第 6 周期:从铯到氡,含镧系元素
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。
| 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 |