第 6 周期:从铯到氡,含镧系元素

32 种元素6 个电子层

第 6 周期是两个最长的周期之一,从铯(55)到氡(86)共有 32 种元素。其中的十五种,即从镧到镥的镧系元素,通常印在主表下方的一条横带里。要记住的是,这是第一个填充 f 亚层(4f)的周期。

四个亚层:6s、4f、5d 和 6p

铯([Xe] 6s¹)和钡([Xe] 6s²)填充 6s。镧增加一个 5d 电子,随后镧系元素填充七个 4f 轨道,共容纳 14 个电子,到镱时达到 4f¹⁴。铪到汞填满 5d 亚层,铊到氡填充 6p,最终为 [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶。

容量 2 + 14 + 10 + 6 加起来是 32 种元素,而第 5 周期只有 18 种。4f 电子深埋在原子内部,这使得镧系元素彼此极为相似,化学家们花了几十年才把它们分离开来。

第 6 周期的变化趋势

铯的第一电离能是所有元素中最低的,为 3.894 eV,电负性仅为 0.79,而氡的电离能为 10.745 eV。金作为金属,电负性异常地高,为 2.54,甚至可以形成阴离子 Au⁻,例如在金化铯(CsAu)中。

在镧系元素中,原子的大小会略微缩小,这种效应叫做镧系收缩,所以随后的 5d 金属体积紧凑而且非常重。钨的熔点为 3695 K,是所有金属中最高的,锇的密度为 22.59 g/cm³,是密度最大的元素。汞则处于另一个极端:它的熔点是 234.32 K,在室温下是液体。

在哪里遇到第 6 周期元素

金和铂不易腐蚀,因此用于珠宝、电子产品和催化剂;铅虽然有毒,但仍用于汽车电池和辐射屏蔽。钕可制成最强的永磁体,用于电动机和风力发电机,而铕和铽则有助于产生屏幕和节能灯中的各种颜色。

硫酸钡让医生能在 X 射线下看清肠道,铯原子钟则定义了一秒的长度。钷以及这一行的最后三种元素钋、砹和氡都没有稳定同位素,从岩石中渗出的氡气会在地下室里积聚。

第 6 周期:沿周期的性质变化

点击列标题可排序。

第 6 周期
55 铯 Cs 1 s 0.79 3.894 固态
56 钡 Ba 2 s 0.89 5.212 固态
57 镧 La — f 1.1 5.577 固态
58 铈 Ce — f 1.12 5.539 固态
59 镨 Pr — f 1.13 5.464 固态
60 钕 Nd — f 1.14 5.525 固态
61 钷 Pm — f — 5.55 固态
62 钐 Sm — f 1.17 5.644 固态
63 铕 Eu — f 1.2 5.67 固态
64 钆 Gd — f 1.2 6.15 固态
65 铽 Tb — f 1.2 5.864 固态
66 镝 Dy — f 1.22 5.939 固态
67 钬 Ho — f 1.23 6.022 固态
68 铒 Er — f 1.24 6.108 固态
69 铥 Tm — f 1.25 6.184 固态
70 镱 Yb — f 1.1 6.254 固态
71 镥 Lu — f 1.27 5.426 固态
72 铪 Hf 4 d 1.3 6.825 固态
73 钽 Ta 5 d 1.5 7.89 固态
74 钨 W 6 d 2.36 7.98 固态
75 铼 Re 7 d 1.9 7.88 固态
76 锇 Os 8 d 2.2 8.7 固态
77 铱 Ir 9 d 2.2 9.1 固态
78 铂 Pt 10 d 2.28 9 固态
79 金 Au 11 d 2.54 9.226 固态
80 汞 Hg 12 d 2 10.438 液态
81 铊 Tl 13 p 1.62 6.108 固态
82 铅 Pb 14 p 2.33 7.417 固态
83 铋 Bi 15 p 2.02 7.289 固态
84 钋 Po 16 p 2 8.417 固态
85 砹 At 17 p 2.2 9.5 固态
86 氡 Rn 18 p 2.2 10.745 气态

全部 7 个周期

全部 18 个族