镧系元素的三价氧化物和氢氧化物

对所有镧系元素，三价是其特征氧化态。它们形成的氧化物为Ln2O3。氧化物的制备方法，是将金属氧化（Ce、Pr、Tb除外）或将氢氧化物、草酸盐、硝酸盐加热分解。Ln2O3与碱土金属氧化物性质相似，可以从空气中吸收二氧化碳形成碳酸盐。Ln2O3能与水剧烈地化合，生成氢氧化物。它们与Al2O3不同，即使经过灼烧的Ln2O3也易溶于强酸中。

镧系金属的性质和用途

希土元素是典型的金属元素，为银白色金属，比较软，有延展性。它们的活泼性仅次于碱金属和碱土金属。因此，希土金属要保存在煤油里，否则与潮湿空气接触就被氧化而变色。金属活泼顺序：由Sc，Y，La递增；由La～Lu递减：即镧最活泼。

镧系元素的标准电极电势

镧系金属是一种较强的还原剂，其还原能力仅次于碱金属Li，Na，K，和碱土金属Mg，Ca，Sr，Ba，而且还随着原子序数增加，从总的趋势看其还原能力是逐渐减弱的。Eu和Yb在酸性介质中的还原性，比它们各自相邻的两个金属（Sm， Gd； Tm，Lu）的还原性要弱些。

镧系元素离子的颜色

一些镧系金属三价离子具有很漂亮的不同颜色，如果阴离子为无色，这些颜色出现在结晶盐中，在水溶液中也保持其颜色，这是每个阳离子的特性而与阴离子无关。从表23－4可见，若以Gd3+离子为中心，从La3+到Gd3+的颜色变化规律又在从Gd3+到Lu3+的过程中重演。这就是Ln3+离子颜色的周期性变化。

镧系元素的原子半径和离子半径

镧系元素的原子半径和离子半径见表23－3，从表中的数据可以看出从Sc经Y到La，原子半径和三价离子半径逐渐增大，但从La到Lu则逐浙减小。这种镧系元素的原子半径和离子半径随着原子序数的增加而逐新减小的现象称为镧系收缩。

镧系元素的氧化态

＋Ⅲ氧化态是所有镧系元素在固体化合物中，在水溶液或其他溶剂中的特性。由于镧系金属在气态时，失去2个s电子和一个d电子或两个s电子和一个f电子所需的电离势比较低，所以一般能形成稳定的＋Ⅲ氧化态。有些镧系元素表现出＋Ⅱ或＋Ⅳ氧化态，但都没有＋Ⅲ氧化态稳定。

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镧系元素的电子层结构

镧系元素中是否包括镧（Z＝57），至今还没有一致的意见。一种意见认为镧原子基态不存在f电子（4f0），因此，把镧排除在镧系元素之外，镧系元素只包括14个元素（Z＝58～71）；另一种意见认为虽然镧在基态时不存在f电子，但镧与它后面的14个元素性质很相似，所以应把镧作为镧系元素。

铂系金属的化合物

钌和锇的四氧化物是低熔点固体（RuO4，298K；OsO4，314K）。当氯气流通入钌酸盐的酸性溶液时，金黄色的RuO4便挥发出来。它的真空中升华，但在大约450K则爆炸分解成RuO2和O2。无色的OsO4更稳定些，它可由粉状锇在氧中加热制得。