第3族元素

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族	← 3 →
周期
4	21 Sc
5	39 Y
6	57 ~71 *
7	89 ~103 *

第3族元素とは周期表において第3族に属するスカンジウム、イットリウム、ランタン、アクチニウムの総称で、スカンジウム族元素とも呼ばれる。(n-1)d¹ns²の電子配置を持つ。3価の陽イオンとなりやすい。

周期表上、ランタンに類する元素としてランタノイド、アクチニウムに類する元素としてアクチノイドも第3族元素に含まれるが、これらは本来的にはFブロック元素であって、Dブロック元素であるスカンジウム族元素と同列に扱われるべきではない。

[編集] 性質

第3族元素は価電子にns²の2電子を持ち、内殻電子に不対電子や空軌道を持つ電子構造を有する。（dブロック元素、fブロック元素）

		電子配置	第1イオン化エネルギー（kJ mol^-1）	第2イオン化エネルギー（kJ mol^-1）	第3イオン化エネルギー（kJ mol^-1）	電子親和力（電子ボルト）	電気陰性度（Allred-Rochow）	イオン半径（pm; M³⁺）	金属結合半径（pm）	融点（K）	沸点（K）	酸化還元電位 E⁰ （V）
スカンジウム ₂₁Sc		[Ar]3d¹4s²	631.0	1235	2389	0.188	1.20	88 （6配位） 101 （8配位）	163	1814	3103	-2.03
イットリウム ₃₉Y		[Kr]4d¹5s²	615.6	1181	1980	0.307		104 （6配位） 116 （8配位）	178	1799	3609	-2.37
ランタノイド	ランタン ₅₇La	[Xe]5d¹6s²	538.1	1067	1850	0.5	108	117 （6配位） 130 （8配位）	1.87	1193	3730	-2.37
	セリウム ₅₈Ce	[Xe]4f¹5d¹6s²	534.4	1047	1949	<0.5	1.06	115 （6配位） 128 （8配位）	183	1071	3699	-2.34
	プラセオジム ₅₉Pr	[Xe]4f³6s²	527.2	1018	2086	<0.5	1.07		182	1204	3793
	ネオジム ₆₀Nd	[Xe]4f⁴6s²	533.1	1034		<0.5	1.07	112 （6配位）	181	1297	3373	-2.32
	プロメチウム ₆₁Pm	[Xe]4f⁵6s²	538.6	1052		<0.5			180	1373	3273
	サマリウム ₆₂Sm	[Xe]4f⁶6s²	544.5	1068		<0.5			179	1345	2076	-2.30
	ユウロピウム ₆₃Eu	[Xe]4f⁷6s²	547.1	1085		<0.5		109 （6配位）	198	1099	1800	-1.99
	ガドリニウム ₆₄Gd	[Xe]4f⁷5d¹6s²	593.4	1170		<0.5		108 （6配位）	179	1585	3523
	テルビウム ₆₅Tb	[Xe]4f⁹6s²	565.8	1112		<0.5			176	1629	3503
	ジスプロシウム ₆₆Dy	[Xe]4f¹⁰6s²	573.0	1126		<0.5		105 （6配位）	175	1680	2840
	ホルミウム ₆₇Ho	[Xe]4f¹¹6s²	581.0	1139		<0.5			174	1743	2968
	エルビウム ₆₈Er	[Xe]4f¹²6s²	589.3	1151		<0.5			173	1795	3136
	ツリウム ₆₉Tm	[Xe]4f¹³6s²	596.3	1163	2288	<0.5			172	1818	2220
	イッテルビウム ₇₀Yb	[Xe]4f¹⁴6s²	603.4	1174	2430	<0.5			194	1097	1467	-2.22
	ルテチウム ₇₁Lu	[Xe]4f¹⁴5d¹6s²	523.5	1340		<0.5	114	100 （6配位）	1.72	1925	3675
アクチノイド	アクチニウム ₈₉Ac	[Rn]6d¹7s²	499	1170				126 （6配位）	188	1323	3473	-2.13
	トリウム ₉₀Th	[Rn]6d²7s²	587	1110	1930		1.11	108 （6配位）	180	2028	5061
	プロトアクチニウム ₉₁Pa	[Rn]5f²6d¹7s²	568						161	2113	4300
	ウラン ₉₂U	[Rn]5f³6d¹7s²	597.3				1.22	117 （6配位）	138	1405	2070	-1.80
	ネプツニウム ₉₃Np	[Rn]5f⁴6d¹7s²	604.6						130	910	4273	-1.83
	プルトニウム ₉₄Pu	[Rn]5f⁶7s²	560				1.22	114 （6配位）	160	913	3503	-2.00
	アメリシウム ₉₅Am	[Rn]5f⁷7s²	580						181	1449	2284	-2.07
	キュリウム ₉₆Cm	[Rn]5f⁷6d¹7s²	588							1618
	バークリウム ₉₇Bk	[Rn]5f⁹7s²	608							1323
	カリホルニウム ₉₈Cf	[Rn]5f¹⁰7s²	610							1173
	アインスタイニウム ₉₉Es	[Rn]5f¹¹7s²	629							1133
	フェルミウム ₁₀₀Fm	[Rn]5f¹²7s²	641
	メンデレビウム ₁₀₁Md	[Rn]5f¹³7s²	650
	ノーベリウム ₁₀₂No	[Rn]5f¹⁴7s²	660
	ローレンシウム ₁₀₃Lr	[Rn]5f¹⁴6d¹7s²

第3族元素は+3価（あるいは+2価）の状態を取り易く、化学的性質もよく似ている。中でもスカンジウムはランタンとよく似ており、イットリウムはジスプロシウムやホルミウムよく似ている。

相違点を挙げると、スカンジウムは共有結合半径もイオン半径も、どのランタノイド元素よりも小さい。またスカンジウムの酸化物の塩基性はランタノイド元素の酸化物に比べると弱く、スカンジウムの塩化物はランタノイド元素の酸化物に比べて揮発性が高い。

一方、イットリウムの共有結合半径もイオン半径もジスプロシウムやホルミウムとほぼ同じで、化学的性質も両者によく似ている。

アクチノイド元素もランタノイド元素と性質がよく似ているが、+5価以上の高次酸化状態を取りやすい傾向がある。またランタノイド元素やアクチノイド元素のイオンは有色のものが多く、それらイオンの大半が常磁性を示す（La³⁺、Ce³⁺、Yb²⁺、Lu²⁺が常磁性を示さない）。

[編集] 引用文献

化学便覧　基礎編, 日本化学会編, 改訂5版, 丸善
R.B.ヘスロップ, K. ジョーンズ, 無機化学, 東京化学同人

カテゴリ: 元素群

第3族元素

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[編集] 関連項目

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