왜 +3이 가장 안정적 인 이유 :
* 전자 구성 : Lanthanides는 [xe] 4f¹-¹⁴ 5d⁰-¹ 6s²의 일반적인 전자 구성을 가지고 있습니다. 그들은 2 개의 6s 전자와 1 개의 4F 전자를 잃어 안정, 반으로 가득 찬 4F 서브 쉘을 달성하는 경향이 있습니다. 이는 전이 금속에서 반으로 가득 차고 완전히 채워진 D- 궤도의 안정성과 유사하다.
* 이온화 에너지 : 란타 나이드의 이온화 에너지는 시리즈에서 점차적으로 증가합니다. 제 1 및 제 2 이온화 에너지는 상대적으로 낮지 만, 제 3 이온화 에너지는 상당히 높아집니다. 이것은 3 개의 전자를 제거하는 것이 에너지 적으로 유리하지만 더 많은 것을 제거하는 것이 더 어렵다는 것을 의미합니다.
+3 규칙에 대한 예외 :
* Europium (EU) 및 Ytterbium (YB) : 이들 요소는 완전히 채워진 4F 서브 쉘 (YB의 경우 F¹이고 EU의 경우 F⁷)을 달성하기 때문에 안정적인 +2 산화 상태를 갖는다.
* 세륨 (CE) : Cerium은 빈 4F 서브 쉘로 인해 안정적인 +4 산화 상태를 나타냅니다.
* 다른 란타 나이드 : +3은 지배적이지만 일부 란타나이드는 특정 화합물 및 반응 조건에 따라 다른 산화 상태 (+2, +4)를 나타낼 수 있습니다.
안정성에 영향을 미치는 요인 :
* 리간드 필드 효과 : 주변 리간드의 특성은 상이한 산화 상태의 안정성에 영향을 줄 수있다. 예를 들어, 강 필드 리간드는 더 높은 산화 상태를 안정화 할 수 있습니다.
* 결정 필드 안정화 에너지 (CFSE) : 경우에 따라 CFSE는 특정 산화 상태의 안정성에 기여할 수 있습니다.
* 상대 론적 효과 : 이러한 효과는 이후의 란타 나이드와 같은 더 무거운 원소에 중요 해집니다. 그들은 다른 산화 상태의 안정성에 영향을 줄 수 있습니다.
결론 :
+3 산화 상태는 종종 란타나이드에서 가장 안정적이지만 절대적인 규칙은 아닙니다. 전자 구성, 이온화 에너지, 리간드 필드 효과 및 상대 론적 효과와 같은 요인은 관찰 된 산화 상태를 결정하는 데 역할을합니다.
