第 6 週期:從銫到氡,包含鑭系元素

32 個元素6 個電子層

第 6 週期是兩列最長的週期之一,共有 32 個元素,從銫(55)到氡(86)。其中十五個,也就是從鑭到鎦的鑭系元素,通常印在主表下方的一條長帶中。要記住的是,這是第一個填入 f 次殼層(也就是 4f)的週期。

四個次殼層:6s、4f、5d 和 6p

銫([Xe] 6s¹)和鋇([Xe] 6s²)填入 6s。鑭多加了一個 5d 電子,然後鑭系元素填入七個 4f 軌域,可容納 14 個電子,到鐿時達到 4f¹⁴。鉿到汞完成 5d 次殼層,鉈到氡填入 6p,最後是 [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶。

容量 2 + 14 + 10 + 6 加起來是 32 個元素,而第 5 週期只有 18 個。4f 電子深埋在原子內部,使得鑭系元素彼此非常相似,連化學家都花了幾十年的時間才把它們分離開來。

第 6 週期的趨勢

銫的第一游離能是所有元素中最低的,為 3.894 eV,電負度只有 0.79,而氡的游離能是 10.745 eV。金的電負度對金屬來說異常地高,為 2.54,甚至能形成負離子 Au⁻,例如在金化銫(CsAu)中。

在鑭系元素中,原子會稍微縮小,這種效應稱為鑭系收縮,所以接在後面的 5d 金屬既緊密又非常重。鎢的熔點是 3695 K,是所有金屬中最高的,而鋨的密度為 22.59 g/cm³,是密度最大的元素。汞則是另一個極端:它的熔點是 234.32 K,在室溫下是液體。

你在哪裡會遇到第 6 週期

金和鉑因為不會腐蝕,被用於珠寶、電子產品和催化劑;鉛雖然有毒,仍用於汽車電池和輻射屏蔽。釹能製成最強的永久磁鐵,用於電動馬達和風力發電機,而銪和鋱則有助於產生螢幕和節能燈中的顏色。

硫酸鋇讓醫生能在 X 光下看見腸道,而銫原子鐘則定義了一秒鐘的長度。鉕,以及這一列的最後三個元素:釙、砈和氡,都沒有穩定的同位素,而從岩石中滲出的氡氣可能在地下室累積。

第 6 週期:沿週期橫向的性質變化

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第 6 週期
55 銫 Cs 1 s 0.79 3.894 固態
56 鋇 Ba 2 s 0.89 5.212 固態
57 鑭 La — f 1.1 5.577 固態
58 鈰 Ce — f 1.12 5.539 固態
59 鐠 Pr — f 1.13 5.464 固態
60 釹 Nd — f 1.14 5.525 固態
61 鉕 Pm — f — 5.55 固態
62 釤 Sm — f 1.17 5.644 固態
63 銪 Eu — f 1.2 5.67 固態
64 釓 Gd — f 1.2 6.15 固態
65 鋱 Tb — f 1.2 5.864 固態
66 鏑 Dy — f 1.22 5.939 固態
67 鈥 Ho — f 1.23 6.022 固態
68 鉺 Er — f 1.24 6.108 固態
69 銩 Tm — f 1.25 6.184 固態
70 鐿 Yb — f 1.1 6.254 固態
71 鎦 Lu — f 1.27 5.426 固態
72 鉿 Hf 4 d 1.3 6.825 固態
73 鉭 Ta 5 d 1.5 7.89 固態
74 鎢 W 6 d 2.36 7.98 固態
75 錸 Re 7 d 1.9 7.88 固態
76 鋨 Os 8 d 2.2 8.7 固態
77 銥 Ir 9 d 2.2 9.1 固態
78 鉑 Pt 10 d 2.28 9 固態
79 金 Au 11 d 2.54 9.226 固態
80 汞 Hg 12 d 2 10.438 液態
81 鉈 Tl 13 p 1.62 6.108 固態
82 鉛 Pb 14 p 2.33 7.417 固態
83 鉍 Bi 15 p 2.02 7.289 固態
84 釙 Po 16 p 2 8.417 固態
85 砈 At 17 p 2.2 9.5 固態
86 氡 Rn 18 p 2.2 10.745 氣態

全部 7 個週期

全部 18 個族