1.正三价是镧系元素的特征氧化态，每一个镧系元素都具有稳定的（）。
正确答案：B.三价氧化态
4.（）是属于三价镧系离子基态的量子数J随原子序Z来变化的。
正确答案：C.奇偶变化
5.镧系离子基态光谱项的轨道量子数L随着4F电子数N的变化是属于（）。
正确答案：B.周期变化
7.由于化学性质取决于外层的价电子，稀土的特征价态是（）。
正确答案：B.三态
多选题
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1.在自然界中（）六种金属共生，分离相当困难。
正确答案：A.锆与铪 B.铌与钽 C.铂系 D.以上都是
2.镧系收缩与钇在镧系中的位置有（）。
正确答案：A.原子半径和三价离子半径随原子序的变化属转折变化，发生Gd转折 B.由于镧系收缩，使Th4+,U4+的离子半径类似于镧系离子而伴生于矿物中，使稀土矿物常带有放射性 C.由于三价镧系离子半径类似于Ca2+,Sr2+等二价碱土离子 D.以上都是
3.镧系元素周期系中原子序数为57-71的15种化学元素统称（）等都是稀土元素的成员。
正确答案：A.镧系 B.镱 C.饵 D.镨
4.当高自旋与低自旋的一个4f电子跃迁至5b轨道发生f-d跃迁时，可能出现哪几种情况（）。
正确答案：A.高自旋（HS）的f-d跃迁 D.低自旋（LS）的f-d跃迁
5.4F电子填充数目N与三价离子数（）及基态光谱项2S+1LJ随原子序的变化规律。
正确答案：A.L B.S C.J
6.镧系心中随原子序变化的几种类型（）。
正确答案：A.转折变化 B.四分族变化 C.周期变化 D.以上都是
判断题
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6.三价镧系离子光谱的位移和劈裂受环境的影响比较大。
正确答案：错
稀土在高分子材料中的应用 王鹏 （天水师范学院生命科学与化学学院化学二班20102030231） 【摘要】: 由于稀土元素基本相同的外层电子排布和独特的内层4f 电子结构, 赋予了稀土元素及其化合物独特的电、光、磁、热等性能, 以及界面效应、屏蔽作用和化学活泼性等多种特殊的功能, 使其在高分子材料的合成、改性等方面有广泛的应用。作者综述了稀土化合物在高分子催化、聚合物填充、改性等方面的应用。 【关键词】: 稀土化合物; 催化剂; 聚合物; 聚氯乙烯 Abstract: Basically the same as the outer layer of rare earth electronic arrangement and the unique inner4f electronic structure o f rare earth element s g iv e the unique electrical, optical, magnetic, thermal and other properties; and the interface effect, shielding effect , chemical activity and a variety o f special features to rare earth compounds, which has ex tensive applications in polymer synthesis, modification and so on. This paper review s the applications o f rare earth compounds in the polymer catalysis, polymer filling polymer modifying and so on. Key words: Rare earth compound; Catalyst ; Polymer; PVC 稀土元素指元素周期表中ó B 的钪( 21 Sc) 和钇( 39Y) 及原子序数从57La∽71Lu的15个镧系元素, 由于其基本相同的外层电子排布和独特的内层4f 电子层结构,具有丰富的能级跃迁,大的原子磁矩,很强的自旋轨道耦合等特性,与其它元素形成稀土配合物时, 配位数可在3∽12 间变化, 使稀土化合物晶体结构多样化。这些特性赋予了稀土元素及其化合物独特的电、光、磁、热等性能【1】,以及界面效应、屏蔽作用和化学活泼性等多种特殊的功能。在一些体系中加入少量的稀土化合物往往会出现意想不到的效果, 产生明显不同于原体系的独特性能, 因而有工业味精之称【2】。 稀土高分子泛指稀土金属掺杂或键合于高分子中的聚合物, 主要分为两大类型: 一是稀土化合物作为掺杂剂均匀地分散在单体或聚合物中, 制成以掺杂方式存在的掺杂型稀土高分子; 二是稀土化合物以单体形式参与聚合或缩合, 或稀土化合物配位在聚合物侧链上, 获得以键合方式存在的含稀土的聚合物, 称为键合型稀土高分子【3,4】。 1 稀土催化高分子材料 Zieglar-Nat ta催化剂的组成自1953年问世以来,已有成千种类型,但当时的催化剂组成中并未包括位于ó B 的稀土化合物, 最早见诸报道的是1956年Saldick【5】用铈盐引发丙烯腈聚合, 接着1958 年Venkatakr ishman 等【6】以水溶液中的铈离子引发得到聚甲基丙烯酸, 同年Mino 等【7】采用铈离子氧化还原体系制备聚丙烯酰胺和聚乙烯醇的共聚物; 1960 年Finch【8】率先用稀土催化剂来合成聚乙烯, 以及Anderson、Merckling【9】和Stuart【10】关于此项技术专利,开辟了稀土催化合成聚烯烃的新纪元。20世纪60年代初,沈之荃、欧阳均等采用YCl3 与AlEt3 组成的催化体系制备高顺式含量的聚丁二烯【11】,开辟了稀土催化剂在高分子合成中的应用。70 年代初, 长春应用化学研究所开展了稀土催化体系合成双烯烃聚合物的研究工作, 发现了该体系的某些突出的优点, 取得了一些成果【12,13】。80 年代起, 浙江大学将Zieglar-Natta 型稀土催化剂应用于炔烃聚合, 环氧烷烃、环硫丙烷和丙交酯的开环聚合, 二氧化碳与环氧烷烃共聚合成聚碳酸酯, 环氧烷烃与马来酸酐共聚合成不饱和聚酯, A-烯烃和极性单体的齐聚、均聚和共聚等, 获得了一系列富有特定性能的新型高分子【14】。经过近半个世纪的探索, 人们对稀土催化剂的制备, 稀土催化稀烃的聚合反应动力学、反应机理有了深入的了解, 相继开发了一些聚合物,取得了丰硕的成果,如稀土催化的顺丁橡胶和异戊橡胶分别在锦州石化公司和吉林石化公司研究院实现了中试规模的长周期运转,各
17种稀土元素名称及用途 镧(La) "镧"这个元素是1839年被命名的，当时有个叫"莫桑德"的瑞典人发现铈土中含有其它元素，他借用希腊语中"隐藏"一词把这种元素取名为"镧"。镧的应用非常广泛，如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料（兰粉）、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。她也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中，光转换农用薄膜也用到镧，在国外，科学家把镧对作物的作用赋与"超级钙"的美称。 铈（Ce）"铈"这个元素是由德国人克劳普罗斯，瑞典人乌斯伯齐力、希生格尔于1803年发现并命名的，以纪念1801年发现的小行星--谷神星。 铈的广泛应用: （1）铈作为玻璃添加剂，能吸收紫外线与红外线，现已被大量应用于汽车玻璃。不仅能防紫外线，还可降低车内温度，从而节约空调用电。从1997年起，日本汽车玻璃全加入氧化铈，1996年用于汽车玻璃的氧化铈至少有2000吨，美国约1000多吨. （2）目前正将铈应用到汽车尾气净化催化剂中，可有效防止大量汽车废气排到空气中。美国在这方面的消费量占稀土总消费量的三分之一强。 （3）硫化铈可以取代铅、镉等对环境和人类有害的金属应用到颜料中，可对塑料着色，也可用于涂料、油墨和纸张等行业。目前领先的是法国罗纳普朗克公司。 （4）Ce:LiSAF激光系统是美国研制出来的固体激光器，通过监测色氨酸浓度可用于探查生物武器，还可用于医学。铈应用领域非常广泛，几乎所有的稀土应用领域中都含有铈。如抛光粉、储氢材料、热电材料、铈钨电极、陶瓷电容器、压电陶瓷、铈碳化硅磨料、燃料电池原料、汽油催化剂、某些永磁材料、各种合金钢及有色金属等。 镨(Pr) 大约160年前，瑞典人莫桑德从镧中发现了一种新的元素，但它不是单一元素，莫桑德发现这种元素的性质与镧非常相似，便将其定名为"镨钕"。"镨钕"希腊语为"双生子"之意。大约又过了40多年，也就是发明汽灯纱罩的1885年，奥地利人韦尔斯巴赫成功地从"镨钕"中分离出了两个元素，一个取名为"钕"，另一个则命名为"镨"。这种"双生子"被分隔开了，镨元素也有了自己施展才华的广阔天地。镨是用量较大的稀土元素，其用于玻璃、陶瓷和磁性材料中。 镨的广泛应用: （1）镨被广泛应用于建筑陶瓷和日用陶瓷中，其与陶瓷釉混合制成色釉，也可单独作釉下颜料，制成的颜料呈淡黄色，色调纯正、淡雅。
稀土是怎么形成的 稀土是一种具有战略意义的金属，《美国新闻与世界报道》称，50年前，世界经济建立在钢、铝和铁之上，而今天，稀土金属正在重塑世界经济。美国《连线》杂志称，稀土金属是21世纪科技的关键，如果没有它们，人们将不会有智能电话、混合动力车或者精确制导武器。路透社的报道则举例说，丰田混合动力车普锐斯因节能而大受欢迎，但它所采用的电动马达和电池大量使用稀土金属。独立商品咨询师、金属行业战略专家利夫特对路透社说，普锐斯是“世界上耗费稀土金属最多的产品”。他称每部普锐斯发动机需要1公斤钕，每块电池需要10公斤到15公斤镧。 按经济学原理，商品的价格由商品的价值决定，同时受供求关系的影响，当某一势力对一种产品的供应量占有一定的比例时，就会形成某种程度的垄断，从而可以影响这种产品的价格。铁矿石三巨头之所以敢年年提出令国际钢企发疯的涨价要求，正因他们垄断了世界铁矿石贸易量的70%，从而获得了铁矿石的定价权。稀土是现代工业、国防及高新技术应用中极为重要的功能性材料，是一种极其珍贵的战略性资源，而中国又几乎是世界稀土唯一的供应商，在国际稀土贸易中所占份额远超铁矿石三巨头在国际铁矿石贸易中所占份额，为什么稀土的国际价格却连年走低呢？我们的稀土，到底比铁矿石差在哪儿呢？ 稀土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，又很稀少，因而得名为稀土。通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土；把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性，除钪之外(有的将钪划归稀散元素)，划分成三组，即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷；中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝；重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。 目前生产稀土金属常用的原料是它们的氯化物和氟化物。 (1)熔盐电解法工业上大批量生产混合稀土金属一般使用熔盐电解法。这一方法是把稀土氯化物等稀土化合物加热熔融，然后进行电解，在阴极上析出稀土金属。电解法有氯化物电解和氧化物电解两种方法。单一稀土金属的制备方法因元素不同而异。钐、铕、镱、铥因蒸气压高，不适于电解法制备，而使用还原蒸馏法。其它元素可用电解法或金属热还原法制备。 氯化物电解是生产金属最普通的方法，特别是混合稀土金属工艺简单，成本便宜，投资小，但最大缺点是氯气放出，污染环境。 氧化物电解没有有害气体放出，但成本稍高些，一般生产价格较高的单一稀土如钕、镨等都用氧化物电解。 (2)真空热还原法电解法只能制备一般工业级的稀土金属，如要制备杂质较低，纯度高的金属，一般用真空热还原的方法来制取。一般是把稀土氧化物先制成氟化稀土，在真空感应炉内用金属钙进行还原，制得粗金属，然后再经过重熔和蒸馏获得较纯的金属，这一方法可以生产所有的单一稀土金属，但钐、铕、镱、铥不能用这种方法。钐、铕、镱、铥与钙的氧化还原电位仅使氟化稀土产生部分还原。一般制备这些金属，是利用这些金属的高蒸汽压和镧金属的低蒸气压的原理，将这四种
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）。 稀土的分类】 1）轻稀土（又称铈组）：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。 2）重稀土（又称钇组）：铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。 铈组与钇组之别，是因为矿物经分离得到的稀土混合物中，常以铈或钇比例多的而得名。 稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用R或RE表示。它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、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)。它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。 【名称由来】 17种稀土元素名称的由来及用途 镧(La) "镧"这个元素是1839年被命名的，当时有个叫"莫桑德"的瑞典人发现铈土中含有其它元素，他借用希腊语中"隐藏"一词把这种元素取名为"镧"。镧的应用非常广泛，如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料（兰粉）、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。她也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中，光转换农用薄膜也用到镧，在国外，科学家把镧对作物的作用赋与"超级钙"的美称。 铈（Ce） "铈"这个元素是由德国人克劳普罗斯，瑞典人乌斯伯齐力、希生格尔于1803年发现并命名的，以纪念1801年发现的小行星--谷神星。 铈的广泛应用: （1）铈作为玻璃添加剂，能吸收紫外线与红外线，现已被大量应用于汽车玻璃。不仅 能防紫外线，还可降低车内温度，从而节约空调用电。从1997年起，日本汽车玻 璃全加入氧化铈，1996年用于汽车玻璃的氧化铈至少有2000吨，美国约1000多吨. （2）目前正将铈应用到汽车尾气净化催化剂中，可有效防止大量汽车废气排到空气中 美国在这方面的消费量占稀土总消费量的三分之一强。 （3）硫化铈可以取代铅、镉等对环境和人类有害的金属应用到颜料中，可对塑料着色 ，也可用于涂料、油墨和纸张等行业。目前领先的是法国罗纳普朗克公司。 （4）Ce:LiSAF激光系统是美国研制出来的固体激光器，通过监测色氨酸浓度可用 于探查生物武器，还可用于医学。铈应用领域非常广泛，几乎所有的稀土应用领 域中都含有铈。如抛光粉、储氢材料、热电材料、铈钨电极、陶瓷电容器、压电 陶瓷、铈碳化硅磨料、燃料电池原料、汽油催化剂、某些永磁材料、各种合金钢 及有色金属等。 镨(Pr) 大约160年前，瑞典人莫桑德从镧中发现了一种新的元素，但它不是单一元素，莫桑德发现这种元素的性质与镧非常相似，便将其定名为"镨钕"。"镨钕"希腊语为"双生子"之意。大约又过了40多年，也就是发明汽灯纱罩的1885年，奥地利人韦尔斯巴赫成功地从"镨钕"中分离出了两个元素，一个取名为"钕"，另一个则命名为"镨"。这种"双生子"被分隔开了，镨元素也有了自己施展才华的广阔天地。镨是用量较大的稀土元素，其用于玻璃、陶瓷和磁性材料中。 镨的广泛应用: （1）镨被广泛应用于建筑陶瓷和日用陶瓷中，其与陶瓷釉混合制成色釉，也可单独作 釉下颜料，制成的颜料呈淡黄色，色调纯正、淡雅。 （2）用于制造永磁体。选用廉价的镨钕金属代替纯钕金属制造永磁材料，其抗氧性能 和机械性能明显提高，可加工成各种形状的磁体。广泛应用于各类电子器件和马 达上。 （3）用于石油催化裂化。以镨钕富集物的形式加入Y型沸石分子筛中制备石油裂化催 化剂，可提高催化剂的活性、选择性和稳定性。我国70年代开始投入工业使用， 用量不断增大。 (4)镨还可用于磨料抛光。另外，镨在光纤领域的用途也越来越广。
《地球化学》实习测验 REE图表处理及参数计算 一、实习目的 1、掌握稀土元素组成模式图的制作方法。 2、掌握表征稀土元素组成的基本参数。 3、培养独立查阅文献及处理数据的能力。 二、基本原理 1、稀土元素组成模式图 1、原子序数为横坐标 2、标准化数据为纵坐标 3、对数刻度 2、表征稀土元素组成的基本参数 3、稀土总量 4、轻重稀土比值 5、轻稀土分异指数 6、重稀土分异指数 7、铕、铈异常 三、实习测验内容 1、绘制各类侵入岩的稀土元素组成模式图； 2、计算各类侵入岩稀土元素组成的基本参数； 3、对已绘制的图表和计算出的数据进行解释。 4、在以上实习内容掌握之后，自行查阅文献一篇，并进行以上3项操作。
四、实习测验步骤 1、根据查阅文献数据，找到自己想要的数据 表1 蒙库铁矿床岩石、矿石、矿物稀土元素成分分析（ppm） 2、选出自己要的数据建立表格 表2 稀土元素组成模式图（ppm） 3、对数据进行球粒陨石标准化 表3球粒陨石标准化后稀土元素组成模式图(ppm) 图1 蒙库铁矿床稀土元素配分图 5、计算稀土元素基本参数 表4 表征稀土元素组成的基本参数 6、数据及图表的解析 （1）绿帘石：∑REE=266.49ppm，表明稀土元素含量较高；LR/HR=4.98，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=2.26，(Gd/Lu)N=1.47，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=1.23，为强正异常；Ce异常值=0.95，表明Ce基本无异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。 （2）磁铁矿矿石：∑REE=10.75ppm，表明稀土元素含量较低；LR/HR=3.15，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=1.47， (Gd/Lu)N=0.88，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。 Eu异常值=1.8，为强正异常；Ce异常值=0.84，位弱Ce异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。
稀土化学研究方向与进展 摘要：建国以来我国稀土化学研究取得了重要进展。本文概述了我国50年来特别是近20年来在稀土的固体化学、稀土的生物无机化学、萃取化学领域取得的一些代表性成果。 关键词：稀土化学；进展 面对将我国稀土资源优势转变为技术、经济优势这一重大挑战稀土化学以其丰硕成果迎来了共和国50年华诞。本文重点介绍稀土化学近20年的概况。 1 稀土固体化学 稀土元素被誉为新材料的宝库。我国稀土材料研究取得了重大进展并促进了稀土固体化学向高层次发展。 1.1稀土固体发光 在固体发光化合物制备上除采用一般的高温固相反应法外许多新的方法如沉淀法、水热法、水解法、燃烧法、微波法也开始应用。特别是能在温和条件下合成发光化合物的溶胶-凝胶法、低温固相反应法得到深入研究与广泛的应用。采用不等价取代法利用带电子的缺陷作还原剂在空气中合成了低价稀土掺杂的硼酸盐如掺入Eu2+、Sm2+和Yb2+的SrB4O7等并总结出某些重要的规律。 1.2稀土磁性材料 稀土材料的另一个突出领域是稀土磁性材料。稀土永磁材料已从第一代SmCo5经过第二代Sm2Co17发展到第三代NdFeB。目前我国NdFeB的产量已达数千吨居世界前列其质量正在进一步提高。值得重视的是在大量仿制的基础上已有一些具有我国知识产权的新材料。在对第四代稀土永磁材料Sm2Fe17Nx的研究中成功地将N引入到ThMn12型结构的稀土-铁金属间化合物中制得高永磁性能的新化合物并获得专利。在此基础上又发现新组份化合物如RE2Fe17Ti等。采用软化学合成一系列稀土-过渡金属间化合物制备出结构和形态适宜的合金粉末。采用新的共沉淀-还原-扩散的方法制备出NdFeB永磁合金突破NdFeB制备领域中的专利限制可能成为我国NdFeB生产的新工艺。 1.3稀土电性 在高温超导体研究中我国科学家也作出过重要的贡献。稀土高温超导体的出现不仅是现代科学技术的重要突破而且推动了无机固体化学的发展。合成了300多种不同组成的稀土与Ti、In、Sn和过渡金属的复合氧化物、复合硫化物、复合氟化物和稀土磷化物。总结了电子输运通道、电子构型、自旋状态与原子簇对稀土化合物电性的影响。并在此规律的指导下成功地设计合成了大量的金属性导
关于稀土的读书报告 ——读《稀土》有感 【引言】稀土被人们称为新材料的“宝库”，是国内外科学家最关注的一组元素，被美国、日本等国家列为发展高技术产业的关键元素。近些年来，在我国也越来越受到关注，国家已经开始出台一系列的政策来限制稀土的出口，视稀土为战略储备物资。基于以上国情，我将从稀土的发展历程、稀土的具体分布及存在形式、稀土元素的无机化合物、稀土元素的具体用途以及我对中国稀土开发和贸易的思考这五方面具体阐述我的读后感。 一：稀土的发展历程 1.1稀土是什么？ 稀土的英文名是Rare Earth，即“稀少的土”。其实这是18世纪遗留给人们的误会。局限于当时的探测水平和提炼技术，人们之发现了若干种稀土元素并只制得了不纯净、像土一样的氧化物，故取名Rare Earth。 1.2稀土元素的定义 根据国际纯粹与应用化学联合会对稀土元素的定义，稀土类元素是门捷列夫元素周期表第三副族中原子序数从57至71的15个镧系元素，镧(57)、铈(58)、镨(59)、钕(60)、钷(61)、钐(62)、铕(63)、钆(64)、铽(65)、镝(66)、钬(67)、铒(68)、铥(69)、镱(70)、镥(71)，再加上与其电子结构和化学性质相近的钪（21）和钇（39），共计17个元素。 根据稀土元素间物理化学性质和地球化学性质的某些差异和分离工艺的要求，通常将稀土元素分为轻、重两组。钆以前的镧、铈、镨、镝、钕、钷、钐、铕7个元素为轻稀土元素，亦称铈组稀土元素；钆、铽、钬、铒、铥、镱、镥，钪和钇等9个元素称为重稀土元，亦称钇组稀土元素。 1.3稀土元素发现及发展史 1787年，瑞士军官C.A.Arrhennius发现了一种新矿物。1794年，芬兰化学家J.Gadolin 分析这种矿物时，发现了新未知元素，因其氧化物形似泥土，因此成为“新土”。1797年，瑞典化学家A.G.Ekeberg确认了该“新土”，并将“新土”命名为“钇土”（Yttria）。 1843年，K.G.Mosander在研究“钇土”的时候发现了两种新元素，分别命名为铽（Terbium）和铒(Erbium)。 1878年，Jean Charles G.de Marignac又在“铒”中发现了新稀土元素，命名为镱（Ytterbium）。 1879年，Per Theodore Cleve在Marignac分离出镱中的“铒”后又发现了两个新元素，分别命名为钬（Holmium）和铥(Thulium)。 1886年，Lecog de Boisbaudran又将Cleve发现的“钬”分离为两个元素，一个仍称钬，另一个叫镝（Dysprosium）。 1907年，Auer von Welsbach和G.Urbain各自进行研究，用不同分离方法从1878年发现的“镱”中分离出一个新元素，并将这个新的稀土元素命名为镥。 从1794年发现钇土到1907年发现镥这8个稀土元素，共经历了113年。 轻稀土的发现晚于重稀土。 1803年，J.J.Berzelius、W.Hisinger和M.H.Klaproth一起发现了一种新“土”取名为“铈土”。 1839年，Mosander 发现“铈土”中还含有其它新元素，他取名为镧。 1841年，Mosander又在他发现的“镧”中发现了新元素。性质与镧相似，因此借希腊语中“双胞胎”之意将其命名为Didymium（吉基姆）。
稀土元素性质的决定因素和体现 吴秀萍 上海交通大学 F0511002班 5051109030 摘要：稀土元素的性质十分相似，这与它们原子和离子特有的电子结构和半径大小有关，稀土元素在各方面的应用充分体现了它们的性质。 关键词：电子组态磁性光谱特性 引言：稀土元素的发现至今已经经历了一个漫长的时期，人们对稀土元素独特的化学性 质和物理性质的认识，也经历了一个逐渐深入的过程，因此能合理充分地应用稀土元素。 1 稀土元素的定义 稀土元素是指周期表中第57（镧）到71（镥）号原子序的镧系元素，以及第三副族中的钪和钇共17个元素，它们在自然界中共同存在，性质非常相似。由于这些元素发现的比较晚，又难以分离出高纯的状态，最初得到的是元素的氧化物，它们的外观似土，所以称它们为稀土元素。［1］ 2 稀土元素性质的决定因素 稀土元素的性质非常相似，但彼此之间又有一些差别，这都是由它们的原子和离子的电子结构，以及半径大小所决定的。 2.1 稀土元素原子和离子的电子结构特征 电子结构特征是由电子组态来描述的。电子组态是由主量子数n和角量子数l所规定的一种原子或离子中电子排布方式。电子组态用符号 nl表示。根据能量最低原理，镧系元 素原子的基态电子组态由两种类型：［Xe］4f6s和［Xe］4f5d6s。 当原子受热或电磁辐射的激发，分别失去它们的5d6s或4f6s三个外层电子之后，都变成正三价的离子。当4f轨道处于全空、半充满和全充满时，离子是较稳定的，所以镧、钆、镥的正三价离子是最稳定的。原子序比镧大1或2的铈、镨，比钆大1的铽原子，也倾向于多电离出1或2个4f电子，变成稳定的正4价的离子。原子序比钆、镥小1或2的钐、铕、镱，也倾向于少电离出1或2个电子，变成具有半充满或全充满的4f轨道，形成稳定的正2价的离子。 2.2 稀土元素的原子半径和离子半径 镧系元素随着原子序的增加，核电荷相应增加，电子依次填入4f内层，而外层保持不变。因为4f电子的径向分布不可能完全屏蔽核电荷对外层电子的引力，核电荷的增加对外层电子的引力也增大，因而造成镧系元素原子和正三价离子半径也随之减小，这就是“镧系收缩”现象。 3 稀土元素的应用 近年来，稀土元素在工业，农业各产业领域以及在科学技术个方面的应用，由少到多，由局限到广泛，由粗放到精细一步步地发展起来。 3.1 稀土元素在激光和发光材料中的应用
稀土发光材料的研究和应用 摘要：介绍了稀土发光材料的发光特性与发光机理。综述了我国在稀土发光材料的化学合成方法。总结了稀土发光材料的应用。最后对我国存在问题和发展前景进行了叙述。关键字：稀土发光材料；发光特性；发光机理；合成；应用；问题和展望。 Abstract：Introduces the luminescence properties of rare earth luminescent material and luminescence mechanism. Rare-earth luminescence materials in China, the paper summarized the chemical synthesis method. The application of rare earth luminescence materials is summarized. Finally, the existing problems and development prospect of the narrative in our country. Keywords：Rare earth luminescent material; Luminescence properties; Light-emitting mechanism; Synthesis; Application; Problems and its prospect. 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。稀土化合物包含至少一种稀土元素的化合物。它是一种重要的战略资源，特别是高新技术工业的重要原料，如军事装备方面一些精确打击武器、一些汽车零部件和高科技产品，都依赖用稀土金属制造的组件。据了解，中国是唯一能有效提供全部17种稀土金属的国家，且储量远远超过世界其他国家的总和，是名副其实的“稀土大国”。由于稀土元素的离子具有特别的电子层结构和丰富的能级数量，使它成为了一个巨大的发光材料宝库。在人类开发的各种发光材料中，稀土元素发挥着重要作用，稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴。稀土发光材料具有发光谱带窄，色纯度高，色彩鲜艳；光吸收能力强，转换效率高；发射波长分布区域宽；荧光寿命从纳秒跨越到毫秒达6个数量级；物理和化学性质稳定，耐高温，可承受大功率电子束、高能辐射和强紫外光的作用等。目前稀土材料已广泛用于照明、显示、信息、显像、医学放射学图像和辐射场的探测等领域，并形成很大的工业生产和消费市场规模；同时也正在向着其他新型技术领域扩展，成为人类生活中不可缺少的重要组成部分。本文将介绍掺稀土离子发光材料的发光机理、节能灯、白光LED用荧光粉、PDP显示用荧光粉，以及对在上转换发光、生物荧光标记和下转换提升太阳能效率等方面的应用前景进行总结和展望。
地球化学稀土元素配分分 析 Final revision by standardization team on December 10, 2020.
《地球化学》实习测验 REE图表处理及参数计算 一、实习目的 1、掌握稀土元素组成模式图的制作方法。 2、掌握表征稀土元素组成的基本参数。 3、培养独立查阅文献及处理数据的能力。 二、基本原理 1、稀土元素组成模式图 1、原子序数为横坐标 2、标准化数据为纵坐标 3、对数刻度 2、表征稀土元素组成的基本参数 3、稀土总量 4、轻重稀土比值 5、轻稀土分异指数 6、重稀土分异指数 7、铕、铈异常 三、实习测验内容 1、绘制各类侵入岩的稀土元素组成模式图； 2、计算各类侵入岩稀土元素组成的基本参数； 3、对已绘制的图表和计算出的数据进行解释。 4、在以上实习内容掌握之后，自行查阅文献一篇，并进行以上3项操作。 四、实习测验步骤 1、根据查阅文献数据，找到自己想要的数据 表1 蒙库铁矿床岩石、矿石、矿物稀土元素成分分析（ppm） 2、选出自己要的数据建立表格 表2 稀土元素组成模式图（ppm） 3、对数据进行球粒陨石标准化 表3球粒陨石标准化后稀土元素组成模式图(ppm) 图1 蒙库铁矿床稀土元素配分图 5、计算稀土元素基本参数
表4 表征稀土元素组成的基本参数 6、数据及图表的解析 （1）绿帘石：∑REE=，表明稀土元素含量较高；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=，(Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，表明Ce基本无异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。 （2）磁铁矿矿石：∑REE=，表明稀土元素含量较低；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=， (Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，位弱Ce异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。 （3）块状黄铁矿：∑REE=225ppm，表明稀土元素含量较高；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=，(Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，为Ce弱异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，Eu正异常明显特征。 五、结论 1、绿帘石、磁铁矿矿石、块状黄铁矿的配分模式具有相似性，均为右倾型，正Eu 异常，富集轻稀土元素。差别在于（1）稀土元素含量，绿帘石和块状黄铁矿具有较丰
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)。 稀土用途: 在军事方面 稀土有工业“黄金”之称，由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且，稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事，必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制，以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮，正缘于稀土科技领域的超人一等。 在冶金工业方面 稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中，能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用，并可以改善钢的加工性能；稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁，由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件，被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业；稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中，可以改善合金的物理化学性能，并提高合金室温及高温机械性能。 在石油化工方面 用稀土制成的分子筛催化剂，具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点，因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程；在合成氨生产过程中，用少量的硝酸稀土为助催化剂，其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍；在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中，采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂，所获得的产品性能优良，具有设备挂胶少，运转稳定，后处理工序短等优点；复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂，环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。 在玻璃陶瓷方面 稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿，可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显象管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光；在熔制玻璃过程中，可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用，降低玻璃中的铁含量，以达到脱除玻璃中绿色的目的；添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃，其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X-射线的玻璃等；在陶釉和瓷釉中添加稀土，可以减轻釉的碎裂性，并能使制品呈现不同的颜色和光泽，被广泛用于陶瓷工业。
稀土萃取化学综述 1 稀土元素的的概况 稀土元素(Rare earth elements)，指元素周期表中B族原子序数分别为21、39的钪、钇和57～71的镧系元素(Lantha—nides，用Ln表示)，共17种元素，简称稀土(RE或R)。稀土元素都是具有银白色光泽的金属，质软。它们的化学性质很活泼，也很相似，化合价一般是＋3价；能与热水作用产生氢(钪除外)，并易溶于稀酸；能形成稳定的配合物,也能形成微溶于水的草酸盐、氟化物、碳酸盐、磷酸盐和氢氧化物等。稀土元素可应用于冶金、电子、原子能、化学等工业，在合金钢和非铁合金中掺入少量混合稀土元素，可改善性能。 2 稀土研究概况 100多年来，世界上稀土及其应用研究从未间断。从20世纪50年代初离子交换等分离技术的应用，单一稀土的提纯问题逐步得到解决。近年来，随着科学技术的快速发展，分析、分离技术的不断更新，稀土发光、超导、磁性及其他高新技术材料的研究开发日新月异。稀土在冶金、轻纺、皮革工业、农业、医学、航天等领域，特别是高新技术领域的重要用途，已经引起世界发达国家的高度重视。美国、日本等国已将除钷外的全部16种稀土元素列为高技术元素[1]。我国对稀土的研究与应用虽然起步较晚，但经过广大科技工作者的潜心努力，稀土研究与应用开发已达到国际先进水平。如，稀土化学基础及应用研究取得重大成果口[2]。稀土固体发光材料旧[3]、稀土生物无机化学[4]、稀土传感材料[5]、稀土化合物药理学[6]、稀土配位化学、稀土萃取化学[7]等研究工作不断取得新进展。2008年度国家最高科学技术奖获得者——北京大学徐光宪院士建立了自主创新的串级萃取理论，并成功设计出了整个工艺流程，实现了稀土的回流串级萃取。使中国在稀土分离技术上走在世界最前列，短短十几年从一个稀土“匮乏”大国一跃成为世界上最大的稀土出口国，并占据了国际市场80％的份额，造就了一个关于稀土的“中国传奇”[8]。实现了由稀土资源大国向稀土生产大国、稀土出口 大国的转变。 3 稀土萃取化学 50年来我国萃取化学取得了重大进展。稀土分离技术具有国际先进水平，有的处于国际领先行列。 3.1 萃取剂及其结构与萃取性能关系 合成了大量具有我国资源特点的萃取剂，其中有一些已用于稀土分离工艺。如p350 曾用于制取高纯氧化镧,N1923已用于分离钍的工业生产中。性能上优于环烷酸的新型羧酸萃取剂CA-12（仲辛基苯氧基取代乙酸）有可能用于制备高纯氧化钇。 提出了分离稀土常用的萃取剂，其烷基膦酸单烷基酯的烷基结构对其萃取稀土的行为有显著 影响，通常在磷原子γ位具有取代基烷基的萃取剂分离稀土的性能良好。开展了
稀土元素在镁合金中的作用及其应用() 稀土元素在镁合金中的作用及其应用(1).txt爱情是艺术，结婚是技术，离婚是算术。这年头女孩们都在争做小“腰”精，谁还稀罕小“腹”婆呀？高职不如高薪，高薪不如高寿，高寿不如高兴。稀土元素在镁合金中的作用及其应用.. 张景怀1,2,唐定骧1,张洪杰1,王立民1,王..军1,孟..健1* (1.中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室,吉林长春130022;2.中国科学院研究 生院,北京100039) 摘要:综述了稀土元素在镁合金中的主要作用和效果,从冶金物理化学角度对稀土元素在镁合金中的作用行为进行了初步分析。结合中国科 学院长春应用化学研究所的初步研究成果介绍了含稀土镁合金Mg..Zn..RE,Mg..Al..RE,Mg..RE等系列的性能及其应用,展示了含稀土镁合金的 优良综合性能,特别是高强、高韧、耐热和抗蠕变性能、耐腐蚀性能,稀土镁合金将成为研制高性能镁合金的重要方向。 关键词:镁合金;力学性能;耐热性;稀土 中图分类号:TG146.2;O614.33....文献标识码:A....文章编号: 0258-7076(2008)05-0659-09
....镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料, 具有密度低、比强度高、比刚度高、减震性高、易加工、易回收等优点,在航天、军工、电子通讯、交通运输等领域有着巨大的应用市场,特别是在 全球铁、铝、锌等金属资源紧缺大背景下,镁的资源优势、价格优势、产品优势得到充分发挥,镁合金成为一种迅速崛起的工程材料。面临国际镁金 属材料的高速发展,我国作为镁资源生产和出口 大国,对镁合金开展深入研究和应用前期开发工 作意义重大。然而目前普通镁合金强度偏低、耐热耐蚀等性能较差仍然是制约镁合金大规模应用的 瓶颈问题[1~5]。 稀土元素由于具有独特的核外电子结构,作 为一种重要的合金化元素,在冶金、材料领域起着独特的作用,例如净化合金熔体、细化合金组织、提高合金力学性能和耐腐蚀性能等。作为合金化 元素或微合金化元素,稀土已经被广泛应用于钢 铁及有色金属合金中[6]。在镁合金领域,尤其是在耐热镁合金领域,稀土突出的净化、强化性能逐渐被人们认识与把握,稀土被认为是耐热镁合金中 最具使用价值和发展潜力的合金化元素。我国的 镁资源和稀土资源特别丰富,近年来国内科研工
有色金属中稀土元素的化学分析 发表时间：2018-12-20T09:25:25.597Z 来源：《基层建设》2018年第33期作者：赵芳 [导读] 摘要：稀土元素作为工业合金的必要元素，其稳定性和结构功能会对合金本身的性能产生很大的影响，为了有效的提高有色金属的使用性能，必须对有色金属中的稀土元素进行化学分析，对其性能进行稳定的控制，本文主要分析了有色金属中稀土元素的作用，并对进一步提有色金属稀土元素的分析和应用进行了阐述。 西藏玉龙铜业股份公司 854000 摘要：稀土元素作为工业合金的必要元素，其稳定性和结构功能会对合金本身的性能产生很大的影响，为了有效的提高有色金属的使用性能，必须对有色金属中的稀土元素进行化学分析，对其性能进行稳定的控制，本文主要分析了有色金属中稀土元素的作用，并对进一步提有色金属稀土元素的分析和应用进行了阐述。 关键词：有色金属；稀土元素；化学分析 有色金属中的稀土元素在化学领域应用广泛，为了提高合金的稳定性和结构功能性，必须要对稀土元素中的各项元素进行化学分析，以进一步提升合金的性能，稀土元素的引入能够降低合金中的氢含量，改变金属的耐高温氧化性和耐腐蚀性提升合金表面张力，通过与金属杂质发生作用，析出的化合物能够有效提升合金的刚度，减少裂缝现象的出现，但是在当前的研究过程当中，稀土元素应用仍然存在着一定的问题需要解决。 一、有色金属中稀土元素的作用 1.稀土元素可以降低氢的含量 当氢融入到液态金属中时，会以原子态的形式在有色金属当中存在，所以为了减少原子形态对有色金属本身产生的影响，必须要引入稀土元素，稀土元素中稀土元素能够有效降低铝和其合金中氢的含量，研究表明通过有色金属中加入适当的稀土元素，能够有效降低轻的含量，减少裂纹的产生，增强有色金属的材料性能，减少工程事故的出现。 2.稀土元素能够改变有色金属中杂质的存在状态 由于有色金属中存在很多杂质，那么利用稀土元素可以充分的与这些杂质金属进行反应，形成不同的化合物，因此改变部分金属的固溶方式，降低金属的电阻率，同时稀土元素和非金属元素能够通过化学反应来形成熔点较高的化合物，细化其中的有色金属晶粒网络结构，形成稳定的高熔点的化合物，进一步提升有色金属的综合性能。稀土元素与金属杂质发生作用是能够有效的改变产品的库容存在方式，强化合金的效果，稀土元素与金属杂质之间发生的化学反应生成物熔点较高，从而使得机体的整体熔点升高，它能够使得枝晶网络和晶粒网络变细，稀土元素能够有效的降低块状物的存在，添加稀土混合物能够使氧元素和氢元素明显减少，降低合金中杂质的含量。 3.改变金属表面张力 当稀土元素融入合金，是能够有效降低机体表面张力，提高合金的成型性和主导性，对于金属合金性能进行衡量时，通常以金属的成型性和主导性为指标，当适量的稀土元素融入到铝和铝合金中时，可以有效的降低合金表面张力，提升金属的性能，减少金属裂缝现象的出现 4.改变有色金属及合金耐高温氧化和耐腐蚀性 在有色金属中，特别是铝中，通过加入多种混合的稀土，与没有加入稀土的铝相比，在海水中合金的耐腐蚀性和耐高温氧化性都有所增强，由此表明将适当的稀土化合物混入到有色金属合金当中，可以有效的改善金属和合金的耐腐蚀性和耐高温氧化性，以提升合金的性能。 二、有色金属中稀土元素的化学应用 1.铝合金 在铝合金中通过与稀土元素的混合，采用电化学测试方法，将25%的氢氧化钾溶液作为稀土元素化学分析的介质，同时利用金属箔作为辅助性电极进行实验，放置在电化学溶液中，利用丙醇去除电机铝合金表面覆盖的化学反应物，可以发现到稀土元素加入到铝合金中时的活性降低，不易与溶液中的稀土元素发生反应的抗腐蚀性能得到了提升，同时稀土元素能够对铝合金的放电现象进行抑制，使其在强碱笥溶液中具有较好的稳定性。通过实验可以发现，稀土元素能够有效的强化铝合金的性能，提高铝合金的稳定性，能够对铝合金的综合性能进行全面的提升，并且加入稀土元素以后能够让铝参加化学反应并由此产生氯化合物，这些化合物从铝合金中析出时，能够有效的提高铝合金的纯度和强度，稀土元素能够单独对铝合金起到强化和净化的作用，目前在工业生产中，铝合金稀土元素的化学应用在许多方面都应用广泛。 2.铜合金 在铜合金中，来信元素应用较广其中蓝颜的利用频率较多，它能够提高铜金属的耐腐蚀性，所以可以选择硝酸溶液作为反应溶液，利用点滴的方式来研究稀土元素在铜合金中的反应，利用硝酸溶液进行提纯，在保证试验温度和恒温的状况下获取强度转化膜，利用SEM手段分析转化膜元素的性能，这类合金通常体现为铜离子和镧系元素的共同化合物，耐腐蚀性强，能够有效的保护合金的内部构造不受损坏，实验表明，稀土的添加能够有效的提升合金的耐腐蚀性，特别是铜合金中，对于稀土元素的利用较广，所以在大电流和高压的双重作用下，可采用稀土铜合金来铸造。 3.镁合金 在镁合金中加入适量的稀土元素，可以有效的去除氢氧硫铁等杂质，对熔体具有较好的净化作用，增强镁合金的稳定性，使其具有更高的强度和延展性，当前在我国的汽车和航天事业当中，镁合金应用较广，能够有效的保证生产出来的产品具有较好的稳定性，同时在高温高压化的环境下不易发生反应，镁合金的高延展性为我国汽车和航天事业提供了更好的材料支持，这对于我国航空航天事业的进一步发展也是十分有利的。 4.钨合金 钨合金由于具有较好的耐高温和稳定性，在很多行业当中都有所应用，通过在钨合金当中引入稀土元素可以进一步提升合金的强度和延展性，稀土元素能够进一步细化为元素内部的晶粒，对于钨铜合金的电触头材料，钨铜合金具有较好的耐压性和耐电烧蚀性，但由于结合力较差，或者由于局部性能分布不均匀，容易产生腐蚀事故，针对这种状况，可以将稀土元素适量插入其中，稀土元素深入到合金的内