[Xe]5d16s2（不符合构造原理）。
二、铈（轻稀土）（铈组）
元素名称：铈。
元素符号：Ce。
原子序数：58。
在周期表中的位置：第六周期ⅢB族。
电子排布式：[Xe]4f15d16s2（不符合构造原理）。
1.铈单质
化学式：Ce。
分类：金属单质。
物理性质：银白色固体。
化学性质：
①金属单质的通性：
与非金属单质反应：
与氧气反应（类比Al、C）：4Ce + 3O2 = 2Ce2O3。Ce + O2 =点燃/△= CeO2。
与氯气反应（类比Al）：2Ce + 3Cl2 =点燃/△= 2CeCl3。
与溴单质反应（类比Al）：2Ce + 3Br2 =△= 2CeBr3。
与碘单质反应（类比Al）：2Ce + 3I2 =△= 2CeI3。
与硫单质反应（类比Al）。
与氮气反应（类比Al）。
与碳单质反应。
与水反应（类比Al）：2Ce + 6H2O =△= 2Ce(OH)3 + 3H2↑。
与酸反应：
与稀盐酸反应（类比Al）：2Ce + 6HCl = 2CeCl3 + 3H2↑。
与稀硫酸反应（类比Al）：2Ce + 3H2SO4 = Ce2(SO4)3 + 3H2↑。
②与金属单质反应。
2.氧化铈/三氧化二铈
化学式：Ce2O3。
分类：碱性氧化物。
物理性质：白色固体，难溶于水。
化学性质：
①碱性氧化物的通性：
与酸反应：
与稀盐酸反应（类比Al2O3）：Ce2O3 + 6HCl = 2CeCl3 + 3H2O。
与稀硫酸反应（类比Al2O3）：Ce2O3 + 3H2SO4 = Ce2(SO4)3 + 3H2O。
与稀硝酸反应（类比Al2O3）：Ce2O3 + 6HNO3 = 2Ce(NO3)3 + 3H2O。
②还原性：
与氧气反应：2Ce2O3 + O2 = 4CeO2。
3.氧化高铈/二氧化铈
化学式：CeO2。
分类：碱性氧化物。
物理性质：黄色固体，难溶于水。
化学性质：
①碱性氧化物的通性：
与酸反应：
与稀硫酸反应（类比SnO2）：CeO2 + 2H2SO4 = Ce(SO4)2 + 2H2O。
与稀硝酸反应（类比SnO2）：CeO2 + 4HNO3 = Ce(NO3)4 + 2H2O。
②氧化性：
与氢气反应：2CeO2 + H2 =高温= Ce2O3 + H2O。
4.氢氧化亚铈/氢氧化铈
化学式：Ce(OH)3。
分类：强碱。
物理性质：白色固体，难溶于水。
化学性质：
①碱的通性：
与酸反应：
与稀盐酸反应（类比Al(OH)3）：Ce(OH)3 + 3HCl = CeCl3 + 3H2O。
与稀硫酸反应（类比Al(OH)3）：2Ce(OH)3 + 3H2SO4 = Ce2(SO4)3 + 6H2O。
与稀硝酸反应（类比Al(OH)3）：Ce(OH)3 + 3HNO3 = Ce(NO3)3 + 3H2O。
②还原性：
与氧气反应（类比Fe(OH)2）：4Ce(OH)3 + O2 + 2H2O = 4Ce(OH)4。
与过氧化氢反应：Ce(OH)3 + H2O2 = Ce(OH)2(OOH)（过氧化铈，红棕色沉淀） + H2O。
5.氢氧化铈/氢氧化高铈
化学式：Ce(OH)4。
分类：强碱。
物理性质：黄色固体，难溶于水。
化学性质：
①碱的通性：
与酸反应：
与稀硫酸反应（类比Sn(OH)4）：Ce(OH)4 + 2H2SO4 = Ce(SO4)2 + 4H2O。
与稀硝酸反应（类比Sn(OH)4）：Ce(OH)4 + 4HNO3 = Ce(NO3)4 + 4H2O。
6.亚铈盐/铈盐
化学性质：
①盐的通性：
与碱反应（类比Al3+）：Ce3+ + 3OH- = Ce(OH)3↓。
与盐反应：
与氟离子反应（类比Al3+）：Ce3+ + 3F- = CeF3↓。
与磷酸根离子反应（类比Al3+）：Ce3+ + PO43- = CePO4↓。
②还原性：
与高锰酸根离子反应：5Ce3+ + MnO4- + 8H+ = 5Ce4+ + Mn2+ + 4H2O。
7.铈盐/高铈盐
化学性质：
①盐的通性：
与碱反应（类比Sn4+）：Ce4+ + 4OH- = Ce(OH)4↓。
与盐反应：
与氟离子反应（类比Sn4+）：Ce4+ + 4F- = CeF4↓。
与磷酸根离子反应（类比Sn4+）：3Ce4+ + 4PO43- = Ce3(PO4)4↓。
与碘酸根离子反应（类比Sn4+）：Ce4+ + 4IO3- = Ce(IO3)4↓。
与高碘酸根离子反应（类比Sn4+）：Ce4+ + 4IO4- = Ce(IO4)4↓。
②氧化性：
与氯离子反应：2Ce4+ + 2Cl- = 2Ce3+ + Cl2↑。
与锰离子反应：5Ce4+ + Mn2+ + 4H2O = 5Ce3+ + MnO4- + 8H+。
三、镨（轻稀土）（铈组）
元素名称:镨。
元素符号：Pr。
原子序数：59。
在周期表中的位置：第六周期ⅢB族。
电子排布式：[Xe]4f36s2。
四、钕（轻稀土）（铈组）
元素名称：钕。
元素符号：Nd。
原子序数：60。
在周期表中的位置：第六周期ⅢB族。
电子排布式：[Xe]4f46s2。
五、钷（轻稀土）（铈组）
元素名称：钷。
元素符号：Pm。
原子序数：61。
在周期表中的位置：第六周期ⅢB族。
电子排布式：[Xe]4f56s2。
六、钐（轻稀土）（铈组）
元素名称：钐。
元素符号：Sm。
原子序数：62。
在周期表中的位置：第六周期ⅢB族。
电子排布式：[Xe]4f66s2。
七、铕（轻稀土）（铈组）
元素名称：铕。
元素符号：Eu。
原子序数：63。
在周期表中的位置：第六周期ⅢB族。
电子排布式：[Xe]4f76s2。
八、钆（重稀土）（钇组）
元素名称：钆。
元素符号：Gd。
原子序数：64。
在周期表中的位置：第六周期ⅢB族。
电子排布式：[Xe]4f75d16s2（不符合构造原理）。
九、铽（重稀土）（钇组）
元素名称：铽。
元素符号：Tb。
原子序数：65。
在周期表中的位置：第六周期ⅢB族。
电子排布式：[Xe]4f96s2。
十、镝（重稀土）（钇组）
元素名称：镝。
元素符号：Dy。
原子序数：66。
在周期表中的位置：第六周期ⅢB族。
电子排布式：[Xe]4f106s2。
十一、钬（重稀土）（钇组）
元素名称：钬。
元素符号：Ho。
原子序数：67。
在周期表中的位置：第六周期ⅢB族。
电子排布式：[Xe]4f116s2。
十二、铒（重稀土）（钇组）
元素名称：铒。
元素符号：Er。
原子序数：68。
在周期表中的位置：第六周期ⅢB族。
电子排布式：[Xe]4f126s2。
十三、铥（重稀土）（钇组）
元素名称：铥。
元素符号：Tm。
原子序数：69。
在周期表中的位置：第六周期ⅢB族。
电子排布式：[Xe]4f136s2。
十四、镱（重稀土）（钇组）
元素名称：镱。
元素符号：Yb。
原子序数：70。
在周期表中的位置：第六周期ⅢB族。
电子排布式：[Xe]4f146s2。
十五、镥（重稀土）（钇组）
元素名称：镥。
元素符号：Lu。
原子序数：71。
在周期表中的位置：第六周期ⅢB族。
熔点：钇组（除镱） > 铈组。
沸点：铈组（除钐、铕） > 钇组（除铽、镥）（钐、铕、镱沸点最低）。
相对原子质量越大，可塑性越高（钐、镱可塑性最高）。
钆、镝、钬反磁性。
相对原子质量越大，活泼性越小。
丰度：铈组 > 钇组。
独居石：(Y,La,Ce,Th)PO4：轻稀土（铈组）。
氟碳铈矿：(La,Ce)[CO3]F：轻稀土（铈组）。
磷钇矿：Y[PO4]：重稀土（钇组）。
镧单质超导材料。
四、锕系元素
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——蘸以清墨，书我弦歌。
