ランタノイド収縮化学

化学では、ランタノイド収縮とも呼ばれ、希土類元素の原子とイオンのサイズが着実に減少し、ランタン（原子番号57）からルテチウム（原子番号71）まで原子番号が増加します。連続する原子ごとに、核電荷は1単位だけ正であり、それに伴って、核を取り巻く4f軌道に存在する電子の数が増加します。4f電子は、核の増加した正電荷から非常に不完全に互いにシールドします。その結果、各電子を引き付ける実効核電荷は、ランタノイド元素を通じて着実に増加し、その結果、原子半径とイオン半径が連続的に減少します。ランタンイオン、La ^{3 +}の半径は1.061オングストロームですが、より重いルテチウムイオンLu ^{3 +}の半径は0.850オングストロームです。ランタノイドの収縮により、これらの希土類イオンはほぼ同じサイズに保たれ、一般にすべてが+3の酸化状態を示すため、それらの化学的性質は非常に似ており、通常、すべての希土類にそれぞれ少量ずつ存在します。ミネラル。ランタノイドの収縮は、周期表のIVbグループのジルコニウム（原子番号40）とハフニウム（原子番号72）の非常に近い化学的類似性における非常に重要な要素でもあります。ランタノイドの収縮のため、ランタノイドのすぐ後に続く重いハフニウムは、軽いジルコニウムとほぼ同じ半径を持っています。