3族元素 - Wikiwand
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3族元素

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3族元素在周期表中的位置
氢(非金属)
氦(惰性气体)
锂(碱金属)
铍(碱土金属)
硼(类金属)
碳(非金属)
氮(非金属)
氧(非金属)
氟(卤素)
氖(惰性气体)
钠(碱金属)
镁(碱土金属)
铝(贫金属)
硅(类金属)
磷(非金属)
硫(非金属)
氯(卤素)
氩(惰性气体)
钾(碱金属)
钙(碱土金属)
钪(过渡金属)
钛(过渡金属)
钒(过渡金属)
铬(过渡金属)
锰(过渡金属)
铁(过渡金属)
钴(过渡金属)
镍(过渡金属)
铜(过渡金属)
锌(过渡金属)
镓(贫金属)
锗(类金属)
砷(类金属)
硒(非金属)
溴(卤素)
氪(惰性气体)
铷(碱金属)
锶(碱土金属)
钇(过渡金属)
锆(过渡金属)
铌(过渡金属)
钼(过渡金属)
锝(过渡金属)
钌(过渡金属)
铑(过渡金属)
钯(过渡金属)
银(过渡金属)
镉(过渡金属)
铟(贫金属)
锡(贫金属)
锑(类金属)
碲(类金属)
碘(卤素)
氙(惰性气体)
铯(碱金属)
钡(碱土金属)
镧(镧系元素)
铈(镧系元素)
镨(镧系元素)
钕(镧系元素)
钷(镧系元素)
钐(镧系元素)
铕(镧系元素)
钆(镧系元素)
铽(镧系元素)
镝(镧系元素)
钬(镧系元素)
铒(镧系元素)
铥(镧系元素)
镱(镧系元素)
镏(镧系元素)
铪(过渡金属)
钽(过渡金属)
钨(过渡金属)
铼(过渡金属)
锇(过渡金属)
铱(过渡金属)
铂(过渡金属)
金(过渡金属)
汞(过渡金属)
铊(贫金属)
铅(贫金属)
铋(贫金属)
钋(贫金属)
砈(类金属)
氡(惰性气体)
钫(碱金属)
镭(碱土金属)
锕(锕系元素)
钍(锕系元素)
镤(锕系元素)
铀(锕系元素)
镎(锕系元素)
钚(锕系元素)
镅(锕系元素)
锔(锕系元素)
锫(锕系元素)
锎(锕系元素)
锿(锕系元素)
镄(锕系元素)
钔(锕系元素)
锘(锕系元素)
铹(锕系元素)
쬻(过渡金属)
쭊(过渡金属)
쭳(过渡金属)
쭛(过渡金属)
쭶(过渡金属)
鿏(预测为过渡金属)
럼(预测为过渡金属)
쬭(预测为过渡金属)
鿔(过渡金属)
鉨(预测为贫金属)
듧(贫金属)
镆(预测为贫金属)
럷(预测为贫金属)
鿬(预测为卤素)
鿫(预测为惰性气体)
碱土金属  4族
IUPAC族编号 3
以元素的命名 钪族元素
CAS族编号
(US, pattern A-B-A)
IIIB
旧IUPAC族编号
(Europe, pattern A-B)
IIIA

↓ 周期
4
(Sc)
21 过渡金属
5
(Y)
39 过渡金属
6
(La)
57 镧系元素
7
(Ac)
89 锕系元素

*关于第6周期的元素(Lu)和第7周期的元素(Lr)是否从属于3族元素仍存在争议。本面板中将镧(La)和锕(Ac)分在3族元素中,这是最常见的分类法。有关其他分类法,请参见定义章节。


图例
原始核素英语primordial element
放射性元素
原子序颜色:

固体液体气体

3族元素(又称钪族元素)是指元素周期表上第3ⅢB族)的金属元素,其包含的元素个数依各周期表的定义而定,其元素个数可以为2个()、4个(钪、钇、或钪、钇、)或32个(钪、钇加上镧系锕系元素),甚至若包括尚未发现的超锕系元素在内,共有68个(包含第八周期121Ubu~153Upt及第九周期171Usu、172Usb与173Ust[注解 1])。其中钪、钇和镧系元素合称为稀土元素,而锕系元素则皆带有放射性,且部分属于人造元素

定义

由于IUPAC未规定周期表有一个指定的格式,因此有几种不同的周期表,同时也影响了3族元素的成员及个数。不论是依哪一种周期表,以下这两种d区过渡金属都是列入3族元素中的:

而其他元素的归属就会依照周期表的不同,而分为以下的四种:

  • 有些周期表[2]La)和Ac)(分别为镧系元素锕系元素的第一个元素)列为3族元素,因为若以这二个元素最常出现的正三价离子来看,这些元素的f轨域没有任何电子,其特性也比较类似d区元素
  • 有些周期表[3]Lu)和Lr)(分别为镧系元素锕系元素的最后一个元素)列为3族元素,因为在这二个元素中,f 轨域的电子全满,因此其特性类似镧系元素及锕系元素以外的d区元素。而镏和钪、钇有类似的特性,一般预测铹也会有类似的特性,不过由于其放射性,目前尚无法取得足量的铹进行相关的测试(可参照扩展元素周期表)。
  • IUPAC的周期表[4]将所有镧系元素及锕系元素均视为3族元素,因为镧系元素都容易释放电子成为带正电的离子,彼此之间的化学性质接近,也和钪、钇有些类似之处。
  • 第四种周期表[5]则是将镧系元素及锕系元素独立列出,不列入3族元素中。其原因是镧系元素f轨域有部分,会有一些钪、钇没有的特性。而锕系元素之间的特性(如氧化态)变化很大,和钪、钇元素比较的意义不大。

主要元素的特性对比

 元素名称 

元素符号

原子半径nm

主要化合价

状态(标况)

单质密度/立方厘米

单质熔点

单质沸点(℃)

Sc 0.160 +3 固体 2.985 1541 2830
Y 0.180 +3 固体 4.472 1526 3336

分布

钪、钇和镧系元素(除外)常在地壳中一起出现,而丰度也比大部分过渡元素要高,不过不易从其矿石中萃取。锕系元素中则只有在地球上有较大量的分布,其余锕系元素不是只有微量或痕量存在,就是完全由人工合成而得。

对生物的影响

3族元素多半为硬度较高的金属,而其在水中溶解度很低,因此在生物体中的含量相当的低。目前尚未发现任何3族元素在生物体中有特殊的作用。镧系元素中的钷和锕系元素由于有放射性,对生物而言是高毒性的物质。

注解

  1. ^ 原子序的上限为173[1]

参考资料

  1. ^ Walter Greiner and Stefan Schramm, Am. J. Phys. 76, 509 (2008), and references therein.
  2. ^ Periodic Table of Elements. Los Alamos National Laboratory's Chemistry Division. [2009-07-17]. 
  3. ^ Home of the periodic table. The University of Sheffield and WebElements Ltd, UK. [2009-07-17]. 
  4. ^ Periodic Table of the Elements. IUPAC. [2009-07-17]. (原始内容存档于2008-12-02). 
  5. ^ Periodic Table – Royal Society of Chemistry. www.rsc.org. [2018-04-09] (英语). 

参见

左方一族: 3族元素
第3族(ⅢB)
右方一族:
碱土金属 4族元素
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3族元素
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