在自然界中鑭系元素往往是全部或部分共生，鑭系元素相互間分離要比鑭系元素和非鑭系元素分離要困難得多。 鑭系收縮使鈧分族中釔的離子Y的最外層電子結構與La等相同,為sp，半徑為88.1皮米,與Ho、Er、Tm相近。 鑭系收縮影響鑥以後元素的性質，使第6周期鉿、鉭……的原子半徑分別與第 5周期鋯、鈮……等相同。 鉿、鉭……等化合物的性質分別與鋯、鈮……等化合物極為相似。 在自然界中鋯與鉿、鈮與鉭、鉑系六種金屬共生，分離相當困難。 例如，金屬鋯（Zr，第五周期元素）的原子半徑是1.59Å，而同族的鉿（Hf，第六周期元素）的原子半徑是1.56ÅZr4+的離子半徑是0.79Å，而Hf4+的是0.78Å。
一是使釔 Y(88pm)在離子半徑的序列中落在鉺Er(88.1pm)的附近，因而在自然界釔常同鑭系元素共生，成為稀土元素的一個成員。 二是使鑭系後面各族過渡元素的原子半徑和離子半徑，分別與相應同族上面一個元素的原子半徑和離子半徑極為接近，化學性質相似，結果造成鋯與鉿、鈮與鉭、鉬與鎢這三對元素在分離上的困難。 鑭系收縮 鑭系收縮 此外,第Ⅷ族中兩排鉑系元素在性質上極為相似，也是鑭系收縮的影響。 一是使釔Y(88pm)在離子半徑的序列中落在鉺Er(88.1pm)的附近，因而在自然界釔常同鑭系元素共生，成為稀土元素的一個成員。 元素周期表中位於鑭系元素之後的所有元素都受到鑭系收縮的影響。
鑭系收縮: 原子半径和离子半径（镧系收缩）
具放射性的鉕由於半衰期很短，在自然界中僅痕量存在，任何时刻地殼中其總存量都不到1公斤，因此通常由人工合成的方式生產。 鑭系收縮2023 結合在北京大學稀土材料化學及套用國家重點實驗室的科技實踐活動，套用量子化學計算中的"過渡態方法"，採用該實驗事從荷蘭購買的量子化學計算軟體--密度泛函理論計算程式ADF，進行相關激發能的計算，驗證了理論分析的正確性。 鋼鐵中加入少量稀土元素，可大大改善鋼的機械性能，因此希土元素可稱為鋼鐵的“維生素”。
由于相对原子质量显著增加，而半径几乎不变，使得密度从锆的6.51 g/cm3显著地增加到铪的13.35 g/cm3。 镧系元素离子半径的收缩要比原子半径的收缩大得多，这是因为镧系元素的离子比原子少一个电子层，4f电子在离子中处于第一内层，比在原子中居于第二内层的4f电子对原子核的屏蔽作用要小，因此镧系金属离子半径的收缩要比原子半径的收缩明显。 銪和鐿反常高的原子半径，以及鈰较小的原子半径可以看作是洪德规则使电子构型改变的结果。 非三价镧系元素离子（如Ln2+、Ln4+）的离子半径也有与三价离子的离子半径类似的收缩现象。 用洪特規則來解釋鑭系元素十3價離子4f亞層的軌道占有情況，發現在釓以上和以下相對應離子的4 f亞層同時達到穩定的半充滿狀態，前者需要得到的電子數與後者需要失去的電子數是一致的。 鑭系收縮 推理得出相對應離子的波長將處於同一種顏色所對應的波長範圍之內。
鑭系收縮: 討論:鑭系收縮
由於鑭系收縮，這15種元素的化合物的性質很相似，氧化物和氫氧化物在水中溶解度較小、鹼性較強，氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽易溶於水，草酸鹽、氟化物、碳酸鹽、磷酸鹽難溶於水。 鑭系元素+3價離子的離子半徑這種單向而有規律的幅度不大的收縮，除了使它們的性質十分相似之外，還使其化學性質的變化呈現出相當的規律性和連續性。 例如，隨著鑭系元素原子序數的增大，鑭系金屬的鹼性逐漸減弱，形成氫氧化物沉澱的pH降低，鹽類溶解度一般增大，二元化合物共價性增高，配位數減小，錯合物穩定性增強等等。 以上這些稀土元素的性質差異正是分級沉澱、分級結晶、溶劑萃取、離子交換等方法分離稀土元素的依據。 鑭系元素是比鋁還要活潑的強還原劑，在 150～180℃著火。
”本文所做的主要工作是對稀土鑭系元素的一種重要理化性質做出符合中學生認知水準的理論分析，並進行計算驗證。 周期系ⅢB族中原子序數為57～71的15種化學元素的統稱。 鑭系元素的化合价主要是+3价（铈的+4价较其他鑭系元素來得稳定，镨和铽也有极个别的+4价氧化物，钐、铕、镱有+2价化合物），能形成稳定的配合物及微溶于水的草酸盐、氟化物、碳酸盐、磷酸盐及氢氧化物等。 鑭系元素皆為银灰色有光泽的金屬，晶体结构多为六方最密堆積（HCP）或面心立方（FCC）。 鑭系元素的性质较软，彼此之間具有相似的化学性质，在潮湿空气中不易保存，易溶于稀酸。
鑭系收縮: 镧系元素的化学性质
由於鑭系元素的外層電子組態並不隨原子序數增加而改變，因此它們之間的化學性質是極為相似的。 但是鑭系收縮現象的存在使其原子半徑與離子半徑產生不同，從而影響它們的化學性質，增加了彼此間化學性質的相異性。 由於鑭系元素的外層電子排布並不隨原子序數增加而改變，它們的化學性質是極為相似的。 但是鑭系收縮的存在也會使其原子半徑與離子半徑產生不同，從而影響它們的化學性質。
因為經歷了鑭系，在內層多了14個電子，導致有效核電荷增大，對核外電子的吸引力增大，導致半徑發生了收縮。 鑭系收縮2023 为了区别于周期表中的d区过渡元素，故又将镧系元素及锕系元素合称为内过渡元素。 鑭系收縮是指元素週期表第6週期的鑭系元素——從鑭（57）到鎦（71）——的原子半徑和離子半徑在總體上比預期值小的現象，以及與它相關的一系列效應。
鑭系收縮: 镧系元素
鑭系收縮使鈧分族中釔的離子Y3+的最外層電子結構與La3+等相同,為 s2p6，半徑為88.1皮米,與Ho3+、Er3+、Tm3+相近。 鑭系收縮是指在鑭系元素——從鑭（57）到鑥（71）——的原子半徑和離子半徑在總體上比預期值小的現象，以及與它相關的一系列效應。 當有「科技維他命」之稱的稀土元素被廣泛應用於生活各個角落，開採與回收這些金屬背後，昂貴的冶煉成本與伴隨的污染問題，需要更有效且友善環境的萃取方法。 實驗室中，科學家發現有些特殊的細菌，能擷取環境中的鑭系元素。 這些細菌的醇脫氫酶與它們的輔因子PQQ，能捕捉原子序較小（earlier），同時也是體積也較大的鑭系元素，或許能為稀土的純化翻開下個篇章。 鑭系收縮是指元素週期表第6週期的鑭系元素——從鑭（57）到鑥（71）——的原子半徑和離子半徑在總體上比預期值小的現象，以及與它相關的一系列效應。
錒系元素包括了錒、釷、鏷和鈾以後人工合成的11種超鈾元素。 用德布羅意關系式v＝E／h，λ＝h／p建立能量與波長成反比的關系，對多電子原子近似能級圖分析後得出，鑭系元素十3價離子 4f 亞層和5d亞層之間的能級差是造成它們顏色不同的原因。 由于镧系元素在气态时，失去两个6s电子和一个5d电子或失去两个6s电子和一个4f电子所需的电离能比较低，所以一般能形成稳定的+3氧化态。
鑭系收縮: 分離困難
包括鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥，它們都是稀土元素的成員。 元素周期表中第57號元素鑭到71號元素鑥15種元素的統稱，也叫稀土元素。 它們的化學性質相似，和錒系元素一樣單獨組成一個系列，在元素周期表中占有特殊位置。
此外，電視工業中大量使用的熒光粉為某些希土化合物，此熒光粉用于製造電視熒光屏。 由於鎦在週期表中屬於d區，而其他鑭系元素位於f區，因此有人認為鎦應該是過渡金屬而非鑭系元素。 參見錒系元素中關於鐒的地位的爭議，以及有關3族元素定義的爭論。 稀土元素表現出十分豐富的光、電、磁等性質，已被已開發國家列為"21世紀戰略元素。"本文所做的主要工作是對稀土鑭系元素的一種重要理化性質做出符合中學生認知水平的理論分析，並進行計算驗證。 周期系ⅢB族中原子序數為57~71的15種化學元素的統稱。 稀土元素表現出十分豐富的光、電、磁等性質，已被發達國家列為“21世紀戰略元素。
鑭系收縮: 規律理論
鑭系收縮的存在造成第六周期的過渡元素與第五周期同族元素的半徑十分相近，化學性質亦非常相似，使得第五周期與第六周期的同族過渡金屬的分離變得十分困難。 其中受影響程度最大的便是緊隨在鑭系元素之後的72號元素鉿。 鑭系收縮現象的存在讓鑭系元素之間的原子半徑與離子半徑產生不同，從而讓它們的物理及化學性質呈現趨勢性的差異。 鑭系收縮影響鑥以後元素的性質，使第 6周期鉿、鉭……的原子半徑分別與第 5周期鋯、鈮……等相同。
此外，由於電子排布的差異，雖然所有镧系元素都能形成化学性质类似的+3价化合物，个别镧系元素如鈰、釤、銪等也能生成稳定性不一的+2价或+4价化合物，所以15个鑭系元素之間的化学性质并不完全相同。 鑭系收縮 此外每個鑭系元素在光学、电磁学等物理性质方面也有各自的特殊性。 鑭系收縮2023 鑭系收縮 鑭系元素和3族的釔、鈧兩元素合稱為稀土元素，由於它們外層的電子排布基本相同，都傾向形成+3價的陽離子，故彼此之間具有非常相似的化學性質，經常在礦物中共生存在，難以相互分離，再加上它們在地殼中的分布相當分散，因而造成開採上的困難。 此外，由於電子排布的差異，雖然所有鑭系元素都能形成化學性質類似的+3價化合物，個別鑭系元素如鈰、釤、銪等也能生成穩定性不一的+2價或+4價化合物，所以15個鑭系元素之間的化學性質並不完全相同。
鑭系收縮: 定義
鑭系金屬原子半徑從鑭到鑥逐漸減少(符合元素周期表半徑規則，即同一周期從左往右半徑減小，同一周期從上往下半徑增大)，共縮小14.3pm，平均每兩個相鄰元素減小1pm左右。 對於三價鑭系金屬離子從左往右共減少21.3pm，平均每兩個離子減少1.5pm左右。 鑭系相鄰元素之間半徑差值對於非過渡金屬以及其他過渡金屬來說是反常的，這種現象我們稱之為鑭系收縮。 例如，金屬鋯（Zr，第五周期元素）的原子半徑是1.59 Å，而同族的鉿（Hf，第六周期元素）的原子半徑是1.56 Å。 Zr4+的離子半徑是0.79 Å，而Hf4+的是0.78 Å。
例如在生鐵裏加進鈰，可得到球墨鑄鐵，使生鐵具有韌性且耐磨，可以鐵代鋼，以鑄代鍛。 最近的色譜分析顯示，鑥和鐒應屬于IIIB族，而非鑭系和錒系。 鑭系收縮 鑭系收縮2023 結合在北京大學稀土材料化學及套用國家重點實驗室的科技實踐活動，套用量子化學計算中的“過渡態方法”，採用該實驗事從荷蘭購買的量子化學計算軟體--密度泛函理論計算程式ADF，進行相關激發能的計算，驗證了理論分析的正確性。 儘管放射性的鉕可能和其他鑭系元素一樣化學毒性較低，由於其衰變時釋放的γ射線可能引發輻射中毒[26]，因此對生物而言是高毒性的物質。 此外，農業上用稀土元素可是糧食增產10%~20%，白菜增產29%，大豆增產50%，還可提高西瓜的產量和甜度，因此用作高效微量肥料。
鑭系收縮: 性質
此外每個鑭系元素在光學、電磁學等物理性質方面也有各自的特殊性。 鑭系元素和3族的釔、鈧兩元素合稱為稀土元素，由於它們外層的電子組態基本相同，都傾向形成+3價的陽離子，故彼此之間具有非常相似的化學性質，經常在礦物中共生存在，難以相互分離，再加上它們在地殼中的分布相當分散，因而造成開採上的困難。 由於外層電子組態的高度相同性，鑭系元素物理和化學性質的相異性主要透過原子半徑的差異來展現，鑭系收縮現象使得鑭系元素的熔點、硬度、密度和金屬活動性等性質隨著原子序的漸增而有趨勢性的變化。 此外，由於電子組態的差異，雖然所有鑭系元素都能形成化學性質類似的+3價化合物，個別鑭系元素如鈰、釤、銪等也能生成穩定性不一的+2價或+4價化合物，所以15個鑭系元素之間的化學性質並不完全相同。
- 由于鑭系元素在氣態時，失去兩個6s電子和一個5d電子或失去兩個6s電子和一個4f電子所需的電離能比較低，所以一般能形成穩定的+3氧化態。
- 由於鑭系收縮，這15種元素的化合物的性質很相似，氧化物和氫氧化物在水中溶解度較小、鹼性較強，氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽易溶於水，草酸鹽、氟化物、碳酸鹽、磷酸鹽難溶於水。
- 鑭系元素離子半徑的收縮要比原子半徑的收縮大得多，這是因為鑭系元素的離子比原子少一個電子層，4f電子在離子中處於第一內層，比在原子中居於第二內層的4f電子對原子核的遮蔽作用要小，因此鑭系金屬離子半徑的收縮要比原子半徑的收縮明顯。
- 元素周期表中位於鑭系元素之後的所有元素都受到鑭系收縮的影響。
- 這是由於在鑭系元素的離子中銪、鐿分別為半充滿和全充滿的組態，鈰是+4價離子,其餘是+3價離子。
