稀土金属有机化学

稀土元素基本知识1稀土元素稀土元素是钪(Sc)、钇(Y)和15个镧系元素的总称。

通常用RE表示，其氧化物用REO表示。

镧系元素包括镧(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)。

所以稀土元素共有17个元素。

全部稀土元素的发现是从1794年发现钇至1947年从核反应堆裂变产物中分离出钷，历时150年。

其中钪是典型的分散元素，钷是自然界中极少见的放射性元素。

这两个元素与其它稀土元素在矿物中很少共生，因此在稀土生产中一般不包括它们。

稀土元素同属元素周期表第IIIB族，化学性质十分相似。

除钪和钷外，根据分离工艺要求或产品方案，可将它们分为两组或三组。

前者是以铽为界，镧至钆为铈组稀土，通常称作轻稀土，铽至镥和钇为钇组稀土，通常称为重稀土。

后者是依据P204萃取分为轻稀土（镧至钕）、中稀土（钐至铽）和重稀土（镝至镥和钇）。

2稀土元素的价态稀土元素易于失去电子，通常呈正三价。

所以稀土是非常活泼的金属元素，其活泼性仅次于碱土金属。

铈、镨、铽在外界氧化剂的作用下又可呈正四价，而钐、铕、镱在还原剂的作用下也可呈正二价离子。

因此各三价单一稀土氧化物的分子式可表示为M2O3(M—La、Nd…)，而铈、镨、铽的氧化物的分子式分别为CeO2、Pr6O11、Tb4O7。

3镧系收缩镧系元素的原子半径、离子半径都随原子序数（从镧到镥）的增加而减小，将这一现象称为镧系收缩。

由于镧系收缩，从镧到镥的碱性随原子序数的增加而减弱；络合物的稳定性随原子序数的增加而增强。

这就是能将性质及其相似的稀土元素逐一分离的主要依据。

4稀土元素的主要化合物稀土元素的化合物很多，有无机化合物、有机化合物、金属间化合物等。

这里仅将在湿法冶金生产实际产出的几种化合物予以简单介绍。

4.1氧化物在800～10000C下灼烧稀土氢氧化物、草酸盐、碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐都可获得稀土氧化物，其中铈、镨、铽在一定的灼烧条件下生成CeO2、Pr6O11(Pr2O3·4PrO2)、Tb4O7(Tb2O3·TbO2)。

化学中的金属有机化学反应金属有机化学反应是指金属与有机化合物之间发生的化学反应。

在有机化学领域中，金属有机化合物是一类重要的化学物质，具有广泛的应用价值。

金属有机化学反应在有机合成、催化反应、材料科学等领域中发挥着重要的作用。

本文将重点介绍金属有机化学反应的基本概念、机理和应用。

一、金属有机化学反应的基本概念金属有机化学反应是指金属与有机化合物之间的相互作用，产生新的化学物质。

金属有机化合物一般由金属离子和有机配体组成。

金属离子可以是过渡金属、稀土金属等。

有机配体可以是有机酸、有机碱或有机配体。

金属有机化学反应的基本过程包括配位、配位键的形成和断裂、电子转移等。

二、金属有机化学反应的机理金属有机化学反应的机理复杂多样。

其中一种常见的机理是配位反应。

在配位反应中，金属离子与有机配体之间形成配位键，形成金属有机化合物。

配位反应可以是配体取代反应、配体加成反应、配体还原反应等。

另一种常见的机理是电子转移反应。

在电子转移反应中，金属离子从有机配体中接受或释放电子，改变配体的氧化还原状态。

电子转移反应可以是氧化反应、还原反应等。

三、金属有机化学反应的应用金属有机化学反应在有机合成中具有广泛的应用。

通过金属有机化学反应，可以合成各种有机化合物，如有机酸、有机醇、有机醛、有机酮等。

金属有机化学反应还可以用于催化反应。

金属有机化合物作为催化剂，可以促进反应速率，提高反应选择性。

金属有机化学反应在材料科学中也有重要应用。

金属有机化合物可以用于制备金属有机框架材料、金属有机聚合物等。

四、金属有机化学反应的发展趋势随着化学领域的不断发展，金属有机化学反应也在不断推进。

目前，研究人员正在努力开发新的金属有机化学反应，以实现更高效、更环保的有机合成方法。

同时，研究人员还在探索金属有机化学反应的机理，以深入理解反应过程，为新反应的设计和优化提供理论指导。

总之，金属有机化学反应是有机化学领域中的重要研究内容。

通过对金属有机化学反应的研究，可以开发出新的有机合成方法，提高化学反应的效率和选择性。

乙酸铈和硝酸铈乙酸铈和硝酸铈是两种常见的铈盐，具有不同的化学性质和用途。

本文将分步骤阐述这两种化合物的性质和用途，以及它们在科学研究和产业应用中的重要性。

1、乙酸铈乙酸铈的化学式为Ce(CH3COO)3，是一种白色晶体，易潮解，不溶于水，溶于乙醇和乙醚。

乙酸铈是一种重要的稀土金属有机盐，具有以下主要用途：（1）作为氧化剂和催化剂。

乙酸铈是一种强氧化剂，常用于有机合成反应中，例如合成烯醇、醛、酮等化合物。

此外，乙酸铈还可以作为催化剂，促进化学反应的进行，提高反应速率和选择性。

（2）用于储存能源。

乙酸铈可以与一些有机物形成复合材料，具有储能性能。

这种材料可以在外界刺激下释放储存的能量，如可将其应用于电池、电容器、动力材料等领域。

（3）用于生物技术。

由于乙酸铈稀土离子的特殊性质，可以与生物体内的蛋白质和核酸发生特殊的作用。

因此乙酸铈常用于生物技术中的分析、诊断和治疗等方面。

2、硝酸铈硝酸铈的化学式为Ce(NO3)3，是一种白色结晶体，易潮解，易溶于水和醇类。

硝酸铈是铈系稀土金属化合物中的重要代表，具有以下主要用途：（1）用于材料科学。

硝酸铈具有优良的光学、电学性能，因此可以用于制备太阳能电池、光电器件等。

此外，硝酸铈也能够改善材料的热稳定性、耐腐蚀性和高温力学性能等方面的特性。

（2）用于电子材料。

硝酸铈可以用于制备电子材料中的瞬变器件、磁存储材料、超导体等，具有良好的性能。

在集成电路领域，硝酸铈也具有重要作用，可用于制备高介质、高温超导体等特殊的电子材料。

（3）用于其他领域。

硝酸铈还可以用于污水处理、催化剂的制备等领域。

在化学分析中，硝酸铈可以用于测定阳离子的含量，其极性高，适用于许多离子的测定。

总之，乙酸铈和硝酸铈作为铈系稀土金属化合物中的重要代表，具有广泛的用途。

它们在材料科学、电子材料、生物技术、化学分析、催化剂等领域中扮演着重要的角色。

在科学研究和产业应用中，它们的重要性不容忽视。

稀土配位及稀土配合物在发光领域的发展与应用赤峰学院化学系化学本科班王丽丹指导教师：桑雅丽前言：含有稀土元素的有机高分子材料, 既具有稀土离子独特的光、电、磁特性,又具有有机高分子材料的优良加工性能，是一种具有潜在应用价值的功能材料,已引起广泛关注。

光致发光稀土有机配合物荧光材料作为无机发光、有机发光研究的交叉学科,有着十分重要的理论研究意义和实际应用价值。

一、稀土配位特性稀土元素是一类典型的金属,能与元素周期表中大多数非金属形成化学键。

在金属有机化合物或原子簇化合物中，有些低价稀土元素还能与某些金属形成金属—金属键。

表1是稀土配合物按化学键的分布情况[1]。

表1稀土配位化合物按化学键的分布由表1的数据表明：在这些化合物中，与稀土直接配位的原子有卤素，氧族(氧、硫、硒、碲)，氮族(氮、磷、砷)，碳族(碳、硅、锗)和氢等五类元素。

按其成键多少，依次是氧、碳、氮、卤素、硫(硒、碲)、氢和磷(砷）。

配位化合物(包括络合离子）及金属有机化合物中中心离子的配位数是指与它结合的δ配体的配位原子数或π配位所提供的π电子对数。

根据图1可以看出稀土有大而多变的配位数，3d过渡金属的配位数通常是4或6，而稀土元素离子最常见的配位数为8或9，这一数值比较接近6s，6p和5d道数的总和；稀土离子具有较小的配体场稳定化能，而过渡金属的晶体场稳定化能较大，所以稀土元素在形成配合物时键的方向不强,配位数在3 ~12范围内变动[2]。

由图1可以看到其中最常见的配位数为8和9，对稀土化学键及电子结构的研究结果表明:大多数稀土化合物中其化学键的性质属极性共价键,稀土常以6s、6p和5d轨轨道参与成键, 其轨道总数为9，这就是稀土化合物配位数以8和9为主的主要原因。

统计数字表明：具有8和9配位数的配合物约占总数的65%，配位数高于8和9的配合物显著减少，配位数低于8和9的配合物数目也显著减少。

二、稀土配位化学[3]配位化学处于多学科交汇点,稀土配位化学是稀土化学活跃的前沿领域之一。

稀土金属配合物的性能研究稀土金属配合物是一类非常重要的化合物，在许多领域都有着重要的应用。

稀土金属具有特殊的电子结构和磁性质，因此可以形成稳定的配合物，具有一些独特的性能。

本文将探讨稀土金属配合物的性能研究。

稀土金属配合物具有丰富的化学性质，能够发挥出不同的功能。

在催化剂领域，稀土金属配合物常被用于有机合成反应中，可以加速反应速率，提高产率。

例如，氧化镧配合物在环己酮的氧化反应中具有良好的催化性能，可以将环己酮转化为环己酮氧化物。

这些催化剂在有机合成中起着至关重要的作用，帮助化学工业实现更高效的生产。

此外，稀土金属配合物还具有光、磁等性能，广泛应用于光学和磁学领域。

其中，稀土金属配合物的发光性能备受关注。

稀土金属离子的能级结构和电子跃迁规律决定了配合物的发光特性。

通过调控稀土金属配合物的结构和配位环境，可以实现不同的发光颜色和荧光效率。

这些发光材料在荧光探针、LED显示等方面具有广泛的应用前景。

在磁学领域，稀土金属配合物的磁性质也备受研究者关注。

由于稀土金属离子的磁矩较大，因此它们通常表现出强磁性。

稀土金属配合物在磁记录、磁传感器等方面有重要应用。

研究人员通过设计不同结构的稀土金属配合物，实现了对磁性质的调控，为磁学应用提供了新的思路。

另外，稀土金属配合物还广泛应用于药物和生物探针领域。

稀土离子在生物体内有较长的衰减时间，因此可以作为荧光标记物，用于药物传递、细胞成像等领域。

稀土金属配合物还可以作为MRI对比剂，用于医学影像学的研究。

这些应用对于生物医学领域有着重要的意义，为疾病的诊断和治疗提供了新的工具。

综上所述，稀土金属配合物具有丰富的性能和应用前景。

通过对其结构和性质的深入研究，可以实现更多领域的应用。

未来，随着科学技术的不断发展，稀土金属配合物必将在更多领域展现其独特的价值。

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。

稀土MOFs二氧化碳还原
稀土MOFs二氧化碳还原是一种新型的二氧化碳还原技术，它利用稀土金属有机框架材料（MOFs）作为催化剂，将二氧化碳转化为有用的化学品，如甲酸、甲醇等。

这种技术具有高效、环保、可持续等优点，被认为是未来二氧化碳减排和资源利用的重要途径。

稀土MOFs是一种由稀土金属离子和有机配体组成的晶体材料，具有高度的结构可控性和催化活性。

在二氧化碳还原反应中，稀土MOFs可以作为催化剂，促进二氧化碳的还原反应，生成有机化合物。

这种反应需要一定的能量输入，通常使用光能或电能作为驱动力，以提高反应效率。

稀土MOFs二氧化碳还原技术具有多种优点。

首先，它可以将二氧化碳转化为有用的化学品，从而实现二氧化碳的资源化利用。

其次，它可以减少二氧化碳的排放量，从而降低对环境的影响。

此外，稀土MOFs具有高度的结构可控性和催化活性，可以实现高效的反应转化率和选择性。

然而，稀土MOFs二氧化碳还原技术也存在一些挑战。

首先，稀土MOFs的制备和合成需要一定的技术和成本，限制了其在工业应用中的推广。

其次，稀土MOFs的催化活性和稳定性需要进一步提高，以满足实际应用的需求。

此外，稀土MOFs二氧化碳还原技术还需要解决一些技术难题，如反应条件的优化、催化剂的再生等。

稀土MOFs二氧化碳还原技术是一种具有广阔应用前景的新型二氧化碳减排和资源利用技术。

未来，我们需要进一步加强研究和开发，提高稀土MOFs的催化活性和稳定性，推动其在工业应用中的广泛应用，为实现可持续发展做出贡献。

简述稀土元素—镧稀土，曾称稀土金属，或称稀土元素，是元素周期表第Ⅲ族副族元素钪、钇和镧系元素共17种化学元素的合称。

因其天然丰度小，又以氧化物或含氧酸盐矿物共生形式存在，故叫“稀土”。

稀土材料具有优异的磁、光、电性能,不仅在传统材料领域,而且在现代高新技术领域中都有着广泛的应用。

从元素周期表来看，稀土家族是来自镧系的15个元素，加上与镧系相关密切的钪和钇共17种元素。

它们是：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。

在科技高速发展的今天，稀土元素在国民经济以及高新科学技术的发展中扮演着不可或缺的角色。

无论是航天、航空、军事等高科技领域，还是人们的日常生活用品，无论工业、农牧业、还是化学、生物学、医药，稀土的应用及其作用几乎是无所不在，无所不能。

作为是稀土元素中含量第二最丰富元素（第一丰富为铈，地壳中的含量约0.0046%），镧在地壳中的含量为0.00183%，镧的元素名来源于希腊文，原意是“隐蔽”。

于1839年被瑞典化学家莫桑德尔从粗硝酸铈中发现，并确认为一种新元素。

镧是银白色的软金属，有延展性。

其化学性质活泼，易溶于稀酸。

在空气中易氧金属镧化;加热能燃烧，生成氧化物和氮化物。

在氢气中加热生成氢化物，在热水中反映强烈并放出氢气。

镧存在于独居石沙和氟碳铈镧矿中。

易溶于稀酸。

镧为可锻压、可延展的银白色金属，质软可用刀切开。

其熔点921°C，沸点为3457°C，密度6.174克/厘米3。

镧化学性质活泼，在干燥空气中迅速变暗，在冷水中缓慢腐蚀，热水中加快;镧可直接与碳、氮、硼、硒、硅、磷、硫、卤素等反应;镧的化合物呈反磁性。

高纯氧化镧可用于制造精密透镜;镧镍合金可做储氢材料，六硼化镧广泛用作大功率电子发射阴极。

镧的外围电子层排布4f15d16s2。

第一电离能5.47电子伏特。

化学性质活泼，用刀刮即可在空气中燃烧（纯的铈不易自燃，但稍氧化或与铁生成合金时，极易自燃）；加热时，在空气中燃烧生成二氧化铈。

一、稀土元素简介稀土，曾称稀土金属，或称稀土元素，是元素周期表第Ⅲ族副族元素钪、钇和镧系元素共17种化学元素的合称。

稀土是制造被称为“灵巧炸弹”的精密制导武器、雷达和夜视镜等各种武器装备不可缺少的元素。

因其天然丰度小，又以氧化物或含氧酸盐矿物共生形式存在，故叫“稀土”。

1.基本简介稀土金属，或称稀土元素，是元素周期表第Ⅲ族副族元素钪、钇和镧系元素共17种化学元素的合称。

钪和钇因为经常与镧系元素在矿床中共生，且具有相似的化学性质，故被认为是稀土元素。

与其名称暗示的不同，稀土元素（钷除外）在地壳中的丰度相当高，其中铈在地壳元素丰度排名第25，占%（与铜接近）。

然而，由于其化学性质，稀土元素很少富集到经济上可以开采的程度。

稀土元素的名称正是源自其匮乏性。

人类第一种发现的稀土矿物是从瑞典伊特比村的矿山中提取出的硅铍钇矿，许多稀土元素的名称正源自于此地。

2.元素组成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。

周期系ⅢB族中原子序数为21、39和57～71的17种化学元素的统称。

其中原子序数为57～71的15种化学元素又统称为镧系元素。

稀土元素的共性是：①它们的原子结构相似；②离子半径相近（REE3+离子半径×10^-10m~×10^-10m，Y3+为×10^-10m）；③它们在自然界密切共生。

稀土元素有多种分组方法，目前最常用的有两种：两分法：铈族稀土，La-Eu，亦称轻稀土（LREE）钇族稀土，Gd-Lu+Y，亦称重稀土（HREE）两分法分组以Gd划界的原因是：从Gd开始在4f亚层上新增加电子的自旋方向改变了。

而Y归入重稀土组主要是由于Y3+离子半径与重稀土相近，化学性质与重稀土相似，它们在自然界密切共生。