镧系元素
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[编辑] 界定争论
镧系元素是化学元素周期表中的第58号元素铈（Ce）到71号元素镥（Lu）共十四种元素的统称。镧系元素用符号Ln表示。镧系元素的外层和次外层的电子构型基本相同，电子逐一填充到4f轨道上。
由于镧原子基态不存在f电子，因此有人主张镧不应归于镧系元素之列，镧系元素应指从第58号元素铈（Ce）到71号元素镥（Lu）共十四种元素。
另一种主张是，可以认为镧的4f轨道上实际排布了“0”个电子，应归于镧系元素之列。而且这种说法的理论依据似乎更加有力：镧与它后面的十四种元素的性质十分相似，放在一起研究讨论也比较方便。
所以，镧系元素应是十四种还是十五种，似乎还没有一个准确的界定（大多数学者及专业人士比较认同有十四种的分法；对于有十五种的分法，比较适用于化学初学者），这里暂且采用有十四种的分法，是参阅了其他语种的维基百科。
| 原子序数 | 元素名称 | 元素符号 |
|---|---|---|
| 58 | 铈 | Ce |
| 59 | 镨 | Pr |
| 60 | 钕 | Nd |
| 61 | 钷 | Pm |
| 62 | 钐 | Sm |
| 63 | 铕 | Eu |
| 64 | 钆 | Gd |
| 65 | 铽 | Tb |
| 66 | 镝 | Dy |
| 67 | 钬 | Ho |
| 68 | 铒 | Er |
| 69 | 铥 | Tm |
| 70 | 镱 | Yb |
| 71 | 镥 | Lu |
镧系元素位于长式元素周期表下另立的横排中，属于IIIB族元素。
[编辑] 相关概念
镧系元素也属于过渡元素，只是镧系元素新增加的电子都无一例外地填入了从外侧数第三个电子层（即4f电子层）中。为了区别于元素周期表中的d区过渡元素，故又将镧系元素（及锕系元素）称为内过渡元素。
由于新增加的电子都排入了4f电子轨道，所以镧系元素又可以称为4f系。
[编辑] 氧化态
镧系元素在固态、水溶液中或其他溶剂中的特征氧化态是+III。由于镧系元素在气态时，失去两个6s电子和一个5d电子或失去两个6s电子和一个4f电子所需的电离能比较底，所以一般能形成稳定的+III氧化态。除+III特征氧化态外，镧系元素还存在着一些不常见的氧化态。例如：铈、镨、钕、铽、镝存在+IV氧化态，原因是它们的4f层保持或接近全空、半满或全充满的状态比较稳定，但只有+IV氧化态的铈能存在于溶液中，它是很强的氧化剂。
[编辑] 原子半径和离子半径
与同族的钪、钇、镧原子半径逐渐增大的规律恰恰相反，从铈到镥则是逐渐减小。这种镧系元素的原子半径和离子半径随原子序数的增加而逐渐减小的现象称为镧系收缩。
| 原子序数 | 元素名称 | 原子半径（pm) | +II离子半径(pm) | +III离子半径(pm) | +IV离子半径(pm) |
|---|---|---|---|---|---|
| 58 | 铈（Ce） | 182.47 | —— | 103.4 | 92.0 |
| 59 | 镨（Pr） | 182.79 | —— | 101.3 | 90.0 |
| 60 | 钕（Nd） | 182.14 | —— | 99.5 | —— |
| 61 | 钷（Pm） | （181.1） | —— | （97.9） | —— |
| 62 | 钐（Sm） | 180.41 | 111.0 | 96.4 | —— |
| 63 | 铕（Eu） | 204.18 | 109.0 | 95.0 | —— |
| 64 | 钆（Gd） | 180.13 | —— | 93.8 | 84.0 |
| 65 | 铽（Tb） | 178.33 | —— | 92.3 | 84.0 |
| 66 | 镝（Dy） | 177.40 | —— | 90.8 | —— |
| 67 | 钬（Ho） | 176.61 | —— | 89.4 | —— |
| 68 | 铒（Er） | 175.66 | —— | 88.1 | —— |
| 69 | 铥（Tm） | 174.62 | 94.0 | 86.9 | —— |
| 70 | 镱（Yb） | 193.92 | 93.0 | 85.8 | —— |
| 71 | 镥（Lu） | 173.49 | —— | 84.8 | —— |
