神奇的稀土基础知识

时间:2012-06-24 20:04:02  来源:中国稀土网  作者:  点击:
    稀土有“工业维生素”的美称。 稀土[xītǔ]一词是历史遗留下来的名称。稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。稀土一般是以氧化物状态分离出来的,虽然在地球上储量非常巨大,但冶炼提纯难度较大,显得较为稀少,得名稀土。一般而言,地球上的稀土以稀土氧化物形式存在。
什么是稀土?

  稀土就是化学元素周期表中镧系元素—镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素—钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素(Rare Earth)。简称稀土(RE或R)。 字串9

  稀土元素最初是从瑞典产的比较稀少的矿物中发现的,“土”是按当时的习惯,称不溶于水的物质,故称稀土。 字串8

  根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质,以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征,十七种稀土元素通常分为二组。

字串8

  轻稀土(又称铈组)包括:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。 字串4

  重稀土(又称钇组)包括:铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。 字串6

  称铈组或钇组,是因为矿物经分离得到的稀土混合物中,常以铈或钇占优势而得名。 字串5

稀土元素的主要物理化学性质 字串1

  稀土元素是典型的金属元素。它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属元素,而比其他金属元素活泼。在17个稀土元素当中,按金属的活泼次序排列,由钪,钇、镧递增,由镧到镥递减,即镧元素最活泼。稀土元素能形成化学稳定的氧化物、卤化物、硫化物。稀土元素可以和氮、氢、碳、磷发生反应,易溶于盐酸、硫酸和硝酸中。 字串6

  稀土易和氧、硫、铅等元素化合生成熔点高的化合物,因此在钢水中加入稀土,可以起到净化钢的效果。由于稀土元素的金属原子半径比铁的原子半径大,很容易填补在其晶粒及缺陷中,并生成能阻碍晶粒继续生长的膜,从而使晶粒细化而提高钢的性能。 字串7

  稀土元素具有未充满的4f电子层结构,并由此而产生多种多样的电子能级。因此,稀土可以作为优良的荧光,激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。

字串9

  稀土离子与羟基、偶氮基或磺酸基等形成结合物,使稀土广泛用于印染行业。而某些稀土元素具有中子俘获截面积大的特性,如钐、铕、钆、镝和铒,可用作原子能反应堆的控制材料和减速剂。而铈、钇的中子俘获截面积小,则可作为反应堆燃料的稀释剂。 字串2

  稀土具有类似微量元素的性质,可以促进农作物的种子萌发,促进根系生长,促进植物的光合作用。 字串5

稀土金属的某些物理特性

字串4

原子序数
元素
原子量
离子半
径(埃)
密度
(克/厘3)
熔度
(℃)
沸点
(℃)
氧化物
熔点(℃)
比电阻欧姆· 厘米×106
R3+离子磁矩
(波尔磁子)
热中子俘获 字串3
截面(靶)
57
La
138.92
1.22
6.19
920±5
4230
 
2315
56.8
0.00
8.9
58
Ce
140.13
1.18
6.768
804±5
2930
1950
75.3
2.56
0.7
59
Pr
140.92
1.16
6.769
935±5
3020
2500
68.0
3.62
11.2
60
Nd
144.27
1.15
7.007
1024±5
3180
2270
64.3
3.68
46
61
Pm
147.00
1.14
2.83
62
Sm
150.35
1.13
7.504
1052±5
1630
2350
88.0
1.55~1.65
5500
63
Eu
152.00
1.13
5.166
826±10
1490
2050
81.3
3.40~3.50
4600
64
Gd
157.26
1.11
7.868
1350±20
2730
2350
140.5
7.94
46000
65
Tb
158.93
1.09
8.253
1336
2530
2387
9.7
44
66
Dy
162.51
1.07
8.565
1485±20
2330
2340
56.0
10.6
1100
67
Ho
164.94
1.05
8.799
1490
2330
2360
87.0
10.6
64
68
Er
167.27
1.04
9.058
1500~1550
2630
2355
107.0
9.6
166
69
Tm
168.94
1.04
9.318
1500~1600
2130
2400
79.0
7.6
118
70
Yb
173.04
1.00
6.959
824±5
1530
2346
27.0
4.5
36
71
Lu
174.99
0.99
9.849
1650~1750
1930
2400
79.0
0.00
108
21
Sc
44.97
0.83
2.995
1550~1600
2750
13
39
Y
88.92
1.06
4.472
1552
3030
2680
1.27


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