
有关“镧系收缩〞的以下陈述中,正确的选项是: A. f区元素的原子半径递变幅度比其它周期大 B. “镧系收缩〞是指镧系元素随着原子序数的增加,原子半径递减 C. “镧系收缩〞是指镧系元素随着原子序数的增加,原子半径呈快速减小的趋势 D. 由于“镧系收缩〞效应,Nb、Ta的原子半径相近,它们的别离困难 E. 除f区外,其它区元素随着元素原子序数增加,原子半径没有收缩现象
镧系收缩是指镧系元素(原子序数57-71)的原子半径和离子半径随原子序数增加而逐渐减小的现象,其核心原因是4f电子对核电荷的屏蔽不完全,导致有效核电荷递增,电子壳层逐步收缩。这一现象虽单步收缩幅度小(相邻原子约1 pm),但累积效应显著(总计约14.3 pm),对后续元素性质产生深远影响。
选项分析:
A错误:f区元素(镧系)的原子半径收缩幅度最小。根据数据,相邻元素收缩幅度为:主族(~10 pm)> 过渡元素(~5 pm)> 镧系(~1 pm)。
B正确:镧系收缩的定义即镧系元素随原子序数增加,原子半径总体递减(铕、镱因半满/全满4f构型略有反常)。
C错误:镧系收缩是缓慢而非“快速”减小。相邻原子半径仅减少约1 pm,远慢于主族元素。
D正确:镧系收缩使第六周期过渡元素(如铪、钽)与第五周期同族元素(锆、铌)半径接近,导致铌(Nb)与钽(Ta)化学性质相似,分离困难。
E错误:所有区元素均存在原子半径收缩,仅幅度不同。如d区(过渡元素)因(n-1)d电子屏蔽不完全,也表现收缩效应。
答案:B、D
镧系收缩的微妙之处在于,看似微小的原子半径变化(平均1 pm/元素)却深刻重塑了元素周期律的“常规剧本”——它不仅让稀土元素难以分离,更让锆与铪、铌与钽成为化学史上著名的“双胞胎元素”。这种“蝴蝶效应”提醒我们:微观粒子的排列方式,往往在宏观世界掀起意想不到的波澜。