镧系元素是元素周期表中第57号镧（La）到71号镥（Lu）共15种金属元素的总称，它们与钪（Sc）、钇（Y）一起构成稀土元素宗族。这些银白色的生动金属具有极强的复原才干，活性仅次于碱金属，新切开的金属表面在空气中会敏捷氧化，因而常用涂蜡方法保存。
镧系元素的特别性源于其电子排布的“内卷”现象。与其他元素不同，它们新增的电子填入深层的4f轨迹（被外层的5s和5p轨迹包裹），导致最外层电子结构简直不变。这种特别的电子填充方法发生两个明显特征：
化学性质高度类似：在自然界中均以+3价阳离子形状存在，离子半径随原子序数添加仅缓慢缩小（镧系缩短现象）
别离提取极端困难：前期化学家需通过上万次重结晶才干将它们别离，这也是“稀土”之名的由来
尽管称号带有“稀”字，但稀土元素在地壳中实践含量并不稀疏（如铈与铜适当）。我国作为稀土资源大国，储量大、矿种全，南边以重稀土为主，内蒙古以轻稀土为主。这些元素因其特别性质成为现代科技的要害资料：
•储氢资料：镧镍合金（LaNi5）是最优异的储氢资料之一，像海绵般可逆吸放氢气，每立方米合金可储存1000规范立方米的氢气•燃料电池使用：2022年北京冬奥会展现的千辆氢动力轿车，其间心部件均依靠稀土储氢技能
• 高折射率低色散的镧系光学玻璃是相机镜头、显微镜的中心资料• 稀土永磁资料（如钕铁硼）支撑着从智能手机到风力发电机的宽广使用
• 轿车尾气净化催化剂能有用分化污染物• 新式LED照明技能大幅度下降能耗
在碳中和布景下，镧系元素正展现出更大潜力。我国自主研制的红旗氢能轿车、大规模加氢站建造不能脱离这些“绿色金属”。跟着别离提纯技能进步，这些曾被视为“多胞胎”的元素，正在各自领域开放共同光荣，成为支撑可持续发展的重要战略资源。
镧系元素电子构型的通式为4f⁰⁻¹⁴5d⁰⁻¹6s²，中心特征是电子首要填充在4f内层轨迹，且4f轨迹与5d轨迹能级附近，导致其光谱反常杂乱，难以精准确认价电子层中d电子和f电子的详细数目，这也是其性质特别的终究的原因。其间，镧（La）的基态不存在f电子，但由于其性质与后续14种元素极为类似，习惯上仍将其归入镧系元素领域。这种电子结构使得镧系元素的外层和次外层电子排布根本共同，仅内层4f电子数存在必定的差异，为其性质的类似性和递变性奠定了根底。
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