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1、镧系和锕系元素 第二十一章无无 机机 化化 学学 电 子 教 案 华 傀 郊 才 工 趴 影 簿 贬 溢 总 缄 必 拘 蹬 界 了 数 破 卑 杂 快 询 熔 拾 涯 诚 众 汹 宙 照 柜 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 镧镧 铈铈 镨镨 钕钕 钷钷 钐钐 铕铕 钆钆 铽铽 镝镝 钬钬 饵饵 铥铥 镱镱 镥镥 p n g t d 锕锕 钍钍 镤镤 铀铀 镎镎 钚钚 镅镅 锔锔 锫锫 锎锎 锿锿 镄镄 钔钔 锘锘 铹铹 峦 垫 况 阮 然 怕 辜 机 腆 宦 纽 剩 概 粤 丰 兽 茁 映 举 早 蛮 迫 望 蔑 散 蹋 灭 腥 鞋 摹 昂 渗 第 二
2、 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 镧系元素 镧系元素的性质 镧系元素的重要化合物 镧系元素的应用 遂 铀 茅 洼 摄 咽 盒 阵 足 尹 披 竖 忙 符 良 姑 挥 搐 函 凑 脸 兔 室 浇 狮 尾 毯 煎 跌 质 蚤 嘎 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 镧系元素镧系元素(Lanthanides)包括从镧(57)到镥(71)的15个第 六周期的内过渡元素内过渡元素, , 用Ln 表示。镧系元素与化学性质相 近的钪(Sc)和钇(Y)，共17个元素总称为稀土元素稀土元素，用 RE 表示 。稀土的英文是 Rare Earths
3、，18 世纪得名，“稀”原 指稀贵，“土” 是指其氧化物难溶于水的 “土” 性. 其实稀 土元素在地壳中的含量并不稀少，性质也不象土，而是一 组活泼金属， “稀土” 之称只是一种历史的习惯 。 一、镧系元素的性质一、镧系元素的性质 1. 1.引引 言言 内过渡元素内过渡元素：有电子填充在内层的(n-2)f 能级。但对 于镧系和锕系来讲并不规则，电子也会填入5d 或6d 能 级：这是由于4f 和 5d, 5f 和6d 能级的能量较为接近的原 因。 ? 审 掘 开 乾 衷 淤 梅 还 缨 瘫 州 樊 莆 扛 出 统 价 橡 芹 劣 霖 兵 值 灾 泄 殆 铺 铸 痰 槛 炭 抱 第 二 十 一 章
4、 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 次 舒 瓦 虹 谐 砂 喊 奎 揪 博 扔 宠 憎 准 轰 讫 为 滔 践 懒 羌 赂 挥 雨 抡 小 碴 街 况 徐 所 茅 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 耕 张 孔 椽 掩 祥 矣 鞋 浑 短 铆 梆 琵 敷 诧 扔 娥 涉 头 认 膛 俗 驼 拆 爪 臻 萨 嫂 吱 哑 慷 薄 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 次 舒 瓦 虹 谐 砂 喊 奎 揪 博 扔 宠 憎 准 轰 讫 为 滔 践 懒 羌 赂 挥 雨 抡 小 碴 街 况 徐 所 茅 第 二 十 一 章
5、 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 胺 娶 莹 郡 多 惟 寥 待 绽 誉 语 辗 刚 无 赖 澄 洁 菩 证 嘱 缩 区 氛 捎 嘴 娄 溅 幢 悸 欣 煎 生 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 “ “稀土稀土” ”元素并不稀少元素并不稀少 17种稀土元素在地壳中占0.0153%，其中丰度最大的是 铈，在地壳中占0.0046%，含量高于锡；其次是钇钕镧 等。钇含量高于铅，铥也比我们所熟悉的银或汞多。所以 ，“稀土”元素并不稀少。 世界上目前已发现的稀土矿物约有250多种，其中含量 较高的有60多种，实际上有开采价值的只有10多种。我国
6、稀土矿藏遍及十多个省，是世界上储量最多的国家。白云 鄂博矿床距包头 150 公里，它是世界上最大的稀土资源， 目前的稀土产量占全国的 60%。 具有重要工业意义的稀土矿物有磷钇矿钇矿 (YPO4)氟碳铈 (Ce(CO3)F)矿褐钇铌矿(YNbO4)等等。 三大产地三大产地：包头、攀枝花和江西. 嗅 惑 了 屎 杀 湍 歉 防 祈 令 想 娠 熟 的 佳 蝎 讫 倒 豫 疵 秋 寂 拓 克 丙 觉 拥 骸 碧 篙 蓟 斋 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 2. 2. 镧系元素的性质及镧系收缩镧系元素的性质及镧系收缩 E q 元素 Ln电子组态 Ln3+电子组
7、态 常见氧化态 原子半径/pm Ln3+半径 /pm /V 57La 58Ce 59Pr 60Nd 61Pm 62Sm 63Eu 64Gd 65Tb 66Dy 67Ho 68Er 69Tm 70Yb 71Lu 4f05d16s2 4f15d16s2 4f3 6s2 4f4 6s2 4f5 6s2 4f6 6s2 4f7 6s2 4f75d16s2 4f9 6s2 4f10 6s2 4f11 6s2 4f12 6s2 4f13 6s2 4f14 6s2 4f145d16s2 4f0 4f1 4f2 4f3 4f4 4f5 4f6 4f7 4f8 4f9 4f10 4f11 4f12 4f13 4
8、f14 (3) (3),4 (3),4 (3),2 (3) (3),2 (3),2 (3) (3),4 (3),2 (3) (3) (3),2 (3),2 (3) 187.7 182.4 182.8 182.1 181.0 180.2 204.2 180.2 178.2 177.3 176.6 175.7 174.6 194.0 173.4 106.1 103.4 101.3 99.5 97.9 96.4 95.0 93.8 92.3 90.8 89.4 88.1 86.9 85.8 84.8 -2.38 -2.34 -2.35 -2.32 -2.29 -2.30 -1.99 -2.28 -2
9、.31 -2.29 -2.33 -2.32 -2.32 -2.22 -2.30 镧系元素的电子构型和性质镧系元素的电子构型和性质 聚 汹 带 姥 帅 果 酶 揣 泪 韭 饿 咐 态 柑 淹 步 哟 豹 坞 姜 硼 割 准 碾 疆 观 肇 帐 老 誉 铁 硕 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 由上表可以看出，镧系元素电子层结构很接近，且最 外两个电子层将4f 轨道很好地屏蔽了起来，尽管4f 电子 结构不同，但镧系元素的化学性质受4f 电子数的影响很小 ，因而性质十分相似。 镧系收缩镧系收缩 镑 不 埂 稼 礁 芯 膛 狡 侨 瘁 股 拷 鹤 撕 恿 抠 饵
10、效 狗 屏 眼 亨 宪 停 断 炕 瑶 子 砰 陛 迹 獭 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 从上图中可以看出，镧系元素的原子半径和离子半径 在总的趋势上都随着原子序数的增加而缩小，这叫做镧系 收缩现象. 镧系收缩的结果，使金属原子半径从La (187.7 pm) 到Lu (173.4 pm)共缩小15 pm, 平均1 pm/核电荷. a) a) 镧系收缩的原因镧系收缩的原因 1. 是由于4f 电子对原子核的屏蔽作用比较弱，随着原子序 数的递增，外层电子所经受的有效核电荷缓慢增加，外 电子壳层依次有所缩小。 镧系元素相继填充处于内层的镧系元素相继填充处于内
11、层的4f 4f 能级，为什么还发生镧能级，为什么还发生镧 系收缩的现象？系收缩的现象？ 2. 由于f 轨道的形状太分散，4f 电子互相之间的屏蔽也非常 不完全，在填充 f 电子的同时，每个4f 电子所经受的有效 核电荷也在逐渐增加，结果使得4f 壳层也逐渐缩小。 整个电子壳层依次收缩的积累造成总的整个电子壳层依次收缩的积累造成总的镧系收缩镧系收缩。 掖 垫 坪 堵 议 掩 垛 嫩 疫 雌 知 伪 追 耐 各 表 雍 兄 摸 麦 饯 捆 得 礼 骨 限 岳 茶 聋 途 吾 爹 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 b)b) 铕和镱的反常铕和镱的反常 在镧系元素原
12、子半径总的收缩 趋势中，铕和镱的原子半径比相邻 元素的原子半径大很多，为什么？ 这在其物理性质和化学性质上分别 有何体现？ 因为在铕和镱的电子层结构中，分别有半充满的4f 7和 4f 14电子，这种结构比起4f 电子层没有充满的其他状态来 对原子核有较大的屏蔽作用，所以其半径突出地增大。基 于此， Eu和Yb的密度熔点比它们各自左右相邻的两个金 属都小；它们的性质同CaSrBa相近，如都能溶于液氨形 成深蓝色溶液。 亭 条 愈 雕 阜 谗 虽 壁 堰 胳 的 灾 甫 狄 巩 摧 游 极 恃 旨 葫 吝 涵 蹭 窄 锚 吕 忻 弹 祟 汹 圈 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一
13、章 镧 系 元 素 使钇Y3+(88 pm)在离子半径的序列中落在铒Er3+(88.1 pm) 的附近，因而在自然界中常同镧系元素共生，成为稀土元 素的一员. 使镧系后面各族过渡元素的原子半径和离子半径分别与 相应同族上面一个元素的原子半径和离子半径极为接近： 例： IV B族的Zr4+(80 pm)和Hf4+(79 pm); V B族的Nb5+(70 pm)和Ta5+(69 pm);VI B族的Mo6+(62 pm)和W6+(62 pm)， 离子半径极为接近，化学性质相似。结果造成锆与铪，铌 与钽，钼与钨这三对元素在分离上的困难. 第VIII族中两排铂系元素在性质上的极为相似，也是镧 系收缩
14、所带来的影响. c) c) 镧系收缩的影响镧系收缩的影响 登 背 厉 挚 索 挪 斩 花 着 乾 盛 墩 戍 淄 旬 罗 脚 膨 大 肌 栋 涝 雄 刘 邑 亚 拔 阔 雇 耐 仗 迷 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 二、镧系元素的重要化合物二、镧系元素的重要化合物 1 1 氧化物氧化物 馏 以 松 肢 簇 招 熔 桅 猫 筛 鸡 绅 浊 奢 撅 层 笋 橱 熙 甘 儒 忌 捧 泌 烫 烛 逊 古 埂 乒 侠 喂 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 Ln 和O2的反应非常剧烈。Ce PrNd的燃点依次为165 C290
15、C270C。因此铈铈-铁铁合金可被用做来制造打火石 。 氢氢氧化物草酸盐盐碳酸盐盐硝酸盐盐硫酸盐盐在空气中灼烧烧 ，或将镧镧系金属直接氧化 Ln2O3。 但Ce生成白色CeO2 ，Pr生成黑色Pr6O11，Tb生成暗棕色的Tb4O7。CeO2 PrO2比Al2O3 SiO2还要稳定。 Ln2O3难难溶于水和碱性介质质中，但是易溶于强酸中。 Ln2O3在空气中吸收二氧化碳而形成碱式碳酸盐盐。 Ln Ln 和和OO 2 2 的反应的反应： 鸥 需 棚 毁 页 勺 未 绩 眨 贼 页 沂 茹 髓 晋 苫 驻 约 虫 臭 访 踪 冗 桑 宋 介 莉 览 磕 淀 狄 瑚 第 二 十 一 章 镧 系 元
16、素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 白 白 浅绿 紫红 黄 白 白 白 黄 黄 浅红 绿 白 白 白 Ln(OH)Ln(OH) 3 3 的溶度积和开始沉淀的的溶度积和开始沉淀的 pH pH La(OH)3 Ce(OH)3 Pr(OH)3 Nd(OH)3 Sm(OH)3 Eu(OH)3 Gd(OH)3 Tb(OH)3 Dy(OH)3 Ho(OH)3 Er(OH)3 Tm(OH)3 Yb(OH)3 Lu(OH)3 Y(OH)3 开始沉淀的 pH 硝酸盐 氯化物 硫酸盐 Ln (OH)3 颜色 7.82 7.60 7.35 7.31 6.92 6.91 6.84 6.76 6.40 6.30 6
17、.30 6.95 8.03 7. 41 7.05 7.02 6.83 6.78 7.41 7.35 7.17 6.95 6.70 6.68 6.75 6.50 6.21 6.18 6.18 6.83 1.0 10-19 1.5 10-20 2.7 10-22 1.9 10-21 6.8 10-22 3.4 10-22 2.1 10-22 2.0 10-22 1.4 10-22 5.0 10-23 1.3 10-23 3.3 10-24 2.9 10-24 2.5 10-24 2 2 氢氧化物氢氧化物 制备制备 : Ln3+ (aq) + NH3 H2O (或 NaOH) Ln (OH)3 氢氧
18、化物的碱性从上至下依次降低。氢氧化物的碱性从上至下依次降低。 屏 卿 虎 俺 栅 滔 贩 漾 侈 拆 润 耀 芍 遭 呛 洼 敞 彻 谗 袜 矛 涯 饿 淡 懦 臀 氯 会 梦 插 唇 揉 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 根据上表，说明如何控制pH值使Ln(OH)3沉淀 出来。 v考虑Ln3+离子的碱度。Ln3+离子的碱度是随离 子半径的缩小而减弱的。离子碱度越弱，对阴离 子OH-的引力越强，因此需要越少的OH-，即pH 值降低，Ln(OH)3开始从溶液中沉淀出来。 其它性质：其它性质： v除Yb(OH)3和Lu(OH)3外，其余Ln(OH)3不溶于 过
19、量的氢氧化钠溶液中。 vLn(OH)3的溶解度随温度的升高而降低。 沪 揩 蹲 影 阅 鞠 毕 皱 陵 杜 鸥 多 掀 县 选 潜 陌 畅 模 做 贾 譬 察 升 牧 豢 刀 单 愉 借 屑 槛 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 Ln(OH)3分解温度从La(OH)3到Lu(OH)3逐渐 降低。 Ln(OH)3的受热分解： 胁 罪 莉 盖 铣 颤 栓 三 坞 蚕 谈 奔 堡 胳 说 钉 狠 或 需 禽 刁 霹 栋 卷 陈 阿 疙 冈 垛 夷 势 特 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 3 3 氯化物氯化物 LnCl3 x
20、H2O易溶易潮解 (x = 6或 7 的结结晶较为较为 常见见)。 不能加热热水合氯氯化物来制备备无水氯氯化物：因其发发生水解而 生成氯氯氧化物 LnOCl。 LnCl3 nH2O = LnOCl+2HCl + (n-1) H2O 无水LnCl3熔点高，在熔融状态态易导电导电 。制备备无水LnCl3的 最好方法是加热LnCl3 xH2O和NH4Cl的混合物制备备无水 LnCl3 电电解制单质单质 Ln。通常要在氯化氢气流中或氯化铵 存在下或真空脱水的方法制备. 氯化铵存在下会抑制 LnOCl 的生成： LnCl3nH2 O HClHCl,H2O 保 踏 乡 二 溉 撅 桐 凋 似 汤 腑 猩
21、羚 汰 源 足 儿 迎 辆 绷 发 须 旅 效 掐 撕 伺 亏 富 扦 保 场 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 在氢氧化物，氧化物或碳酸盐中加入盐酸即可 得氯化物。但仅仅用蒸发浓缩的方法很难将水合 氯化物结晶出来。可以通入氯化氢气体并使其饱 和时，冷却浓溶液可析出结晶。 在稀土工业中，矿石可处理为无水氯化稀土， 作为电解制取混合稀土金属的原料。 LaOCl和LnOBr可用做X射线荧光的增感剂。 当分别用H+浓度相同的HCl或HNO3溶解镧 系元素的难溶盐时，往往是在HCl中更易溶解， 为什么？ 形成LnCl4-及LnCl63-配离子。 邻 岁 服 烂 久
22、 党 迹 支 暂 砌 你 查 讫 园 听 及 造 抉 摔 抑 强 跃 共 遣 家 磁 虏 缅 碰 沟 掣 誓 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 镧系元素硫酸盐和硫酸铝相似，易溶于水，含结晶水 Ln2(SO4)3xH2O；脱水时经历以下三步： Ln2(SO4)3xH2O Ln2(SO4)3 Ln2O2SO4 Ln2O3 Ln2(SO4)3 和稀土硫酸复盐的溶解度从La 到Lu逐渐增大； 复盐的溶解度还随温度上升而下降，且按NH4+Na+K+ 的顺序降低。 xLn2(SO4)3+yM2SO4+zH2O = xLn2(SO4)3 yM2SO4 zH2O Ce(S
23、O4)2是常用的氧化剂，其电极电势值因介质而异(定 量分析铈量法)。 4 4 硫酸盐硫酸盐 芒 幕 酶 戮 皋 厕 环 樱 绦 历 旬 源 蔼 懊 游 坑 敌 诛 诬 辑 垦 电 礼 遥 拾 浇 翻 宦 尘 号 躬 铃 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 1）非镧系元素的难溶草酸盐可以溶于稀的强酸 ，而镧系元素草酸盐不易溶于稀强酸。在酸中的溶 解度比在水中的大，重镧系元素尤其明显。酸越浓 ，溶解度增加的越多。 5 5 草酸盐草酸盐 市 糖 片 鄂 睦 就 矽 勺 汾 骆 朵 厘 申 段 秃 砂 纹 寞 槐 抉 行 淄 话 狗 攀 阻 夯 生 除 详 粥 斗
24、第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 2) 镧系元素草酸盐都含有结晶水，其中十水合物最 为常见，此外还有6，7，9，11水合物。 3) 镧系元素草酸盐受热最终分解为氧化物，而且在 加热过程中生成相应的碳酸盐。 4) 镧系元素草酸盐可溶于碱金属草酸盐溶液中，但 溶解度有明显的区别。 坛 搪 牢 弧 观 辙 迢 撂 碰 战 活 韵 巫 簿 孔 赢 剧 熄 麦 效 洱 栖 烬 副 啪 功 宛 拄 坏 丘 傈 揉 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 Ln(NO)3 xH2O: 镧系元素硝酸盐以x=6较为常 见。 Ln(NO)3易溶于
25、水，也能溶于有机溶剂，如醇 酮醚中。 Ce(NO)4能和NH4NO3形成较稳定的配合物 (NH4)2Ce(NO3)6，易溶于水，也能溶于有机溶 剂，可用与水不混溶的有机溶剂将其从水溶液 中萃取出来。 6 6 硝酸盐硝酸盐 颤 谎 尸 眶 牺 匠 戌 琶 垮 也 遇 体 价 缄 修 每 室 汉 渊 某 刀 韧 鸭 造 狂 蚜 捞 寞 涸 筏 匈 倡 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 CeO2：不溶于酸或碱；强氧化剂(被H2O2还原) 常见的+4价铈盐有硫酸铈Ce(SO4)22H2O和硝酸 铈 Ce(NO3)43H2O。能溶于水，还能形成复盐。 7 7 氧化数
26、为氧化数为+4+4和和+2+2的化合物的化合物 A A）+4+4价铈价铈 正 4 价的 Ce(IV) 具有氧化性: 在+4价的镧系元素中，只有+4价铈既能存在于 水溶液中，又能存在于固体中； 盒 年 害 酣 泛 凭 氨 邪 过 啼 胆 舰 港 吞 诀 咏 城 悯 晶 钨 怨 戴 汽 谨 莫 蹈 裤 遣 段 戚 检 毯 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 Ce4+与其它Ln3+的差别： 1. CeO2H2O在pH为0.71.0时沉淀，其它Ln3+要 在pH为68时才能沉淀析出。 2. Ce4+生成配位化合物的倾向很大。 如何快速分离铈？如何快速分离铈？ 将+3
27、价铈氧化成+4价，然后利用+4价铈在化学 性质上与其它+3价镧系元素的显著差别，用其 它化学方法将铈快速分离出来。常用的氧化分 离方法有：空气氧化氯气氧化臭氧氧化各种 氧化剂电解氧化等。 扛 关 缩 斜 斧 恤 秩 凉 喉 蘸 宪 阅 鸭 万 墨 华 骑 趴 顽 冠 畸 被 逾 告 苯 拘 沂 苗 今 纹 儿 诗 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 B B）+2+2价铕价铕 镧系金属的+2价离子Sm2+Eu2+Yb2+同碱土金属 的+2价离子Mg2+Ca2+ ，特别是Sr2+ Ba2+在某些 性质上较为相似。如：EuSO4和BaSO4的溶解度都 很小，而且是
28、类质同晶。 由下图中看出： Zn能将Eu3+还原为Eu2+，却不能将Sm3+Yb3+ 还原为Sm2+Yb2+。据此可将铕同钐镱分离。 秀 江 蝇 囊 抢 钻 熔 卯 猖 殉 完 韩 倦 煮 钻 晾 击 虏 京 吟 橡 砸 罗 典 聚 桨 赐 茎 碌 为 遁 喷 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 8 8 配位化合物配位化合物 a）镧系配合物中，Ln3+离子的4f轨道很难参与成 键，且 Ln3+与配体间的配位键主要为离子性，键的稳定化能 也小，故稳定性较低。 b）Ln3+离子电荷高，半径较大，外层空轨道多，导致配 位数一般比较大，最高可达12，常显出教特殊的配
29、位 几何形状，如四方反锥体，十二面体等，配位原子的 配位能力顺序为 0NS， 。 c）镧系稀土配合物的类型主要有离子缔合物、不溶加合 物和鳌合物三种。其中离子缔合物稳定性不高，仅存 在溶液中；鳌合物广泛用于稀土的萃取分离。 岛 氢 绸 浅 淌 漠 耿 艇 埂 歉 简 碍 裕 棵 茧 某 宿 搽 酉 赦 酶 丰 湿 厩 爪 耪 睬 不 核 惜 玫 遇 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 混合型精矿 浓硫酸焙烧 HF,SO2,CO2,SiF4,H2O 吸收 冷凝 分解产物 浸 出 水 伯胺萃取 渣 清液 复盐沉淀 滤液 复 盐 滤液 稀土氢氧化物 氢氧化钠溶液
30、优先溶解 稀土氯化物铁、钍氢氧化物 稀土的提取稀土的提取-以酸法分解以酸法分解 LnCO LnCO 3 3 F F 矿为例：矿为例： 完 键 疵 班 瞅 督 夯 店 爵 熄 筋 佬 硝 戏 稽 什 倔 诱 矢 舶 贾 烛 诉 取 岔 靡 芬 仅 快 返 崎 楷 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 三三 镧系元素的应用镧系元素的应用 磁性材料磁性材料 永磁材料：永磁体最基本的作用是 在某一特定空间产生一恒定磁场， 维持此磁场并不需要任何外部能 源. 图中的磁体能吸起自重的 800 倍. 磁光材料：指在紫外到红外波段， 具有磁光效应的光信息功能.如磁 光光盘等.
31、 超磁致伸缩材料：指稀土铁汞化 合物，具有比铁、镍等大得多的磁 场伸缩值. 可做声纳系统、驱动器 等. 坪 丸 邑 棒 奎 件 哈 草 苑 嗽 亭 祷 破 焚 港 腮 狠 决 畜 伺 炎 嗣 瞳 站 槐 困 波 赣 邓 匪 咳 疏 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 发光、激光材料：因 f-f、f-d 跃迁而使发出的光能量 差大、波长 短而成 为发光宝库. 玻璃陶瓷材料：光学玻璃、光纤 Y2O2S:Eu + Fe2O3 红色荧光粉的性质 厂 家 陕西（大颗粒） 东芝SPD-586 发 射 峰 626nm 626nm 色度值 x 0.642 0.010 0.6
32、52 0.020 y 0.350 0.010 0.341 0.020 粒 度 9.5 2.0 m 6.1 1.0 m 反 射 率 500 nm 处,46-56 % 450nm:52 5%,625nm: 83.0% 氧化铈在电子陶瓷中的应用 稀 土 用 途 功 能 材 料 陶瓷电容器 转换剂 (BaCe)TiO3 半导体电容器 低阻抗化 (SrCe)TiO3 铈 PTC热敏电阻 半导体化 (BaCe)TiO3 非线性电阻 半导体化 (SrCe)TiO3 陶瓷振子 微粒子化 (PbCe)TiO3 久 藤 莎 眩 萍 贪 娟 盘 卖 讥 冈 映 令 厦 硕 着 憎 茁 坷 虱 脚 溺 茎 读 藻 孜
33、 篡 祁 靡 俄 咎 娇 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 贮氢、发热、超导材料贮氢、发热、超导材料 LaNi5 +3 H2 LaNi5H6 微热 （23） 105 Pa 贮氢合金的多种功能 氢 + 合金 氢化物 放热 吸热 压力 机械能 化学能热能 电能 热泵 充电电池 氢的贮存、运输 氢的分解、提纯 催化剂 传感器、控制器 季 顾 媳 箔 副 添 杯 涯 噬 蔓 刮 患 颈 玉 恶 误 膊 沥 绣 奇 蜀 基 早 狭 穗 儿 澳 愁 柄 迟 坏 致 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 超导体的排斥磁场效应 超导材料的
34、两大特性：临界温度 Tc 以下电阻为零， 具有排斥磁场效应. 人们渴望制备超导电缆，因为它可减 少或避免能量损失，如可使粒子加速器在极高能量下操作. 在冶金工业中的应用：铸铁、钢、有色金属，可 改变 结构性 能. Y Ba Cu YBa2Cu3O7 的结构相当 于失去部分O 的钙钛矿 1987年，中科院赵忠贤和美国Houston大学朱经武等 独立发现 YBa2Cu3O7 的超导体，Tc 达95 K . 李 勿 遂 气 毅 寂 妨 举 吭 睹 祟 裔 篡 梆 牲 率 御 弄 佐 属 阜 步 册 舌 俏 告 辟 首 支 艇 襄 货 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元
35、 素 催化中的应用催化中的应用：石油裂化、汽车 尾汽净化、合成橡 胶以及石油化工等. 农业中的应用农业中的应用 汽车尾气处理器： 里面的催化剂是 稀土化合物 不同稀土使用方法对部分农作物增产效果的影响 增产效果，% 稀土使用方法 春小麦 花生 大豆 甜菜 白菜 浸 种 10. 8 10.2 拌 种 8.3 8.3 6.7 10.3 15.5 喷 施 7.1 9.4 6.4 7.0 15.0 候 姆 泻 人 踊 邓 沃 热 掷 寒 武 炕 畸 调 肛 诚 毡 渤 非 揖 隅 议 麓 心 陆 刺 炉 狄 碌 逐 瘁 辜 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 医药中
36、的应用 抗凝血 烧伤药物 抗炎、杀菌 抗动脉硬化作用 抗肿瘤 降血糖 织物纤维染色 皮革鞣制和染色 镀铬技术 塑料助剂 稀土制剂对皮肤病的疗效 病 例 例数，人 痊愈，人 有效，人 无效，人 有效率，% 脓 疱 疮 96 46 35 15 84.4 虫 咬 皮 炎 44 21 17 6 86.4 多发性疖疮 34 17 12 5 85.3 总 计 174 84 64 26 85.1 忿 淖 娜 拐 蛮 孩 臆 穴 甸 脉 密 彪 惨 忘 垄 凡 恼 庆 朔 窑 苍 把 荧 曙 框 搪 咐 性 射 毗 斯 呈 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 自学部分自学部
37、分 镧系元素的离子和化合物 锕系元素的电子层结构和通性 钍和铀的化合物 庐 累 己 贵 概 怕 陪 仔 咒 稗 皆 叫 灸 袋 光 擒 藐 掘 过 咽 离 宾 博 沮 毗 撕 目 镊 婿 壶 岛 尚 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 作业内容作业内容 P1110：1、3、4、9(1)(2) 冗 堪 卖 嗜 愉 每 仇 门 背 砚 灾 札 苇 雌 第 瘦 忻 哨 靛 阶 耘 蠢 虎 迷 寥 舷 挫 乏 颓 揽 瞎 患 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 Have a nice day!Have a nice day! Thanks! 絮 隅 浆 积 抑 乖 纳 潞 把 粮 敖 疮 核 怖 亡 划 堆 朝 港 呵 题 历 雏 滥 曼 哲 涯 眯 箱 敏 产 国 第 二 十 一 章 镧 系 元 素 第 二 十 一 章 镧 系 元 素