3族元素

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3族元素在週期表中的位置
氫(非金屬)
氦(惰性氣體)
鋰(鹼金屬)
鈹(鹼土金屬)
硼(類金屬)
碳(非金屬)
氮(非金屬)
氧(非金屬)
氟(鹵素)
氖(惰性氣體)
鈉(鹼金屬)
鎂(鹼土金屬)
鋁(貧金屬)
矽(類金屬)
磷(非金屬)
硫(非金屬)
氯(鹵素)
氬(惰性氣體)
鉀(鹼金屬)
鈣(鹼土金屬)
鈧(過渡金屬)
鈦(過渡金屬)
釩(過渡金屬)
鉻(過渡金屬)
錳(過渡金屬)
鐵(過渡金屬)
鈷(過渡金屬)
鎳(過渡金屬)
銅(過渡金屬)
鋅(過渡金屬)
鎵(貧金屬)
鍺(類金屬)
砷(類金屬)
硒(非金屬)
溴(鹵素)
氪(惰性氣體)
銣(鹼金屬)
鍶(鹼土金屬)
釔(過渡金屬)
鋯(過渡金屬)
鈮(過渡金屬)
鉬(過渡金屬)
鎝(過渡金屬)
釕(過渡金屬)
銠(過渡金屬)
鈀(過渡金屬)
銀(過渡金屬)
鎘(過渡金屬)
銦(貧金屬)
錫(貧金屬)
銻(類金屬)
碲(類金屬)
碘(鹵素)
氙(惰性氣體)
銫(鹼金屬)
鋇(鹼土金屬)
鑭(鑭系元素)
鈰(鑭系元素)
鐠(鑭系元素)
釹(鑭系元素)
鉕(鑭系元素)
釤(鑭系元素)
銪(鑭系元素)
釓(鑭系元素)
鋱(鑭系元素)
鏑(鑭系元素)
鈥(鑭系元素)
鉺(鑭系元素)
銩(鑭系元素)
鐿(鑭系元素)
鎦(鑭系元素)
鉿(過渡金屬)
鉭(過渡金屬)
鎢(過渡金屬)
錸(過渡金屬)
鋨(過渡金屬)
銥(過渡金屬)
鉑(過渡金屬)
金(過渡金屬)
汞(過渡金屬)
鉈(貧金屬)
鉛(貧金屬)
鉍(貧金屬)
釙(貧金屬)
砈(類金屬)
氡(惰性氣體)
鍅(鹼金屬)
鐳(鹼土金屬)
錒(錒系元素)
釷(錒系元素)
鏷(錒系元素)
鈾(錒系元素)
錼(錒系元素)
鈽(錒系元素)
鋂(錒系元素)
鋦(錒系元素)
鉳(錒系元素)
鉲(錒系元素)
鑀(錒系元素)
鐨(錒系元素)
鍆(錒系元素)
鍩(錒系元素)
鐒(錒系元素)
鑪(過渡金屬)
𨧀(過渡金屬)
𨭎(過渡金屬)
𨨏(過渡金屬)
𨭆(過渡金屬)
䥑(預測為過渡金屬)
鐽(預測為過渡金屬)
錀(預測為過渡金屬)
鎶(過渡金屬)
鉨(預測為貧金屬)
鈇(貧金屬)
鏌(預測為貧金屬)
鉝(預測為貧金屬)
鿬(預測為鹵素)
鿫(預測為惰性氣體)
碱土金属  4族
IUPAC族編號 3
以元素的命名 鈧族元素
CAS族編號
(US, pattern A-B-A)
IIIB
舊IUPAC族編號
(Europe, pattern A-B)
IIIA

↓ 周期
4
Image: Scandium crystals
(Sc)
21 過渡金屬
5
Image: Yttrium crystals
(Y)
39 過渡金屬
6
Image: Piece of lanthanum metal
(La)
57 鑭系元素
7
Image: Actinium that emits blue light
(Ac)
89 錒系元素

*關於第6週期的元素(Lu)和第7週期的元素(Lr)是否從屬於3族元素仍存在爭議。本面板中將鑭(La)和錒(Ac)分在3族元素中,這是最常見的分類法。有關其他分類法,請參見定義章節。


圖例
原始核素英语primordial element
放射性元素
原子序顏色:

固體液體氣體

3族元素(又稱鈧族元素)是指元素週期表上第3ⅢB族)的金属元素,其包含的元素個數依各週期表的定義而定,其元素個數可以為2個()、4個(鈧、釔、或鈧、釔、)或32個(鈧、釔加上鑭系錒系元素),甚至若包括尚未發現的超錒系元素在內,共有68個(包含第八週期元素121Ubu~153Upt,以及第九週期171Usu、172Usb與173Ust[注解 1])。其中鈧、釔和鑭系元素合稱為稀土元素,而錒系元素則皆帶有放射性,且部分屬於人造元素

定義[编辑]

由於IUPAC未規定週期表有一個指定的格式,因此有幾種不同的週期表,同時也影響了3族元素的成員及個數。不論是依哪一種週期表,以下這兩種d區過渡金屬都是列入3族元素中的:

而其他元素的歸屬就會依照週期表的不同,而分為以下的四種:

  • 有些週期表[2]La)和Ac)(分別為鑭系元素錒系元素的第一個元素)列為3族元素,因為若以這二個元素最常出現的正三價離子來看,這些元素的f軌域沒有任何電子,其特性也比較類似d區元素
  • 有些週期表[3]Lu)和Lr)(分別為鑭系元素錒系元素的最後一個元素)列為3族元素,因為在這二個元素中,f 軌域的電子全滿,因此其特性類似鑭系元素及錒系元素以外的d區元素。而鎦和鈧、釔有類似的特性,一般預測鐒也會有類似的特性,不過由於其放射性,目前尚無法取得足量的鐒進行相關的測試(可參照扩展元素周期表)。
  • IUPAC的週期表[4]將所有鑭系元素及錒系元素均視為3族元素,因為鑭系元素都容易釋放電子成為帶正電的離子,彼此之間的化學性質接近,也和鈧、釔有些類似之處。
  • 第四種週期表[5]則是將鑭系元素及錒系元素獨立列出,不列入3族元素中。其原因是鑭系元素f軌域有部份,會有一些鈧、釔沒有的特性。而錒系元素之間的特性(如氧化態)變化很大,和鈧、釔元素比較的意義不大。

主要元素的特性對比[编辑]

 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

分佈[编辑]

鈧、釔和鑭系元素(除外)常在地殼中一起出現,而豐度也比大部份過渡元素要高,不過不易從其礦石中萃取。錒系元素中則只有在地球上有較大量的分布,其餘錒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。

對生物的影響[编辑]

3族元素多半為硬度較高的金屬,而其在水中溶解度很低,因此在生物體中的含量相當的低。目前尚未發現任何3族元素在生物體中有特殊的作用。鑭系元素中的鉕和錒系元素由於有放射性,對生物而言是高毒性的物質。

注解[编辑]

  1. ^ 原子序的上限為173[1]

参考资料[编辑]

  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]. 
  5. ^ Periodic Table – Royal Society of Chemistry. www.rsc.org. [2018-04-09] (英语). 

参見[编辑]

左方一族: 3族元素
第3族(ⅢB)
右方一族:
碱土金属 4族元素