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稀土基礎(chǔ)知識(shí)(一)

2011年08月10日 10:56 8082次瀏覽 來源:   分類: 其他稀有金屬

  什么是稀土?

  稀土就是化學(xué)元素周期表中鑭系元素鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu),以及與鑭系的15個(gè)元素密切相關(guān)的兩個(gè)元素鈧(Sc)和釔(Y)共17種元素,稱為稀土元素(Rare Earth)。簡稱稀土(RER)。

  稀土元素最初是從瑞典產(chǎn)的比較稀少的礦物中發(fā)現(xiàn)的,是按當(dāng)時(shí)的習(xí)慣,稱不溶于水的物質(zhì),故稱稀土。

  根據(jù)稀土元素原子電子層結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì),以及它們?cè)诘V物中共生情況和不同的離子半徑可產(chǎn)生不同性質(zhì)的特征,十七種稀土元素通常分為二組。

  輕稀土(又稱鈰組)包括:鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓。

  重稀土(又稱釔組)包括:鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔。

  稱鈰組或釔組,是因?yàn)榈V物經(jīng)分離得到的稀土混合物中,常以鈰或釔占優(yōu)勢(shì)而得名。

  稀土元素的主要物理化學(xué)性質(zhì)

  稀土元素是典型的金屬元素。它們的金屬活潑性僅次于堿金屬和堿土金屬元素,而比其他金屬元素活潑。在17個(gè)稀土元素當(dāng)中,按金屬的活潑次序排列,由鈧,釔、鑭遞增,由鑭到镥遞減,即鑭元素最活潑。稀土元素能形成化學(xué)穩(wěn)定的氧化物、鹵化物、硫化物。稀土元素可以和氮、氫、碳、磷發(fā)生反應(yīng),易溶于鹽酸、硫酸和硝酸中。

  稀土易和氧、硫、鉛等元素化合生成熔點(diǎn)高的化合物,因此在鋼水中加入稀土,可以起到凈化鋼的效果。由于稀土元素的金屬原子半徑比鐵的原子半徑大,很容易填補(bǔ)在其晶粒及缺陷中,并生成能阻礙晶粒繼續(xù)生長的膜,從而使晶粒細(xì)化而提高鋼的性能。

  稀土元素具有未充滿的4f電子層結(jié)構(gòu),并由此而產(chǎn)生多種多樣的電子能級(jí)。因此,稀土可以作為優(yōu)良的熒光,激光和電光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。

  稀土離子與羥基、偶氮基或磺酸基等形成結(jié)合物,使稀土廣泛用于印染行業(yè)。而某些稀土元素具有中子俘獲截面積大的特性,如釤、銪、釓、鏑和鉺,可用作原子能反應(yīng)堆的控制材料和減速劑。而鈰、釔的中子俘獲截面積小,則可作為反應(yīng)堆燃料的稀釋劑。

  稀土具有類似微量元素的性質(zhì),可以促進(jìn)農(nóng)作物的種子萌發(fā),促進(jìn)根系生長,促進(jìn)植物的光合作用。

 

稀土金屬的某些物理特性

原子序數(shù)

元素

原子量

離子半
()

密度
(
/3)

熔度
(
)

沸點(diǎn)
(

氧化物
熔點(diǎn)()

比電阻歐姆· 厘米×106

R3+離子磁矩
(
波爾磁子)

熱中子俘獲
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

1.551.65

5500

63

Eu

152.00

1.13

5.166

826±10

1490

2050

81.3

3.403.50

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

15001550

2630

2355

107.0

9.6

166

69

Tm

168.94

1.04

9.318

15001600

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

16501750

1930

2400

79.0

0.00

108

21

Sc

44.97

0.83

2.995

15501600

2750

13

39

Y

88.92

1.06

4.472

1552

3030

2680

1.27

 

責(zé)任編輯:安子

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