稀土元素及分组特征
稀土基本知识
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)。
地层中稀土元素分布特征研究
地层中稀土元素分布特征研究地层是地球表面及其下部一定区域的岩层的总称。
地层中的岩石是人类认识地质历史和了解地球内部结构的重要依据。
稀土元素是指在地壳中含量极小而不常见的一类元素。
研究地层中稀土元素的分布特征对于了解地质历史、元素循环以及岩石形成的过程具有重要意义。
一、稀土元素的特点与分类稀土元素是指周期表中镧系元素(La ~ Lu)和钇(Y)的总称。
它们的特点是具有相似的电子结构和化学性质,但相对丰度都比较低。
在地壳中,它们的分布并不均匀,呈现出一定的分异性。
根据其原子数,稀土元素可以分为轻稀土和重稀土两个类别。
在地质演化过程中,它们的分布模式也有所不同。
二、地层中稀土元素的来源与富集机制地层中的稀土元素主要来自于地幔和地壳。
地幔是地壳下方的部分,包含丰富的稀土元素。
通过火山喷发或者地壳的剥蚀和侵蚀,稀土元素逐渐富集于地球表面。
在地质历史的不同时期,地层中的稀土元素富集程度也不同。
研究地层中稀土元素的含量和组成,可以揭示地质历史演化的不同阶段。
三、地层中稀土元素的分布特征地层中稀土元素的分布特征具有一定的规律性。
根据地质事件的不同类型,稀土元素含量和组成也会有所变化。
例如,在火山岩和喷发岩中,由于地幔物质的介入,稀土元素的含量往往较高。
而在沉积岩和碳酸盐岩中,稀土元素主要来源于海水。
因此,在不同类型的岩石中,地层中稀土元素的含量和组成也会有所差异。
四、地层中稀土元素的应用及意义地层中稀土元素的研究对于地质学、环境科学和资源开发具有很大的意义。
稀土元素的富集程度和分布规律与矿床形成和矿石富集有关。
通过研究地层中稀土元素的特征,可以为找矿勘察和资源开发提供重要的参考。
此外,稀土元素在环境污染和生态风险评估中也扮演着重要的角色。
了解地层中稀土元素的分布特征,有助于评估环境变化对生态系统的影响。
五、地层中稀土元素的未来研究方向随着科技的不断进步,人们对地层中稀土元素的研究也得到了广泛关注。
未来研究的方向主要包括:(1)探索地层中稀土元素的分布规律与地质事件的关系;(2)研究地球内部过程对地层中稀土元素的影响;(3)开展稀土元素在环境评估和资源开发中的应用研究等。
什么是稀土?主要成分和用途是什么?
什么是稀土?主要成分和用途是什么?本文转载自北极熊《什么是稀土?主要成分和用途是什么?》一、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)。
稀土元素通常分为二组: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)。
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。
这些稀土元素的发现,从1794年芬兰人加多林(J.Gadolin)分离出钇到1947年美国人马林斯基(J.A.Marinsky)等制得钷,历时150多年。
稀土元素
力学因素)。
Ln3+颜色:
La3+(4f0)、Lu3+(4f14)具有封闭电子构型,在可见区、紫外区均 无吸收;Ce3+(4f1)、Eu3+(4f6)、Gd3+(4f7) 、Tb3+(4f8)吸收带全部 或绝大部分在紫外区,Yb3+(4f13)的吸收带出现在近红外区。它 们的4f轨道为全空、半空、全充满、半充满、或接近全空、全充
以上过程只是把稀土元素从矿石中分离出来,得到的氧 化物是混合稀土氧化物,或混合稀土盐。
1.2 稀土元素的分离方法
稀土元素及其+3价态化合物的性质很相似,在自然界中 广泛共存,给分离和提纯工作带来很大困难。 1.分级结晶法 依据稀土元素盐类溶解度差异的方法。 进行多次反复操作。可能反复结晶数十次,百次,甚至 上千次 才可得到符合纯度要求的产品。 2.分级沉淀法 也是依据稀土盐类的溶解度不同,加入化学试剂生产难 溶化合物,沉淀出来,再溶解、沉淀,反复多次。
3.选择性氧化还原法 对于易被氧化或还原的+3价镧系离子,可用合适的氧化 剂或还原剂改变它们的价态,使形成性质上与其它+3价离子 有明显区别的化合物,从而分离。 如Ce3+易氧化为Ce4+ ,Ce4+可形成Ce(IO3)4或Ce(OH)4 从酸性溶液中沉淀出来。
4.离子交换法 利用Ln3+在阳离子交换树脂上吸附强弱不同。 如在磺酸基聚苯乙烯强酸性阳离子树脂(HR)上有: Ln 3+(aq)+ 3HSO3SR(s)= Ln(O3SR)3(s)+3H+(aq) Ln3+在树脂上的吸附次序是La→Lu逐渐减弱。用某种络 合剂(如Na2EDTA)溶液洗淋,洗脱顺序是Lu3+ → La 3+ .
17种稀土元素
17种稀土元素的应用领域稀土的分类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。
镧(La)【lán】:镧的应用超级普遍,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、各类合金材料等。
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)【shì】: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,从而节约空挪用电。
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,可有效避免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,硫化铈能够取代铅、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。
铈应用领域超级普遍,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、各类合金钢及有色金属等。
镨(Pr)【pǔ】:1,镨被普遍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,可加工成各类形状的磁体。
普遍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、选择性和稳固性。
稀土元素-稀土的应用
一.稀土元素的简介
二. 稀土元素的应用
稀土元素 的组成
稀土元素 的发现
稀土元素的 稀土元素的 化学性质 物理性质
稀土元素的组成
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。 稀土元素包括钪、钇、镧、铈、镨、钕、 钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、 镥。
④ 对人体皮肤的作用
⑤对人体癌症及爱滋病毒的作用
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稀土元素的重要化合物
①氢氧化物
②氧化物 ③碱性氧化物
④配合物
大部分稀土金属呈紧密六方晶格或面 心立方晶格结构,只有钐为菱形结构,铕为 体心立方结构。 具有4f0构型的La3+、Ce3+和4f14的Yb2+、 Lu3+,因无成单电子而呈反磁性,而具有 4f1~13构型的镧系元素及其化合物,则因含有 成单电子而表现顺磁性。
稀 土 元 素 的 发 现
稀土金属是芬兰学者加多林 (Johan Gado1in)在1794年发现的。 当时在瑞典的矿石中发现了矿物 组成类似“土”状物而存在的钇 土,且又认为稀少,便定名为
(Baxe Earth)。
①燃点低。 ②比其他金属元素都活泼。 ③ 氧化物稳定。
④氧化物熔点高,生成自由能负值大。
稀土是一种低毒性物质,其毒性与铁差 稀土有促进保护效应。大量的实验表明,稀 直接食用稀土元素(或离子)浓 不多,适量摄人,有助于提高机体的免疫力; 土可促进细胞的活性;对胰岛素细胞的分泌 度过大,可能是致癌、促癌的原因之 有调节作用,对胃粘膜起保护作用。 但是,大量补充则会造成对机体的危害。 一。然而取食于动植物,从而获取稀 从大量的动物实验中可以看出REC1 对鼠腺垂体
稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧
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)。
名称由来和分类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。
概述日本是稀土的主要使用国,目前中国出口的稀土数量居全球之首稀土作为许多重大武器系统的关键材料,美国几乎都需从中国进口(某些程度上是战略的储备)。
稀土是中国最丰富的战略资源,它是很多高精尖产业所必不可少原料,中国有不少战略资源如铁矿等贫乏,但稀土资源却非常丰富。
在当前,资源是一个国家的宝贵财富,也是发展中国家维护自身权益,对抗大国强权的重要武器。
中国改革开放的总设计师邓小平同志曾经意味深长地说:“中东有石油,我们有稀土。
”稀土是一组同时具有电、磁、光、以及生物等多种特性的新型功能材料, 是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,同时也对改造某些传统产业, 如农业、化工、建材等起着重要作用。
稀土用途广泛, 可以使用稀土的功能材料种类繁多, 正在形成一个规模宏大的高技术产业群, 有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。
有“工业维生素”的美称。
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。
稀土元素的环境化学
57
La58Ce59Pr60Nd
61
Pm
62
Sm
63
Eu
64Biblioteka Gd65Tb
66
Dy
67
Ho68Er69Tm70Yb71Lu
镧铈镨钕钷 钐铕 轻稀土组
钆铽 镝钬铒铥镱镥 重稀土组
铕以前的镧系元素叫做轻稀土元素 或称铈组元素;铕以后的镧系元素加上钪、 钇叫做重稀土元素或称钇组元素。
210 205 200 195 190
世界稀土资源
全世界已经发现的稀土矿物约有250种; 具有工业价值的稀土矿物有50~60种;
目前具有开采价值的只有10种左右;
世界稀土资源储量
世界稀土资源储量(万吨REO)
国 家 中国 前苏联 美国 澳大利亚 其他国家
储 量 4300 1900 1300 520 2375
% 41.3% 18.28% 12.51% 5.00% 22.85%
4、球粒陨石标准化图解是研究某种土壤是否有稀土污
染时必需的基本数据。
5、文献上还常用有关的岩石作标准,如研究河水、海 水、沉积物等常以北美页岩为标准。 6、还有用稀土元素和其他大离子亲石元
素以及过渡元素联合图解,可根据研
究目的选择不同的图解,一般原则是 选择最有判别或指示意义的元素或元 素对。
• 亲石元素:与氧亲和力强,自然界
•
•
稀土矿藏种类——独居石
独居石(Monazite):又名磷铈镧矿,主要化学成 分为(Ce,La,Y,Th)[PO4]。矿物成分中稀土氧化物含 量可达50~68%。其晶体结构为单斜晶系,斜方柱 晶类。晶体成板状,晶面常有条纹,有时为柱、锥、 粒状。 物理性质:比重4.9~5.5。黄褐色、棕色、红色, 间或有绿色,条痕白色或浅红黄色。半透明至透明。 硬度5.0~5.5。性脆。电磁性中弱。在X射线下发绿 光。在阴极射线下不发光。 主要产在花岗岩及花岗伟晶岩中;稀有金属碳酸岩 中;云英岩与石英岩中;云霞正长岩、长霓岩与碱 性正长伟晶岩中;阿尔卑斯型脉中;混合岩中;风 化壳与砂矿中
稀土元素的性质和用途
立志当早,存高远
稀土元素的性质和用途
1、稀土元素的分组稀土元素是元素周期表中第ⅢB 族的16 个元素总称,即LaLu 镧系元素(5771)和钇(Y,39)。
根据文献资料,稀土元素的分组有以下两种:
(1)二分组:即铈组和钇组
①铈组稀土(LaEu),用ΣCe 表示,称轻稀土(组)或铈族稀土(组)
包括:镧(La)、鈰(Ce)、镨(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu),共7 个。
②钇组稀土(GdLu+Y),用ΣY 表示,称重稀土(组)或钇族稀土(组)
包括:钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钇(Y),共9 个。
(2)三分组:由于研究对象与内容不同,通常有下面三种分法。
①轻稀土组:镧(La)、鈰(Ce)、镨(Pr)、釹(Nd)用LREE 表示。
②中稀土组:钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho);或钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)。
用MREE 表示。
③重稀土组:铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu);或铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钇(Y),用HREE 表示。
2、稀土的性质和用途
(1) 稀土的性质
稀土是典型的金属,银白色或灰色,金属光泽,硬度较大,导电性不良,具延展性。
稀土元素化学性质活泼,其活泼性仅次于碱土金属。
常温下,稀土金属需保存在煤油中。
按稀土金属的活泼性次序排列,由镧一镥递减,即镧最活。
稀土元素简要概况
稀土元素简要概况稀土元素简要概况根据国际理论与应用化学联合会(IUPAC)对稀土元素的定义,稀土元素是指门捷列夫周期表中ⅢB族,第四周期原子序数21的钪(Sc)、第五周期原子序数39的钇(Y)和位于周期表的第六周期从57号位置上的镧(La)至71号位置上的镥(Lu)等17个元素。
1. 稀土元素的分类根据稀土元素间的物化性质和地球化学的某些差异和分离工艺要求,学者们往往把稀土元素分为轻(铈组)、重稀土(钇组)两组或轻、中(铽组)、重稀土三组。
2. 稀土元素在自然界中的分布稀土元素在自然界中广泛存在,在矿物中稀土元素的含量并不高,在地壳中储藏量约占地壳的0.016%。
稀土元素在地壳中的分布具有如下特点:(1)整个稀土元素在地壳中的丰度比一些常见元素要多,如比锌(Zn)大三倍,比铅(Pb)大九倍,比金(Au)大三倍。
就单一元素而言,它们的丰度也和一些常见的元素相当,如铈(Ce)接近于锌,钇(Y)、钕(Nd)和镧(La)接近于钴(Co)和铅,丰度较低的铕(Eu)也比银(Ag)和铋(Bi)的丰度大。
(2)在地壳中铈组元素的丰度比钇组元素要大。
(3)稀土元素的分布是不均匀的,一般服从Odd-Harkins规则,即原子序数为偶数的元素其丰度较相邻的奇数元素的丰度大。
(4)在地壳中,稀土元素集中于岩石圈中,主要富集在花岗岩、伟晶岩、正长岩等岩石中。
稀土的钇组元素和花岗岩岩浆结合的更紧密,倾向于出现在花岗岩类有关的矿床中,铈组元素倾向于出现在不饱和的正长岩岩石中。
3. 稀土元素在自然界中的存在状态由于稀土元素原子结构的相似性,它们紧密结合并共生于相同矿物中。
(1)参加矿物晶格,是矿物不可缺少的部分,如氟碳铈矿;(2)以类质同晶置换的形式分散在造岩矿物中,如钛铀矿;(3)呈吸附状态存在于矿物中,如粘土矿物。
4. 稀土资源的分布及我国的稀土资源已发现的稀土矿物约有250多种,但具有工业价值的稀土矿物只有50~60种,具有开采价值的只有10种左右。
稀土元素小百科
稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称,包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧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,共17个元素。
镧(lan兰)、铈(shi市)、镨(pu普)、钕(nv女)、钷(po叵)、钐(shan山)、铕(you 有)、钆(ga嘎)、铽(te特)、镝(di笛)、钬(huo火)、铒(er耳)、铥(diu丢)、镱(yi 意)、镥(lu鲁),钪(kang抗),钇(yi乙)“稀土”一词是十八世纪沿用下来的名称,因为当时用于提取这类元素的矿物比较稀少,而且获得的氧化物难以熔化,也难以溶于水,也很难分离,其外观酷似“土壤”,而称之为稀土。
稀土元素分为“轻稀土元素”和“重稀土元素”:“轻稀土元素”指原子序数较小的钪Sc、钇Y和镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu。
“重稀土元素”原子序数比较大的钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu。
二、稀土资源及储备状况由于稀土元素性质活跃,使它成为亲石元素,地壳中还没有发现它的天然金属无水或硫化物,最常见的是以复杂氧化物、含水或无水硅酸盐、含水或无水磷酸盐、磷硅酸盐、氟碳酸盐以及氟化物等形式存在。
由于稀土元素的离子半径、氧化态和所有其它元素都近似,因此在矿物中它们常与其它元素一起共生。
我国稀土资源占世界稀土资源的80%,以氧化物(REO)计达3 600万吨,远景储量实际是1亿吨。
我国稀土资源分南北两大块。
——北方:轻稀土资源,集中在包头白云鄂博特等地,以后在四川冕宁又有发现。
主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素;——南方:中重稀土资源,分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省,以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中,主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。
稀土元素的特点
稀土元素的特点稀土元素是指化学元素周期表中镧系元素和钪、钇以及镉、锗的混合物。
稀土元素在自然界中分布较广,但含量较低,因此被称为稀土。
稀土元素具有许多独特的特点,主要包括以下几个方面。
稀土元素具有较高的密度和熔点。
稀土元素的密度一般在5-9克/立方厘米之间,属于较重的元素。
其中,钇、镧、铈、镨等元素的密度超过了铁,具有较高的密度。
稀土元素的熔点也较高,一般在1000-2000摄氏度之间,其中铗、铈、镨、钆、钇等元素的熔点超过了铁。
稀土元素具有良好的磁性和光学性质。
稀土元素中的一些元素,如钕、铽、钐等,具有较强的磁性,可以用来制造永磁材料。
稀土元素还具有丰富的光学性质,可以发射出特定的光谱,用于激光器、荧光材料等方面。
第三,稀土元素具有良好的化学活性。
稀土元素的电子排布特殊,容易发生氧化还原反应,可以与氧、硫、氮等元素形成化合物。
稀土元素的化合物常常呈现出特殊的颜色和磁性,具有广泛的应用价值。
第四,稀土元素具有较强的催化作用。
稀土元素的化合物常常是催化剂的重要组成部分,可以催化许多重要的化学反应,如裂解石油、合成有机化合物等。
稀土催化剂具有高催化活性、选择性和稳定性,成为化学工业中不可或缺的重要催化剂。
第五,稀土元素具有较强的放射性。
稀土元素中的一些元素,如镅、钚等,具有较强的放射性,具有一定的危害性。
因此,在稀土元素的开采和应用过程中,需要进行辐射防护和安全保护措施。
稀土元素具有较高的密度和熔点、良好的磁性和光学性质、较强的化学活性、催化作用和放射性等特点。
这些独特的特点使得稀土元素在许多领域中具有广泛的应用价值,如材料科学、化学工业、电子工业等。
稀土元素的研究和应用对推动科技进步和经济发展具有重要意义。
稀土元素小百科
稀土元素小百科稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称,包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧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,共17个元素。
镧(lan兰)、铈(shi市)、镨(pu普)、钕(nv女)、钷(po叵)、钐(shan山)、铕(you 有)、钆(ga嘎)、铽(te特)、镝(di笛)、钬(huo火)、铒(er耳)、铥(diu丢)、镱(yi 意)、镥(lu鲁),钪(kang抗),钇(yi乙)“稀土”一词是十八世纪沿用下来的名称,因为当时用于提取这类元素的矿物比较稀少,而且获得的氧化物难以熔化,也难以溶于水,也很难分离,其外观酷似“土壤”,而称之为稀土。
稀土元素分为“轻稀土元素”和“重稀土元素”:“轻稀土元素”指原子序数较小的钪Sc、钇Y和镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu。
“重稀土元素”原子序数比较大的钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu。
二、稀土资源及储备状况由于稀土元素性质活跃,使它成为亲石元素,地壳中还没有发现它的天然金属无水或硫化物,最常见的是以复杂氧化物、含水或无水硅酸盐、含水或无水磷酸盐、磷硅酸盐、氟碳酸盐以及氟化物等形式存在。
由于稀土元素的离子半径、氧化态和所有其它元素都近似,因此在矿物中它们常与其它元素一起共生。
我国稀土资源占世界稀土资源的80%,以氧化物(REO)计达3 600万吨,远景储量实际是1亿吨。
我国稀土资源分南北两大块。
——北方:轻稀土资源,集中在包头白云鄂博特等地,以后在四川冕宁又有发现。
主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素;——南方:中重稀土资源,分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省,以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中,主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。
我国的稀土工业也分为南北两大生产体系。
——北方以包钢稀土高科公司和甘肃稀土公司为轴心,构成了以包头稀土资源为主,四川资源为辅的轻稀土产品生产体系。
(整理)4稀土元素.
稀土元素稀土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)。
世界稀土资源世界稀土工业储量约1亿吨,我国居首位为5200万吨(REO),占世界稀土工业总储量一半以上。
其它富有稀土资源的国家和地区依次为美国(1300万吨)、独联体(600万吨)、澳大利亚(520万吨)、印度(110万吨)、加拿大(94万吨)南非(39万吨)、巴西(11万吨)等国家。
欧盟和日本基本没有稀土资源。
中国稀土资源我国稀土资源具有储量大、矿物品种全、稀土配分好等特点。
白云鄂博矿是世界最大的稀土矿山,为氟碳铈和独居石混合型稀土矿。
江西、广东等南方七省区的离子吸附型中重稀土矿是我国独有珍稀矿种。
四川和山东省拥有优质的单一型氟碳铈镧稀土矿。
广东、广西和台湾等省还蕴藏丰富的独居石矿和磷钇矿。
中国稀土工业储量REO万稀土——现代工业的维生素我国稀土应用已有50多年历史。
20世纪50年代开始把稀土应用于汽灯纱罩、打火石和电弧碳棒等方面,进而大量应用于冶金、机械、石油、化工、玻璃和陶瓷等传统产业,对改善产品性能、增加产品品种、提高生产效率发挥了巨大作用。
稀土已成为改进产品结构、提高科技含量、促进行业技术进步的重要元素。
由于稀土用量少,作用大,并已渗透到国民经济各个领域,成为许多产业不可缺少的“助剂”,被人们誉称为“现代工业的维生素”。
永磁之王——钕铁硼金属钕和镨钕合金主要用于制造钕铁硼永磁材料,它是目前世界上磁性最强的永磁体,被誉为“永磁之王”。
用它代替其他永磁材料,可使器件体积和重量成倍下降,从而获得了极为广泛的应用。
目前主要应用领域有:永磁电动机、发电机、核磁共振成像仪、磁选机、音响扬声器、磁力传动、磁力起重、仪器仪表、液体磁化、磁疗设备等等,已成为汽车制造、通用机械、电子信息产业和尖端技术不可缺少的功能材料。
稀土元素四分组效应
稀土元素四分组效应稀土元素是指原子序数为57至71的元素,它们具有相似的化学性质和电子结构。
由于它们在地壳中的含量较低,因此被称为“稀土”。
稀土元素四分组效应是指在同一四分组内,随着原子序数的增加,稀土元素化学性质逐渐变化的现象。
首先,稀土元素四分组效应表现在其原子半径和离子半径上。
随着原子序数的增加,原子半径和离子半径逐渐缩小。
这是因为随着电荷核吸引力的增强,电子云向核心靠拢。
同时,在同一四分组内,由于外层电子数量相同,电荷云对核心的屏蔽效应也相同,因此影响半径大小的主要因素是核电荷数。
其次,在同一四分组内,稀土元素化学性质逐渐变化。
在第一种情况下,由于外层电子构型相似(f轨道填充),与其他元素形成价键时能够提供类似的电荷密度和配位方式。
因此,在同一族中不同元素之间很容易发生置换反应。
在第二种情况下,由于电子云的屏蔽效应,原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱,因此稀土元素化学性质会发生变化。
例如,在同一族中,随着原子序数的增加,稀土元素氧化态的稳定性逐渐降低。
这是因为随着原子序数的增加,电子云向核心靠拢,外层电子与核之间的距离减小,使得氧化态更容易被还原。
此外,在同一四分组内,稀土元素磁学性质也会发生变化。
由于f轨道电子自旋和轨道角动量相互作用的结果,在不同稀土元素中f轨道电子自旋和轨道角动量之间存在不同程度的耦合。
在某些情况下,这种相互作用可能导致稀土元素表现出磁各向异性和磁畴结构等特殊磁学性质。
最后,在同一四分组内,稀土元素物理性质也会发生变化。
例如,在第一四分组中,由于镧系元素(La至Eu)具有顺磁性和铁磁性特征,在低温下可以形成磁畴结构,而钆系元素(Gd至Lu)则表现出反铁磁性和顺磁性特征。
此外,稀土元素的光学性质也会随着原子序数的增加而发生变化。
例如,在同一族中,由于电子云的屏蔽效应,原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱,因此随着原子序数的增加,稀土元素发射光谱中的谱线逐渐向长波方向移动。
综上所述,稀土元素四分组效应是指在同一四分组内,随着原子序数的增加,稀土元素化学性质、磁学性质、物理性质和光学性质等逐渐变化的现象。
主量元素 稀土元素
主量元素稀土元素主量元素和稀土元素是化学领域中常用的分类方式之一。
主量元素是指在地壳中含量较高的元素,而稀土元素则是指具有特殊性质和广泛应用价值的一组元素。
本文将分别介绍主量元素和稀土元素的特点和应用。
一、主量元素主量元素是指在地壳中含量较高的元素,它们在地球上广泛存在,并且对地球和生物体的构成起着重要作用。
主量元素包括氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾等。
1. 氧:氧是地壳中含量最多的元素,占地壳质量的46.6%。
氧是生物体进行呼吸和燃烧的必需气体,也是地球大气中的重要成分之一。
2. 硅:硅是地壳中第二丰富的元素,占地壳质量的27.7%。
硅是许多矿物和岩石的主要成分,也是人体骨骼和结缔组织的重要成分。
3. 铝:铝是地壳中第三丰富的元素,占地壳质量的8.1%。
铝是轻便、耐腐蚀的金属,广泛应用于建筑、航空航天、电子等领域。
4. 铁:铁是地壳中第四丰富的元素,占地壳质量的5%。
铁是人类最早使用的金属之一,广泛应用于制造工业、建筑、交通等领域。
5. 钙:钙是地壳中第五丰富的元素,占地壳质量的 3.6%。
钙是人体骨骼和牙齿的主要成分,也是维持神经传导和肌肉收缩的重要离子。
6. 钠:钠是地壳中第六丰富的元素,占地壳质量的 2.8%。
钠是人体细胞内外的重要离子,对维持体液平衡和神经传导起着重要作用。
7. 钾:钾是地壳中第七丰富的元素,占地壳质量的 2.6%。
钾是人体细胞内外的重要离子,对维持心脏节律和肌肉收缩起着重要作用。
二、稀土元素稀土元素是指一组具有特殊性质和广泛应用价值的元素,它们包括15个元素,分别是镧系元素(镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥)和钪系元素(钪)。
稀土元素在地壳中的含量较低,但在科学研究和工业生产中有着重要的应用。
稀土元素具有以下特点和应用:1. 特殊性质:稀土元素具有特殊的电磁、光学、磁学等性质,可用于制备高性能材料和器件。
2. 光学应用:稀土元素在光学领域有广泛应用,如激光器、荧光材料、磷光材料等。
快速认识稀土知识点总结
快速认识稀土知识点总结稀土是周期表中的一类化学元素,包括镧系元素和钪系元素,共计17种元素,它们的原子序数依次是57至71和89至103。
稀土元素在自然界中分布广泛,但因其存在于稀有矿物中并且难以提取,所以被称为“稀土”。
稀土元素在许多领域都有重要的应用,例如在能源、材料、医药等领域。
在化学性质上,稀土元素有着相似的特点,它们都是化学反应非常活泼的金属元素。
稀土元素的化合物通常呈现出多种氧化态,具有多种物理化学性质。
其中,镧系元素和钇、镱、镨、铈这几种元素在地壳中的丰度较高,因此在应用上较为常见。
稀土元素在能源领域有着广泛的应用。
首先,在核能领域,镧系元素可以用来制造核燃料和核反应堆的控制棒。
其次,在太阳能和风能的开发利用中,稀土元素的永磁材料可以用来制造风力发电机和太阳能光伏系统的发电机。
此外,稀土元素还可以用来制造储能设备,如永磁电机和锂离子电池。
在材料领域,稀土元素的应用也十分广泛。
稀土元素的氧化物和化合物可以用来制造各种颜色的荧光粉,并且被广泛应用于LED照明、显示屏、荧光灯等产品中。
此外,稀土元素还可以用来制造催化剂,例如三价铈和四价铈在汽车尾气净化中有着重要的应用。
此外,稀土元素还在医药、冶金、化工等领域有着重要的应用。
在医药领域,稀土元素被用来制作对X射线有高吸收效率的对比剂以及用于癌症治疗的放射性同位素。
在冶金领域,稀土元素可以用来制造高强度的合金,增强材料的性能。
在化工领域,稀土元素的化合物可以用来制造催化剂、稳定剂、防腐剂等。
然而,随着稀土元素的广泛应用,其资源日益紧缺,国际市场上的供需关系也越来越紧张。
目前,全球稀土资源主要分布在中国、澳大利亚、美国等国家,中国是全球最大的稀土生产国,约占全球产量的80%以上。
为了确保稀土资源的可持续发展,各国都在积极开展节约稀土、回收稀土等方面的研究工作。
总的来说,稀土元素是一类十分重要的化学元素,它在能源、材料、医药等领域都有着重要的应用。
稀土元素地球化学
La
2. 稀土元素的分组
Ce
Pr
2.1 二分法
Nd
Pm
1)轻稀土元素 (LREE,ΣCe族稀土)
Sm
Eu
从La到Eu7个元素
Gd
Tb
2)重稀土元素 (HREE ,ΣY族稀土)
Dy
从Gd到Lu+Y 9个元素
Ho
Er
Tm
Yb
Y
La
2. 稀土元素的分组
Ce
2.2 三分法
Pr
Nd
1)轻稀土元素 (LREE)
全部的REE均显示稳定的正3价状态
2. 稀土元素的离子价态
Eu:[Xe]4f76s2 Eu2+ Yb:[Xe]4f146s2 Yb2+
Ce:[Xe]4f15d16s2 Ce4+
Tb:[Xe]4f96s2
Tb4+
第三节 稀土元素地球化学
一、稀土元素的主要性质
(一)稀土元素及其分组
La-Lu+Y, LREE,HREE,MREE
第三节 稀土元素地球化学
一、稀土元素的主要性质
(一)稀土元素及其分组
La-Lu+Y, LREE,HREE,MREE
(二)稀土元素的性质
1 电子构型 2 离子价态 3 离子半径 4 稀土元素的元素置换 5 稀土元素的分配系数
5. 稀土元素的分配系数
1)特定矿物REE分 配系数的模式一 般不变,数值上 看,富硅体系一 般高于基性体系。
一、稀土元素的主要性质
(一)稀土元素及其分组
La-Lu+Y, LREE,HREE,MREE
(二)稀土元素的性质
第三节 稀土元素地球化学
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稀土元素及分组特征
通常把元素性质相近的17种微量金属元素称为稀土元素,分两组,即轻稀土和重稀土,即镧系+钇+钪: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)+钇(39)、钪(21)。
(1)、轻稀土(7种):即铈组稀土元素,包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)。
(2)、重稀土(9种):即钇组稀土元素,包括钆(Gd)、铽(Tb)镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钇(Y)。
在17种元素中,钪(Sc)不形成独立矿床,也不与其他16种元素共生,因此一般将钪(Sc)单独描述。
除钷、钪以外,按分离工艺上的要求,结合商业价值,又将稀土元素分为三组。
其中按萃取法(目前常用的分离方法)分离可分为:
A、轻稀土(P204弱酸度萃取)组:镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd);
B、中稀土(P204低酸度萃取)组:钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)或钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd);
C、重稀土(P204中酸度萃取)组:铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)或铽(Tb)镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)+钇(Y)。
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