1。同様の電子構成:
*すべてのランタニドは、 [xe] 4f n の同じ外側の電子構成を持っています 5d 0-1 6S 2 、ここで、「n」は1から14まで変化し、4F軌道の充填に対応します。
* 4F電子は、満たされた5Sおよび5p軌道によって保護されているため、化学結合にあまり関与していません。
*したがって、ランタニドの化学的特性は、6s電子の関与によって大きく決定されます。
2。ランタニドシリーズの収縮:
*ランタニドシリーズを横切って移動すると、核電荷が増加しますが、4F電子のシールド能力が低いため、シールド効果はほぼ一定のままです。
*これにより、ランタニド収縮として知られるランタニドのイオン半径が徐々に減少します。
*この収縮は、小さいものの、ランタニドイオンとリガンドの間の静電引力の強度に影響を与えます。
3。主に+3酸化状態:
*ランタニドは、2つの6S電子と1つの4F電子の損失により、+3酸化状態を持つ傾向があります。
*この一貫した酸化状態は、それらの同様の反応性に寄与します。
4。同様のイオン半径:
*ランタニドの収縮により、隣接するランタニドのイオン半径は非常に似ています。
*イオンサイズのこの類似性により、同様の化合物を形成し、同様の配位数を示すことができます。
5。高い調整番号:
*ランタニドは通常、高い配位数を持つ配位錯体を形成します(例:8、9、10)。
*これは、外側のシェル内の空いている軌道の大きさと可用性によるものです。
6。結合への4F軌道の限られた参加:
* 4F軌道は電子雲内に比較的埋もれており、化学的結合に最小限に関与しています。
*その結果、4F電子の数の変動は、化学物質全体の挙動に大きな影響を与えません。
要約:
同様の電子構成、ランタニド収縮、および主に+3酸化状態は、ランタニドの同様の化学挙動に寄与します。同様のイオン半径と、結合への4F軌道の最小限の関与を伴う高調整錯体を形成する傾向は、共有化学特性をさらに強化します。