第二章稀土元素化学2培训教材
无机化学电子教案稀土元素
无机化学电子教案——稀土元素一、教学目标1. 让学生了解稀土元素的定义、发现及应用背景。
2. 使学生掌握稀土元素的基本性质、分类及原子结构特点。
3. 培养学生对稀土元素在现代科技领域中的重要应用的认识。
二、教学重点与难点1. 重点：稀土元素的定义、分类、基本性质及应用。
2. 难点：稀土元素的原子结构特点及其对性质的影响。
三、教学方法1. 采用多媒体教学，展示稀土元素的发现、发展及应用历程。
2. 运用案例分析法，介绍稀土元素在现代科技领域中的具体应用。
3. 组织小组讨论，探讨稀土元素的原子结构特点及其对性质的影响。
四、教学准备1. 制作多媒体课件，包括稀土元素的发现、发展及应用图片、视频等。
2. 准备相关案例资料，用于分析稀土元素在现代科技领域中的应用。
3. 准备小组讨论题目，引导学生探讨稀土元素的原子结构特点。
五、教学过程1. 引入新课：简要介绍稀土元素的发现及应用背景，激发学生兴趣。
2. 讲解稀土元素的定义：解释稀土元素的概念，强调其在元素周期表中的特殊位置。
3. 分析稀土元素的原子结构特点：介绍稀土元素的原子结构，解释其对性质的影响。
4. 讲解稀土元素的分类：按照稀土元素的电子排布，划分轻、中、重稀土元素。
5. 介绍稀土元素的基本性质：讲解稀土元素的物理、化学性质，举例说明其特点。
6. 分析稀土元素在现代科技领域中的应用：通过案例分析，展示稀土元素在高科技领域的关键作用。
7. 小组讨论：让学生结合所学内容，探讨稀土元素的原子结构特点及其对性质的影响。
8. 总结与展望：回顾本节课所学内容，强调稀土元素的重要性和应用前景。
9. 布置作业：设计相关练习题，巩固学生对稀土元素知识的掌握。
10. 课后反思：教师对本节课的教学效果进行总结，为学生提供进一步学习的建议。
六、教学评价1. 评价方式：采用课堂问答、小组讨论、课后作业等多种形式进行评价。
2. 评价内容：学生对稀土元素定义、分类、原子结构特点、应用等方面的掌握程度。
《稀土元素化学》研究生课程教学大纲
《稀土元素化学》课程教学大纲课程编号：010234英文名称：Rare Earth Element Chemistry一、课程说明1. 课程类别非学位选修课2. 适应专业及课程性质化学工程与技术（一级）、化学工程领域专业，选修3. 课程目的（1）我国稀土资源丰富，在稀土科技领域有领先的成果。
本课程通过对稀土元素、矿物特点、稀土元素的配分规律、稀土矿的提取和分离工艺以点带面的介绍，在扩大学生稀土知识面的基础上，加强学生对稀土矿物及其加工、分析和应用能力的了解。
（2）为化学工程与技术（一级）各专业开设这门课程有助于学生开阔视野、拓宽专业知识面、为毕业后从事相关技术工作奠定知识基础。
4. 学分与学时学分2，学时305. 建议先修课程无机化学、分析化学、矿物加工、分离工程6. 推荐教材或参考书目推荐教材：《稀土》徐光宪等编著，冶金工业出版社，1995参考书目：（1）《风化壳淋积型稀土矿化工冶金》池汝安、田君著，科学出版社，2006（2）《稀土元素》苏锵著河南科学技术出版社 1993（3）《稀土选矿与提取技术》池汝安、王淀佐著，科学出版社，19967. 教学方法与手段（1）运用多媒体教学手段授课，加强课堂信息量，使学生在有限的30 学时内尽可能多地学到稀土元素化学的基础知识与研究方法。
（2）以“研究性学习”教育理念来指导和组织本课程的教学，以学生为教学主体，激发学生的学习热情；学习新的一章前，布置该章的思考题促使学生读书自学来答题，学生带着问题来听课，老师讲课有的放矢，以具体稀土化合物的讲解来概括总结该大类化合物的共性与特征，介绍研究方法和研究现状；学完一章后，布置小论文题目，要求学生查阅一定数量的文献写出读书报告并将出色的报告在课堂上相互交流讨论，从而也培养学生阅读专业书刊主动获取知识的方法和习惯。
8. 考核及成绩评定考核方式：考查成绩评定：考查课：笔试（30％）＋读书报告（20％）＋课堂讨论及作业（20％）＋到课（30％）9. 课外自学要求（1）布置小论文题目，要求学生查阅一定数量的文献写出读书报告（2）布置作业，要求学生查阅相关文献后独立思考完成。
稀土元素ppt课件
2
先来欣赏几张图片
3
4
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。镧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。
氯 化 镧 粉 末
化剂、某些永磁材料、各种合金钢及有色金属等。
8
铈可作催化剂金 耐 高 热 ︐ 可 以 用 来 制 造 喷 气 推 进 器 零 10 件
镨
★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。 ★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。 ★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。 ★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。 11
17
钐钴磁体元件
18
19
铕
氧化铕大部分用于荧光粉。Eu3+用于红色荧光粉的激活剂，
Eu2+用于蓝色荧光粉。现在Y2O2S：Eu3+是发光效率、涂
敷稳定性、回收成本等最好的荧光粉。再加上对提高发光效率 和对比度等技术的改进，故正在被广泛应用。近年氧化铕还用 于新型X射线医疗诊断系统的受激发射荧光粉。氧化铕还可用 于制造有色镜片和光学滤光片，用于磁泡贮存器件，在原子反 应堆的控制材料、屏敝材料和结构材料中也能一展身手。
钷 造为 放核 射反 性应 元堆 素生 产 的 人
稀土材料第2章
四.稀土元素的磁学性质: 物质的磁性是来自于物质内部的电子和核的电性质。核的磁效 应约比电子的磁效应小1000倍,因此在讨论中忽略不计。但是,不 能说核的磁效应没有化学意义。原子、离子或分子的电子磁效应 来自于电子的轨道运动和自旋运动。它们的磁性是轨道磁性和自 旋磁性的某种组合。而轨道磁性由轨道角动量决定,自旋磁性由 自旋角动量产生的。所以,原子或离子的磁性决定于它们的总轨 道角动量L、总自旋角动量S和由它们组合的整个原子或离子的总 角动量J。它们的磁矩可以由下列公式来表征： μeff＝g√J(J+1)μB； g是兰德尔(Lande)因子。其值为: g＝1＋{[J(J+1)+S(S+1)-L(L+1)]/[2J(J+1)]} μB是玻耳磁子(Bohr)，用B· M表示；1μB＝1.0 B· M 1μB＝[eh/4πmc]≈9.274×10-21erg/G＝9.274×10-21A· m2/mol 在某些原子或离子中,当电子的轨道-自旋偶合基本上可以忽略时, 原子或离子的有效磁矩可用:μL+S＝√L(L+1)+4S(S+1)μB表示。 对一些d区过渡元素原子或离子的有效磁矩更符合纯自旋磁矩: μs＝√4S(S+1)μB。但是,由于稀土元素的原子或离子的轨道-自 旋较大。因此,常温下,所有的原子或离子实际上是处于多重态的 基态上,因而它们的有效磁矩要求由公式:μeff＝g√J(J+1)μB来 计算。
第2章
二.基态原子的电子排布
当原子处在基态时,核外电子排布必须遵循下述三个原则： 1.泡里(Pauli)不相容原理:即一个原子轨道最多只能排2个电 子,而且这两个电子的自旋方向必须相反。 2.能量最低原理:在不违背泡里(Pauli)不相容原理的条件下, 电子优先占据能态较低的原子轨道,使整个原子体系的能量处于 最低。 3.洪特(Hund)规则:在能级高低相等的轨道上,电子尽可能分占 不同的轨道。作为洪特(Hund)规则的特例,能级高低相等的轨道 上全空、半充排布的顺序是: 1S2;2S2;2P6,3S2;3P6,4S2;3d10,4P6,5S2;4d10,5P6,6S2;4f14,5d10, 6P6,7S2;5f14,6d10,7P6…。 例如:原子序数Z=26的铁(Fe)原子就可以简便地写出： Fe26:1S2;2S2;2P6,3S2;3P6,4S2;3d6或[Ar]4S2;3d6。而Fen+可写出: Fe2+26:1S2;2S2;2P6,3S2;3P6,3d6;Fe3+26:1S2;2S2;2P6,3S2;3P6,3d5
稀土化学基础知识讲义.doc
稀土化学基础知识讲义一、什么是稀土1、“稀土”名称的由来稀土是历史遗留下来的名称，从18世纪末叶才开始陆续被人们发现。
当时，化学家常常把不溶于水的金属氧化物都称为“土”。
例如把氧化铝叫做陶土，把氧化镁叫做苦土，氧化钙稍溶于水，溶液呈碱性，而被称为碱土，稀土是以氧化物状态分离出来的, 由于当时认为此类物质稀少，又不容易分离提取，因而得名“稀土”。
2、“稀土元素”所包括的元素种类及各自名称稀土元素是元素周期表中铳、锂和15种鋼系元素的总称，其名称和化学符号是铳（Sc ）、锂（Y ）、鋼（La ）、# （ Ce ）、错（Pr ）、$女（Nd ）、柜（Pm ）、锣（Sm ）、箔（Eu ）、轧（Gd）、轼（Tb）、镐（Dy）、钦（Ho）、餌（Er）、镂（Tu）、镇（Yb ）、镭（Lu）3、稀土元素的发现稀土的首次发现，与一位瑞典军官有关，这位瑞典军官就是卡尔•阿伦尼乌斯，他也是一位化学家。
1 789年，他在斯德哥尔摩附近的一个小镇伊特比（Yt-terby ）发现了一块不同寻常的黑色矿石。
1 794年芬兰化学家加多林研究了这块矿石，并从其中分离出一种新的物质。
3年以后（ 1797 ）瑞典化学家埃克伯格又证实了这一发现，并用发现地名给这种新的物质命名为“锂土”（Yttda）,后来人们为了纪念加多林，又称这种矿石为多森矿，即硅镀锂矿。
此后，从1803年德国化学家克拉着罗茨和瑞典化学家伯齐力乌斯和希森格尔发现钵土（Ceria）,到1947年美国的马瑞斯克等人从铀的裂变物中得到铠，稀土的发现共经历了150多年（见表1-1）。
在发现稀土元素的过程中，值得一提的是铳的发现因为远在1871年门捷列夫就曾预言它的存在，当时称它为“类硼”，而在8年后的1 879年，尼尔森在分析黑稀土金矿时果然发现了它而命名为铳。
表1-1稀土元素发现简史1794 年加多林（芬兰）1803 年钵克劳普罗斯（德）伯齐力乌斯（瑞典）希生格尔（瑞典）1839 年莫桑德（瑞典）1841 年错钱混合物莫桑德（瑞典）1843 年轼、M莫桑德（瑞典）1878 年镇马里格纳克（瑞士）1879 年尼尔森（瑞典）克利夫（瑞典）克利夫（瑞典）博依斯布兰德（法）1880 年轧马里格拉克（瑞士）1 885 年钱、错韦尔斯巴赫（奥地利）1886 年博依斯布兰德（法）1901 年德马克（法）1905 年e尤贝思（法）1 947 年柜马林斯基等（美国）4、“稀土”在元素周期表中的位置17个稀土元素在化学元素周期表中的位置是IIIB族铳、铉和鋼则分别是第4、5、6 周期中过度元素的第一位。
稀土元素及其分析化学课程设计 (2)
稀土元素及其分析化学课程设计课程背景稀土元素是现代工业发展和高科技的重要原材料，在很多领域被广泛应用，例如芯片制造、燃料电池、高温超导材料等。
由于稀土元素具有复杂的成分和结构特点，因此对稀土元素分析化学的研究和实践具有重要意义。
本课程设计旨在让学生了解稀土元素的基础知识、分析方法、应用技术等方面，培养学生的实验能力和创新意识。
课程大纲第一章：稀土元素基本概念1.稀土元素的定义、种类、分布和用途2.稀土元素的常见化学性质和物理性质3.稀土元素的电子结构和离子化趋势4.稀土元素的金属-氧化物间电子迁移谱系第二章：稀土元素分析方法1.常用的稀土元素分析方法，包括光谱法、电化学法、分离富集法等2.稀土元素分析样品处理方法及其优缺点评价3.稀土元素分析实验设计方法和数据处理方法4.稀土元素分析故障排除方法和误差分析方法第三章：稀土元素应用技术1.稀土元素在热电致冷材料中的应用2.稀土元素在氢储存材料中的应用3.稀土元素在光学材料中的应用4.稀土元素在医药、环境等领域的应用第四章：稀土元素实验设计1.稀土元素离子选择性电极的制备和性能测试2.稀土元素荧光分光光度法测定方法的建立和应用3.稀土元素高效液相色谱法测定方法的建立和应用4.其他稀土元素实验设计案例的引导和探讨教学方法本课程结合理论教学和实验操作，通过教师讲解、案例分析、学生讨论、实验设计等方式，使学生对稀土元素的基础知识和实际应用有更加深刻和全面的认识。
课程设计注重培养学生的实践能力和创新意识，鼓励学生在实验设计中发挥主观能动性，结合实际情况提出具有实际指导意义的问题和解决方案。
评估方法本课程的评估方法包括以下几个方面：1.考试成绩：主要考查学生对课程内容的掌握情况，包括理论知识、分析方法、实验设计等方面。
2.实验报告和论文：学生需提交实验设计和实验结果的报告，以及结合实践情况的小论文。
3.参与度和表现：鼓励学生积极参与讨论和实验操作，评价学生的课堂表现和参与度。
稀土元素(研)资料课件
供需平衡状况
近年来，全球稀土元素供需状况 总体保持平衡，但未来随着新兴 产业的发展，需求还将继续增长。
市场价格波动
影响因素
稀土元素市场价格波动受多种因素影响，包 括全球供需状况、政策调整、技术进步等。
价格走势
近年来，稀土元素市场价格呈现波动上涨趋势，未 来随着需求的增长，价格仍有上涨空间。
溶剂萃取法
原理
利用不同物质在两种不混溶液体中的溶解度差异，将目标稀土元素从 一种溶剂转移到另一种溶剂中。
步骤
混合、搅拌、分离、回收。
优点
高效、选择性高、操作简便。
缺点
需要大量有机溶剂，可能产生环境污染。
离子交换法
原理 利用离子交换剂与溶液中的离子发生交 换反应，将目标稀土元素留在离子交换
剂上，从而实现分离。 优点
选择性。
润滑油
02
添加稀土元素可改善润滑油的性能，延长润滑油的使用寿命。
高分子合成
03
在合成高分子材料中加入稀土元素，可改善其热稳定性、光稳
定性和力学性能。
玻璃陶瓷
玻璃
添加稀土元素可改变玻璃的透光性、颜色和电学性能，制造出各 种特殊功能的玻璃。
陶瓷
在陶瓷材料中加入稀土元素，可改善其力学性能、热稳定性和电学 性能。
稀土元素(研)资料课 件
目录
CONTENTS
• 稀土元素简介 • 稀土元素提取技术 • 稀土元素在各领域的应用 • 稀土元素的环境影响 • 稀土元素的市场前景 • 我国稀土政策与法规
01 稀土元素简介
定义与特性
定义
稀土元素是指元素周期表中镧系元素 加上钪和钇共17种元素的总称。
无机化学电子教案稀土元素
一、稀土元素的发现与发展1. 教学目标：(1) 了解稀土元素的发现过程及发展历程。
(2) 掌握稀土元素的定义及特点。
(3) 熟悉稀土元素在现代科技领域的应用。
2. 教学内容：(1) 稀土元素的发现过程：介绍稀土元素的概念、命名及发现历程。
(2) 稀土元素的特点：分析稀土元素的电子排布、物理性质及化学性质。
(3) 稀土元素的应用：探讨稀土元素在高科技领域、新型材料及国防科技等方面的应用。
3. 教学方法：(1) 讲授法：讲解稀土元素的发现过程、特点及应用。
(2) 案例分析法：分析具体稀土元素在实际应用中的例子。
(3) 互动讨论法：引导学生探讨稀土元素在未来的发展前景。
4. 教学准备：(1) 课件：制作稀土元素的相关课件，包括图片、图表等。
(2) 教学素材：收集相关稀土元素的案例及应用实例。
5. 教学过程：(1) 引入新课：通过介绍稀土元素的发现过程，引发学生对稀土元素的兴趣。
(2) 讲解稀土元素的特点：分析稀土元素的电子排布、物理性质及化学性质。
(3) 探讨稀土元素的应用：介绍稀土元素在高科技领域、新型材料及国防科技等方面的应用。
(4) 案例分析：分析具体稀土元素在实际应用中的例子。
(5) 互动讨论：引导学生探讨稀土元素在未来的发展前景。
(6) 总结：回顾本节课的主要内容，强调稀土元素的重要性和应用前景。
二、稀土元素的电子排布与性质1. 教学目标：(1) 了解稀土元素的电子排布特点。
(2) 掌握稀土元素的化学性质及物理性质。
(3) 能够运用稀土元素的性质解决实际问题。
2. 教学内容：(1) 稀土元素的电子排布：分析稀土元素的电子排布特点及规律。
(2) 稀土元素的化学性质：介绍稀土元素的氧化性、还原性、催化性等。
(3) 稀土元素的物理性质：探讨稀土元素的磁性、发光性、耐蚀性等。
3. 教学方法：(1) 讲授法：讲解稀土元素的电子排布、化学性质及物理性质。
(2) 实验法：进行稀土元素的性质实验，观察并分析实验现象。
稀土元素化学课件1 共132页
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)， 钪（Sc），钇（Y）
稀土分离
• (1)溶剂萃取法
溶剂萃取法具有处理容量大，反应速度快，分离效果 好的优点，它已经成为稀土分离中使用的最主要手段
• (2)离子交换法
离子交换法是稀土元素分离和制备单一稀土元素的重要 方法
• (3)萃淋树脂法
萃淋树脂法利用萃取柱色层法分离稀土，是液体色层 法的一种特殊形式
稀土应用
• (1) 冶金工业 • (2)玻璃、陶瓷工业 • (3) 石油化工中 • (4) 核工业 • (5)光学材料 • (6)电子工业 • (7)高温超导材料
1935年，《中国地质学会志》 第14卷第2期正式发表了何作霖的 题为《绥远白云鄂博稀土类矿物的 初步研究》(英文)的论文，他在论 文中正式公布他的研究成果，分别 将他在白云鄂博矿中发现的两种稀 土矿物暂时命名为“白云矿”和“ 鄂博矿”。后证实“白云矿”就是 氟碳铈矿，“鄂博矿”就是独居石 。于是大家公认，丁道衡是白云鄂 中国发现稀土第一人——何作霖 博矿山的发现者，而何作霖却是发 现其中稀土的第一人 。
轻稀土和重稀土两组，其中轻稀土又称铈组元素， 包括La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu；重稀土又称 钇组元素，包括Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb， Lu和Y ；
轻、中和重稀土三组。轻稀土为La，Ce，Pr，Nd； 中稀土为Sm，Eu，Gd，Tb，Dy；
稀土分为四组：铈组为La，Ce，Pr；钐组为Nd，Sm ，Eu；铽组为Gd，Tb，Dy；铒组为Ho，Er，Tm， Yb，Lu，Y。
稀土培训教材
稀土培训教材稀土培训教材 1概述本公司是以混合碳酸稀土为原料生产单一稀土化合物或富集物富集物的稀土湿法冶金企业。
主要是应用溶剂萃取技术和生产工艺生产氧化镧或碳酸镧、氧化铈或碳酸铈、镨钕氧化物或镨钕碳酸盐、钐铕钆富集物等。
结合生产实际对工艺原理、操作技术予以讲解并对生产过程中经常遇到的一些专业术语各单一稀土元素的名称、元素符号、化合物的名称和操作过程中的常用词语等也作了简要说明。
1.1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）。
1.2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 。
1.3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。
稀土元素化学..
内过渡元素: 从铈到镥(58-71)共14种元素,当原子序数增 加时,依次进入4f轨道,最外层的电子是 6s2,故称为内过渡元 素。
५
稀土元素:原子序数21钪(Sc)、39的钇(Y)和镧系元素合称 为稀土元素。
५
稀土元素的发现(La Ce Pr Nd Sm Eu Gd)
铈硅矿(Cerite)1751 铈土(Ceria)1803
镱(Ytterbium)1878
钪(Scandium)1879
镥(Lutetium)1907
钬土(Holmia)
铒(Erbium)1879
镝(Dysprosium)1886
钬(Holmium)1879
铥(Thulium)1879
1-2 单质的结构与性能
• 镧系元素的电子构型通式是4f0~145d0~16s2。镧系元素单质及其离 子的物理和化学性质十分相似，但随核电荷数增加和4f电子数目不 同所引起的半径变化，使他们的性质略有差异，成为镧系元素得以 区别和分离的基础。在17种稀土元素中，Sc的化学性质与其他16种 元素有较大区别，与碱土金属更加相似。
稀土元素的发现(Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Sc Y)
硅铍钇矿（Gadolinite）1787 钇土(Yttria)1794 钇(Yttrium)1843 老铒土(Old Erbia)1843 新铽土(New Terbia)1878 钆(Gadolinium)1880 铽(Terbium)1878 镱土(Ytterbia) 老铽土(Old Terbia)1843 新铒土(New Erbia)1860 铒土(Erbia)1878
含稀土的矿物
氟化物 钇萤石(Ca、Y)(F、O)2，氟铈矿CeF3
磷酸盐
稀土元素分析化学PPT课件
稀土元素具有丰富的电子能级，可与 其他元素形成稳定的化合物，表现出 独特的物理和化学性质，如荧光、催 化、磁性等。
稀土元素在地壳中的分布
分布
稀土元素在地壳中分布广泛，但 相对集中于某些矿物中，如氟碳 铈矿、独居石等。
储量
全球稀土资源丰富，主要分布在 中国、美国、澳大利亚等国家。
稀土元素的重要应用
04
CATALOGUE
稀土元素的分析方法
质谱法
总结词
高灵敏度、高分辨率
详细描述
质谱法是一种通过测量样品离子质量和丰度来进行分析的方法。在稀土元素分析中，质 谱法具有高灵敏度和高分辨率的特点，能够准确地测定稀土元素的质量数，进而确定元
素组成。
原子吸收光谱法
总结词
高精度、低背景干扰
VS
详细描述
原子吸收光谱法是一种基于原子能级跃迁 的分析方法。通过测量特定波长的光被吸 收的程度，可以确定样品中目标元素的存 在和浓度。在稀土元素分析中，原子吸收 光谱法具有高精度和低背景干扰的优点， 能够准确测定稀土元素的含量。
稀土元素分析化学的定义与重要性
定义
稀土元素分析化学是研究稀土元素的性质、组成、结构和形态，以及它们在环 境、材料和生物体内的存在、迁移、转化和检测的科学。
重要性
稀土元素在高科技产业、新材料、新能源等领域具有广泛应用，因此准确测定 稀土元素的含量和分布对于科学研究、工业生产和环境保护具有重要意义。
稀土元素分析化学的主要方法
THANKS
感谢观看
分析准确度与精密度的提高
总结词
提高分析准确度与精密度是稀土元素 分析化学的重要挑战，有助于减小误 差和提高分析质量。
详细描述
随着分析技术的发展，稀土元素分析 化学将不断提高准确度和精密度，减 少误差和不确定性，提高分析质量， 以满足更严格的质量控制和检测要求 。
《稀土元素化学》课程教学大纲
了解稀土离子的吸收光谱产生的原因、稀土离子吸收光谱的复杂性及其原因、磁性及光谱性质；了解稀土离子的荧光及激光性能；了解稀土荧光材料。
了解什么是电子组态及镧系的原子和离子在基组态时的能级分类并了解影响能级分类的因素；了解S-L耦合能进行稀土离子磁矩的计算。
（七）稀土元素矿物的分解（2学时）
了解溶剂萃取工艺的三种基本方法，即错流萃取法、逆流萃取法及分馏萃取法；了解溶剂萃取的具体应用，例如Ce的萃取分离，Y的萃取分离等。
了解稀土金属的冶炼方法。
（九）除稀土元素以外的其它丰产元素-钛、钼、钨（8学时）
钛：（3学时）
熟悉第三金属-钛。了解Ti及V、Na、Ta元素的发现史；这些元素的电子构型、性质和应用；存在与分布。
了解各种不同类型的稀土元素的氢化物的形成及其应用。
（三）稀土元素的氧化物（2学时）
熟悉稀土元素的氧化物和氢氧化物；了解稀土元素的高价氧化物、非计量氧化物及低氧化物。
（四）卤化物（2学时）
了解稀土元素的无水卤化物及高低价卤化物
（五）配合物（3学时）
熟悉稀土元素配合物的特点（与d区元素配合物的差别）；熟悉(IV)氧化态的稀土配合物的结构及性质；熟悉(III)氧化态的稀土配合物结构及性质，了解近年来(III)氧化态的稀土配合物的发展；了解(II)氧化态的稀土配合物。
熟悉钛的正常氧化物的制备和性质。
了解钛的混合或复合型氧化物；
了解钛的低价及非计量氧化物；
了解钛的卤化物；
了解钛的配合物，钛的配合物的应用机理、配合反应等。
钼与钨：（5学时）
了解元素的发现史；元素的电子构型、性质和应用；存在与分布。
了解氧化物-MoO3、WO3的结构；钼、钨的还原态及混合价态氧化物；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ce2S3 → Ce3S4→ CeS
稀土中EuS不能用该法制备，但可用H2S和EuCl反应制得。 2EuCl3 + 3H2S = 2 EuS↓+ 6HCl + S
（2）性质
1.稳定性：硫化物不溶于水，在空气中稳定，但在湿空 气中略有水解，并放出硫化氢。稀土硫化物易与酸反应 生成相应的盐，并放出硫化氢。 2.硫化物的熔点较高，RE2S3在熔点时有较高的蒸汽压，在高温 时分解，如Sm2S3与1800℃分解成Sm3S4和S，Y2S3在1700℃分解 为Y5S7.
碘化物ScI3含有6个水分子， La~Eu含有9个水分子， Dy~Lu可用REI3·8H2O表示;对Tb,Gd可以是8个水合 物，也可以是9个水合物
1.三价卤化物的制备
无水卤化物可由金属直接卤化或稀土金属与卤化汞反 应制得：
2RE + 3X2 = 2REX3 2Rห้องสมุดไป่ตู้ + 3HgX2 = 2REX3 + 3Hg
用水合物加热去水的方法，往往不能获得无水卤化物， 因为在加热过程中往往有卤氧化物生成，反应如下：
2REX3·nH2O = 2REOX +2HX + (n-1)H2O 一般情况下，卤化物都含有一定的水分子。 氟化物组成一般为REF3·H2O; 氯化物La,Ce,Pr轻稀土为RECl3·7H2O;对Nd→Lu， Sc,Y则为RECl3·7H2O； 溴化物Sc含有5个结晶水，其余各元素均可表示为 REBr3·6H2O;
稀土氧化物在空气中能吸收CO2，生成碱式碳酸盐，在 800℃进行灼烧可得到无碳酸盐的氧化物。
3.稀土氢氧化物的制备
往稀土盐的溶液中加入氨水或其它碱，，可以生成稀土氢氧 化物。
2.稀土氢氧化物的性质
稀土氢氧化物是一种胶状沉淀，受热不稳定，高于 200℃，则发生脱水反应生成REO(OH),温度高则会生 成RE2O3。 （六）卤化物
2.稀土氧化物的性质 稀土氧化物除Ce,Pr,Tb外可用RE2O3通式表示，可通过灼烧氢 氧化物、RE2(CO3)3或RE2(C2O4)3制备，在空气中灼烧Ce,Pr,Tb 的氢氧化物、 RE2(CO3)3或RE2(C2O4)3，则得到CeO2,Pr6O11， Tb4O7等化合物。 稀土氧化物不溶于水和碱，但能溶于无机酸生成相应的盐， 氧化物可以与水结合生成氢氧化物，例如用水蒸气法，令水 蒸气与氧化物一起加热，可以得到REO(OH)2和RE(OH)3.
（3）结构
RES的结构属于面心立方NaCl型结构，每个RE原 子周围有6个S原子，而每个S原子周围有6个RE 原子，即RE和S的配位数为6。
（五）氧化物和氢氧化物 1.稀土氧化物的制备 稀土氧化物除Ce,Tb,Pr外可用RE2O3通式表示，它可通过灼 烧氢氧化物、RE2(CO3)3,RE2(C2O4)3制备，在空气中灼烧 Ce,Pr,Tb的灼烧氢氧化物、RE2(CO3)3,RE2(C2O4)3，则得到 CeO2,Pr6O11和Tb4O7等氧化合物
（三）稀土氮化物
（1）稀土氮化物的制备 稀土氮化物可以通过以下方法合成： 1. 稀土金属与氮气直接化合 在电弧炉中，将金属加热到800~1200℃，通入氮气即可: 2RE + N2 = 2REN 2. 稀土氢化物与氮气作用，反应温度900~1000℃：
3REH3 + 2N2 = 2REN + 2NH3
REN + 3H2O = RE(OH)3 + NH3 REN可以迅速溶解于酸中，与碱反应则生成氢氧化物并 放出氮气。
（3）结构
REN具有立方晶系的NaCl型结构，每个RE原子周 围有6个N原子，而每个N原子周围有6个RE原子， 即RE为6配位的。RE-N之间的化学健为离子键。
9RE2S3 + 2Al = 6RE3S4 + Al2S3
3RE3S4 + 2Al = 9RES + Al2S3
(3)金属氢化物与RE2S3在1800~2200℃，133(10-4~10-5)Pa 的压力下反应可得到RES，例如：
CeH3 + Ce2S3 = 3CeS + 3/2H2 (4) 熔盐电解RE2S3 如用CeCl3和Ce2S3溶于NaCl-KCl低共熔混合物中，在800℃条件下 电解，最初产物为Ce,但随后Ce溶于熔盐而将Ce2S3还原，即,
(3) Eu和Yb溶于液氮，得Eu(NH3)6,缓慢变化生成 Eu(NH2)2,在真空条件下，加热到1000℃以上，即可 得到EuN和YbN
（2）性质 REN在高温下非常稳定，熔点一般高于2400℃，大部分REN为 半金属导体，而ScN,GdN,YbN则有半导体的特征，
REN遇水后会缓慢水解并放出氨气：