表 6.5 稀土元素(附钪)的一些重要性质

元素	原子序数	密度 g·cm	熔点 ℃	沸点 ℃	原子半径 nm	氧化值	M3+离子半径 nm	M3+离子4f 电子数
Sc	21	2.989	1541	2836	0.1606	+3	0.081	f0
Y	39	4.469	1552	3338	0.181	＋ 3	0.093	f0
La	57	6.145	918	3464	0.1877	+3	0.106	f0
Ce	58	6.77	798	3443	0.1825	+3 ，+4	0.103	f1
Pr	59	6.776	981	3520	0.1828	＋ 3,＋ 4	0.101	f2
Nd	60	7.008	1021	3074	0.1821	＋ 3	0.100	f3
Pm	61	7.264	1042	3000	0.1810	＋ 3	0.098	f4
Sm	62	7.520	1074	1794	0.1802	＋ 2,＋ 3	0.096	f5
Eu	63	5.244	822	1527	0.2042	＋ 2,＋ 3	0.095	f6
Gd	64	7.901	1313 ± 1	3273	0.1802	+3	0.094	f7
Tb	65	8.230	1356	3230	0.1782	+3,+4	0.092	f8
Dy	66	8.551	1412	2567	0.1773	+3	0.091	f9
Ho	67	8.795	1470	2700	0.1766	＋ 3	0.089	f10
Er	68	9.066	1529	2868	0.1567	＋ 3	0.088	f11
Tm	69	9.82	1545	1947	0.1746	＋ 3	0.087	f12
Yb	70	6.966( β) 	819	1196	0.1940	＋ 2,＋ 3	0.086	f13
Lu	71	9.841	1663	3402	0.1734	＋ 3	0.085	f14

注：摘自参考文献[3]第 4 － 3 ～ 39 页和参考文献[7]第 3 － 121 ～ 126 页。

的，这与它们的 4f 电子数有关。离子中不存在未成对 f 电子的如 La3+(f0)、Lu3++(f14)，是无色的；此外，4f 电子数为 1，6，7，8，13 的离子也是无色或近于无色的。这可认为是由于全空或接近全空、半充满或接近半充满以及全充满或接近全充满的 4f 电子亚层比较稳定，这些 f 电子难以被可见光所激发。当离子中的电子能被可见光激发而发生跃迁时，就吸收相应的光子而呈现出与吸收光互补的颜色。从表 6.5 中还可以看出，自 La3+到 Gd3+的颜色变化情况与自 Gd3+到 Lu3+的有类似之处。