一些镧系金属三价离子具有独特的颜色特性，无论是在结晶盐中还是在水溶液中，它们的颜色都能保持不变。这种颜色变化与阳离子的特性有关，而与阴离子无关。根据表23-4的数据，从La3+到Gd3+的颜色变化规律在从Gd3+到Lu3+的过程中重复出现，这展示了Ln3+离子颜色的周期性变化。
表23-4 Ln3+离子的颜色
| 离子 | 未成对电子数 | 颜色 | 未成对电子数 | 离子 |
| La3+ | 0（4f0） | 无色 | 0（4f14） | Lu3+ |
| Ce3+ | 1（4f1） | 无色 | 1（4f13） | Yb3+ |
| Pr3+ | 2（4f2） | 绿 | 2（4f12） | Tm3+ |
| Nd3+ | 3（4f3） | 淡紫 | 3（4f11） | Er3+ |
| Pm3+ | 4（4f4） | 粉红，黄 | 4（4f10） | Ho3+ |
| Sm3+ | 5（4f5） | 黄 | 5（4f9） | Dy3+ |
| Eu3+ | 6（4f6） | 无色 | 6（4f8） | Tb3+ |
| Gd3+ | 7（4f7） | 无色 | 7（4f7） | Gd3+ |
* Tb为略带淡粉红色
离子的颜色通常与未成对电子数有关。根据表23-4的数据，当三价离子的fn和f（14-n）个电子时，它们的颜色是相似的。然而，这只是定性解释，要进一步了解需要精确测定其光的吸收与波长的关系。
根据吸收光谱的研究，La3+，Lu3+和Y3+在波长范围200~1000nm没有吸收光谱，因此它们的离子是无色的。这可能是因为La3+（4f0）和Lu3+（4f14）相对稳定且没有未成对电子。其他Ln3+离子在该波长范围内有吸收带。然而，可见光的波长范围在400~760nm之间，而Ce3+，Eu3+，Gd3+和Tb3+的吸收带的波长全部或大部分在紫外区域，因此这些离子是无色的。Yb3+离子的吸收带波长在近红外区域，所以Yb3+离子也是无色的。剩下的Ln3+离子在可见光区域内有明显的吸收，因此它们的离子具有颜色，其中一些离子的颜色非常漂亮（如Pr3+，Nd3+，Er3+等）。因此，颜色的观念通常限于可见光谱范围内。另外，可能有些离子是顺磁性的，理论上应该有颜色，但实际上它们是无色的，这是因为它们的吸收作用发生在可见光区域之外。
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