钍的制备、性质和用途及其化合物

钍在自然界主要存在于独居石中。从独居石提取希土元素时，可分离出Th（OH）4，这是钍的重要来源之一。经分离提纯后，还可用TBP（磷酸三丁酯）萃取进行进一步提纯。金属钍的制备，可将ThO2用Ca在1200K时于氩气氛中还原。

锕系元素的离子半径与离子颜色

离子的大小主要决定于最外层电子的量子数和有效核电荷。这些元素3+离子的最外层电子是在已填满的6p层，随着原子序数增加，电子进入5f层，而5f电子不能完全屏蔽增加的核电荷，使有效核电荷增加，因而产生类似镧系收缩的锕系收缩。

锕系元素的氧化态

与镧系元素比较，无论是水溶液或固体化合物＋Ⅲ是镧系的正常氧化态；而锕系中前面一部分元素（Th～Am）存在多种氧化态，但是Am以后的元素在水溶液中共同的氧化态是＋Ⅲ。在锕系中后一部分元素的三价离子较稳定是由于热力学上的原因。

锕系元素的价电子层结构

锕系元素又称5f过渡系，它是在周期表中锕（Z＝89）以后的14个元素，它们都具有放射性。1789年德国克拉普罗特（Klaproth，M．H．1743～1817）从沥青铀矿中发现铀，它是被人们认识的第一个锕系元素。比铀轻的锕，钍和镤随后都陆续被发现。在铀以后的元素称超铀元素，它们都是在1940年以后，用人工核反应合成的。极微量的镎和钚也存在于铀矿中。

镧系元素的配合物

镧系元素的M3+离子，除水合离子外，它们的配合物为数不多，只有与强螯合剂形成的螯合物比较稳定。事实上系元素在配合物化学方面与Ca、Ba相似，而与d过渡元素差別较大。至少有以下几个原因降低了镧系元素离子的配合作用。

镧系元素的四价与二价化合物

铈、镨、钕、铽、镝都可以形成四价化合物。四价铈的化合物在水溶液中是稳定的。四价铈的二元固体化合物有二氧化铈CeO2。水合二氧化铈CeO2·nH2O和氟化物CeF4。纯二氧化铈为白色。在空气中加热金属铈、Ce（OH）3，三价铈的含氧酸盐（如草酸盐、碳酸盐、硝酸盐）都可得到CeO2。

镧系元素的盐类

镧系元素的盐类多数都含有结晶水。轻镧系元素和重镧系元素的很多盐类在溶解度上存在很大差別，因而提供镧系元素分组（铈组和钇组）方法。钇组与铈组的区别是：（1）复硫酸盐溶于M2SO4溶液；（2）草酸盐溶于过量C2O42-溶液；（3）碳酸盐溶于过量CO32-溶液；（4）碱式硝酸盐微溶。

镧系元素的三价氧化物和氢氧化物

对所有镧系元素，三价是其特征氧化态。它们形成的氧化物为Ln2O3。氧化物的制备方法，是将金属氧化（Ce、Pr、Tb除外）或将氢氧化物、草酸盐、硝酸盐加热分解。Ln2O3与碱土金属氧化物性质相似，可以从空气中吸收二氧化碳形成碳酸盐。Ln2O3能与水剧烈地化合，生成氢氧化物。它们与Al2O3不同，即使经过灼烧的Ln2O3也易溶于强酸中。

镧系金属的性质和用途

希土元素是典型的金属元素，为银白色金属，比较软，有延展性。它们的活泼性仅次于碱金属和碱土金属。因此，希土金属要保存在煤油里，否则与潮湿空气接触就被氧化而变色。金属活泼顺序：由Sc，Y，La递增；由La～Lu递减：即镧最活泼。

镧系元素的标准电极电势

镧系金属是一种较强的还原剂，其还原能力仅次于碱金属Li，Na，K，和碱土金属Mg，Ca，Sr，Ba，而且还随着原子序数增加，从总的趋势看其还原能力是逐渐减弱的。Eu和Yb在酸性介质中的还原性，比它们各自相邻的两个金属（Sm， Gd； Tm，Lu）的还原性要弱些。