稀土金属有机化学 讲义ppt课件
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金属有机化学课件.ppt
1983年 R. G. Bergman和W. A. Graham发现在过渡金属化 合物存在下C−H键的活化。
1989年 Jutzi研究了主族元素环戊二烯类配体化学，如： Cp*2Si。
1990年 M. Herberhold研究了有机过渡金属硫族化学
2001年 Nobel奖授予W.S. Knowles, R. Noyori and K. B. Sharpless,表彰他们在催化不对称还原和催化不对称氧化 方面的贡献。
2. 金属＋有机金属化合物
M + RM`→RM + M` Zn + (CH3)2Hg→ (CH3)2Zn + Hg ΔH = −35kJ/mol
这个方法适用于M = Li − Cs, Be − Ba, Al, Ga, Sn, Pb, Bi, Se, Te, Zn, Cd。RM`只能有弱的“放热”—而最好 具有“吸热”性(例如：(CH3)2Hg, ΔH= +94kJ/mol)。 决定这一方法是否可行的关键因素在于RM和RM`的 自由生成焓Δ(ΔGf°)之差。
的合成与表征
金属和非金属
B,Si, As, Te为类金属,在很多场合也算作金属。
金属有机化学中所定义的金属
金属有机化合物的分类
主族金属有机化合物 有机锂，有机镁，有机铝，有机硅，有机硼
过渡金属有机化合物 有机铜，有机锌，有机钯，有机铑，有机钌等。
稀土金属有机化合物
主要内容
金属有机化学的历史回顾 主族金属有机化合物及其在药物化学中的应用 过渡金属有机化合物及其在药物化学中的应用
3.有机金属化合物＋有机金属化合物
RM + R`M`→R`M + RM` 4PhLi + (CH2=CH)4Sn→4(CH2=CH)Li + Ph4Sn 由于生成Ph4Sn沉淀，使反应平衡向右移动，易于进行。
1989年 Jutzi研究了主族元素环戊二烯类配体化学，如： Cp*2Si。
1990年 M. Herberhold研究了有机过渡金属硫族化学
2001年 Nobel奖授予W.S. Knowles, R. Noyori and K. B. Sharpless,表彰他们在催化不对称还原和催化不对称氧化 方面的贡献。
2. 金属＋有机金属化合物
M + RM`→RM + M` Zn + (CH3)2Hg→ (CH3)2Zn + Hg ΔH = −35kJ/mol
这个方法适用于M = Li − Cs, Be − Ba, Al, Ga, Sn, Pb, Bi, Se, Te, Zn, Cd。RM`只能有弱的“放热”—而最好 具有“吸热”性(例如：(CH3)2Hg, ΔH= +94kJ/mol)。 决定这一方法是否可行的关键因素在于RM和RM`的 自由生成焓Δ(ΔGf°)之差。
的合成与表征
金属和非金属
B,Si, As, Te为类金属,在很多场合也算作金属。
金属有机化学中所定义的金属
金属有机化合物的分类
主族金属有机化合物 有机锂，有机镁，有机铝，有机硅，有机硼
过渡金属有机化合物 有机铜，有机锌，有机钯，有机铑，有机钌等。
稀土金属有机化合物
主要内容
金属有机化学的历史回顾 主族金属有机化合物及其在药物化学中的应用 过渡金属有机化合物及其在药物化学中的应用
3.有机金属化合物＋有机金属化合物
RM + R`M`→R`M + RM` 4PhLi + (CH2=CH)4Sn→4(CH2=CH)Li + Ph4Sn 由于生成Ph4Sn沉淀，使反应平衡向右移动，易于进行。
《金属有机化学》ppt课件
《金属有机化学》 ppt课件
目录
• 金属有机化学概述 • 金属有机化合物结构与性质 • 合成方法与反应机理 • 催化作用与催化剂设计 • 在材料科学中应用 • 在生物医药领域应用 • 总结与展望
01
金属有机化学概述
定义与发展历程
定义
金属有机化学是研究金属与有机化 合物之间相互作用、反应机理以及 合成应用的一门学科。
金属有机催化剂在药物合成中的应用
利用金属有机催化剂的高效性和选择性，合成具有复杂结构的抗肿瘤药
物分子。
诊断试剂和治疗手段创新
金属有机荧光探针
利用金属有机化合物的荧光性质，设计合成具有高灵敏度、高选 择性的荧光探针，用于肿瘤等疾病的早期诊断。
金属有机光动力治疗剂
将具有光敏性质的金属有机化合物作为光动力治疗剂，通过光照激 活产生细胞毒性物质，杀死病变细胞。
与材料科学的关系
金属有机化合物在材料科学 领域具有广泛的应用，如金 属有机框架材料、金属有机 配合物等。
02
金属有机化合物结构与性 质
金属-碳键结构特点
金属-碳键的形成
金属原子与碳原子之间的电子云重叠，形成共 价键。
键长与键能
金属-碳键的键长通常比碳-碳键长，键能相对 较低。
键的极性
金属-碳键具有极性，金属原子通常带部分正电荷，碳原子带部分负电荷。
催化剂设计策略与未来发展趋势
催化剂设计策略
针对特定反应选择合适的金属中心、配体及反应条件，优化催 化剂的活性、选择性和稳定性。
未来发展趋势
发展高效、环保的催化剂，降低贵金属用量，提高催化剂的再 生和循环使用性能；探索新型催化反应和催化材料，拓展金属 有机化学的应用领域。
05
在材料科学中应用
目录
• 金属有机化学概述 • 金属有机化合物结构与性质 • 合成方法与反应机理 • 催化作用与催化剂设计 • 在材料科学中应用 • 在生物医药领域应用 • 总结与展望
01
金属有机化学概述
定义与发展历程
定义
金属有机化学是研究金属与有机化 合物之间相互作用、反应机理以及 合成应用的一门学科。
金属有机催化剂在药物合成中的应用
利用金属有机催化剂的高效性和选择性，合成具有复杂结构的抗肿瘤药
物分子。
诊断试剂和治疗手段创新
金属有机荧光探针
利用金属有机化合物的荧光性质，设计合成具有高灵敏度、高选 择性的荧光探针，用于肿瘤等疾病的早期诊断。
金属有机光动力治疗剂
将具有光敏性质的金属有机化合物作为光动力治疗剂，通过光照激 活产生细胞毒性物质，杀死病变细胞。
与材料科学的关系
金属有机化合物在材料科学 领域具有广泛的应用，如金 属有机框架材料、金属有机 配合物等。
02
金属有机化合物结构与性 质
金属-碳键结构特点
金属-碳键的形成
金属原子与碳原子之间的电子云重叠，形成共 价键。
键长与键能
金属-碳键的键长通常比碳-碳键长，键能相对 较低。
键的极性
金属-碳键具有极性，金属原子通常带部分正电荷，碳原子带部分负电荷。
催化剂设计策略与未来发展趋势
催化剂设计策略
针对特定反应选择合适的金属中心、配体及反应条件，优化催 化剂的活性、选择性和稳定性。
未来发展趋势
发展高效、环保的催化剂，降低贵金属用量，提高催化剂的再 生和循环使用性能；探索新型催化反应和催化材料，拓展金属 有机化学的应用领域。
05
在材料科学中应用
稀土元素-介绍PPT课件
稀土元素简介
.
1
一、稀土元素介绍 二、稀土元素的一般物理性质 三、稀土元素的非金属化合物 四、稀土元素与化合物的反应.源自2一、稀土元素介绍
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)。
2RE3++3CO32- → RE2(CO3)3 RE2(CO3)3在900oC时热分解为氧化物。
RE2(CO3)3 → RE2O3+3CO2
.
12
.
13
.
14
.
15
性质： 镧系元素硫酸盐和硫酸铝相似，易溶于水，含结晶水
Ln2(SO4)3·xH2O；脱水时经历以下三步： Ln2(SO4)3·xH2O→ Ln2(SO4)3 →Ln2O2SO4 →Ln2O3
惰性气氛中也被氧化，形成三价氧化物。 二价稀土元素的氢氧化物Eu(OH)2可用10mol/L
NaOH和金属Eu反应制备;
Eu+3H2O → Eu(OH)2H2O+H2
.
10
.
11
（三）、稀土元素的几种含氧酸盐
一、稀土元素的碳酸盐
稀土水合碳酸盐能与大多数酸反应，在水中的溶解 度在10-5~10-7mol/L范围内。稀土碳酸盐在900oC时分解成 氧化物。向可溶性的稀土盐溶液中加入略过量的 (NH4)CO3，可生成 (RE2CO3)3（正碳酸盐）：
.
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1
一、稀土元素介绍 二、稀土元素的一般物理性质 三、稀土元素的非金属化合物 四、稀土元素与化合物的反应.源自2一、稀土元素介绍
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)。
2RE3++3CO32- → RE2(CO3)3 RE2(CO3)3在900oC时热分解为氧化物。
RE2(CO3)3 → RE2O3+3CO2
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15
性质： 镧系元素硫酸盐和硫酸铝相似，易溶于水，含结晶水
Ln2(SO4)3·xH2O；脱水时经历以下三步： Ln2(SO4)3·xH2O→ Ln2(SO4)3 →Ln2O2SO4 →Ln2O3
惰性气氛中也被氧化，形成三价氧化物。 二价稀土元素的氢氧化物Eu(OH)2可用10mol/L
NaOH和金属Eu反应制备;
Eu+3H2O → Eu(OH)2H2O+H2
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10
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11
（三）、稀土元素的几种含氧酸盐
一、稀土元素的碳酸盐
稀土水合碳酸盐能与大多数酸反应，在水中的溶解 度在10-5~10-7mol/L范围内。稀土碳酸盐在900oC时分解成 氧化物。向可溶性的稀土盐溶液中加入略过量的 (NH4)CO3，可生成 (RE2CO3)3（正碳酸盐）：
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稀土金属有机进展PPT课件
第16页/共32页
电子工业 化学工业
冶金工业 钪 (Sc)
电光源工业
玻璃工业
同位素
第17页/共32页
冶金工业
• 在冶金工业中，钪常用于制造合金（合金的添加剂），以改善合金的强度、硬度和耐热和性能。如，在铁 水中加入少量的钪，可显著改善铸铁的性能，少量的钪加入铝中，可改善其强度和耐热性。
第18页/共32页
第21页/共32页
同位素
• 自然界中钪均以45Sc形式存在，另外，钪还有9种放射性同位素，即40～44Sc和46～49Sc。其中， 46Sc作为示踪剂，已在化工、冶金及海洋学等方面使用。在医学上，国外还有人研究用46Sc来医治癌症
第22页/共32页
稀土金属有机应用
Catalysis
催化
稀土金属
Activate
第2页/共32页
历史进程
1954年wilkinson和Briminghan成功合成第一个稀土金属有 机∏络合物-三茂稀土化合物，标志着稀土金属有机化学的诞生。
第3页/共32页
• 1963年Magin等人报道了Cp2LnCl的合成，但轻 稀土的这类化合物由于易于歧化，直到20多年才陆 续获得成功。
第25页/共32页
• 中科院上海有机化学研究所金属有机国家重点实验室陈耀峰课题组基于有机配体的电子效应 和立体效应，针对稀土金属离子硬酸、大离子半径和高配位数的特性，设计合成了一类新型的 三齿氮配体，并通过合成其稀土金属烷基配合物，验证其确实具有优越的电子效应和立体效应 特性。
• 在此基础上，研究人员利用该类配体，在外加Lewis碱DMAP的配合下，成功地合成了第一 例稀土金属末端氮卡宾配合物-钪末端氮卡宾配合物（图1，A）。进而又设计了一个新型的四齿 氮配体，无需外加Lewis碱就可以得到稀土金属钪末端氮卡宾配合物（图1，B）页/共32页
电子工业 化学工业
冶金工业 钪 (Sc)
电光源工业
玻璃工业
同位素
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冶金工业
• 在冶金工业中，钪常用于制造合金（合金的添加剂），以改善合金的强度、硬度和耐热和性能。如，在铁 水中加入少量的钪，可显著改善铸铁的性能，少量的钪加入铝中，可改善其强度和耐热性。
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同位素
• 自然界中钪均以45Sc形式存在，另外，钪还有9种放射性同位素，即40～44Sc和46～49Sc。其中， 46Sc作为示踪剂，已在化工、冶金及海洋学等方面使用。在医学上，国外还有人研究用46Sc来医治癌症
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稀土金属有机应用
Catalysis
催化
稀土金属
Activate
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历史进程
1954年wilkinson和Briminghan成功合成第一个稀土金属有 机∏络合物-三茂稀土化合物，标志着稀土金属有机化学的诞生。
第3页/共32页
• 1963年Magin等人报道了Cp2LnCl的合成，但轻 稀土的这类化合物由于易于歧化，直到20多年才陆 续获得成功。
第25页/共32页
• 中科院上海有机化学研究所金属有机国家重点实验室陈耀峰课题组基于有机配体的电子效应 和立体效应，针对稀土金属离子硬酸、大离子半径和高配位数的特性，设计合成了一类新型的 三齿氮配体，并通过合成其稀土金属烷基配合物，验证其确实具有优越的电子效应和立体效应 特性。
• 在此基础上，研究人员利用该类配体，在外加Lewis碱DMAP的配合下，成功地合成了第一 例稀土金属末端氮卡宾配合物-钪末端氮卡宾配合物（图1，A）。进而又设计了一个新型的四齿 氮配体，无需外加Lewis碱就可以得到稀土金属钪末端氮卡宾配合物（图1，B）页/共32页
稀土元素分析化学PPT课件
特性
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 。
《金属有机化学》课件
展望：未来金属有 机化学将在更多领 域发挥重要作用， 如新能源、环保、 生物医药等。
金属有机化学面临的挑战与机遇
挑战：金属有机化学在合成、反应机理、结构分析等方面存在诸多挑战
机遇：金属有机化学在药物研发、材料科学、能源等领域具有广阔的应 用前景
挑战：金属有机化学在环境污染、生物毒性等方面存在潜在的风险
金属有机化合物在新能源 领域的应用研究
金属有机化学在药物合成 中的新进展
金属有机化学在材料科学 中的研究新突破
金属有机化学在理论计算 方面的新发展
金属有机化学的发展趋势与展望
研究方向：新型金 属有机化合物的合 成与性质研究
应用领域：药物化 学、材料科学、生 物技术等领域
研究热点：绿色化 学、生物催化、纳 米材料等
19世纪初，德国化学家Friedrich Wöhler首次合成了金属有机化合物
19世纪末，德国化学家Victor Grignard和法国化学家Paul Sabatier分别发现了Grignard试剂 和Sabatier试剂，为金属有机化学的发展奠定了基础
20世纪初，德国化学家Fritz Haber和Carl Bosch发明了Haber-Bosch过程，实现了大规模合 成氨，推动了金属有机化学的发展
机遇：金属有机化学在绿色化学、生物医学等领域具有重要的研究价值 和应用前景
感谢您的观看
汇报人：PPT
03
金属有机化合物的结构 与性质
金属有机化合物的结构特点
含有金属元素和碳 元素
金属原子与有机基 团通过共价键结合
结构多样，包括单 核、多核、环状等
性质复杂，包括化 学活性、热稳定性 、反应性等
金属有机化合物的物理性质
熔点：金属有机化合物的 熔点通常高于无机化合物
稀土元素化学(共10张PPT)
第7页，共10页。
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。
在封闭管中，将金属RE与S 按一定的比例混合，缓慢升温，然后保持在1000℃，即可得到RES. 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。
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.
第6页，共10页。
（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
第5页，共10页。
Ce2S3 → Ce3S4→ CeS
混RE合N物遇加水热后稀到会1土缓0慢00中水~1解2E0并0u℃放S。出不氨气能： 用该法制备，但可用H2S和EuCl反应制得。
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。 REN遇水后会缓慢水解并放出氨气：
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。
在封闭管中，将金属RE与S 按一定的比例混合，缓慢升温，然后保持在1000℃，即可得到RES. 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。
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.
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（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
第5页，共10页。
Ce2S3 → Ce3S4→ CeS
混RE合N物遇加水热后稀到会1土缓0慢00中水~1解2E0并0u℃放S。出不氨气能： 用该法制备，但可用H2S和EuCl反应制得。
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。 REN遇水后会缓慢水解并放出氨气：
稀土元素介绍PPT课件
La2(SO4)3+3Ba(BrO3)2 → RE(BrO3)3+3BaSO4↓
第11页/共18页
（五）、稀土元素的氢化物
第12页/共18页
(六)、稀土元素的硼化物
第13页/共18页
（七）、稀土元素的硫化物
第14页/共18页
四、稀土元素与化合物的反应
1、与水的反应 La+H2O→La(OH)3+H2↑
第5页/共18页
（一）、稀土元素的氧化物
一、二价稀土元素的氧化物 EuO（氧化铕）是一种暗红色的固体，它在干或湿空气 中均无明显
反应。EuO的制备，在Ta或Mo 容器中进行，温度800 -2000oC。 Eu2O3+Eu(La) → 3Eu(La)O
液N2中，在-33oC或更低温度下，令Yb与O2作用或在压下于200300oC使金属与O2反应可制备YbO。
第7页/共18页
（三）、稀土元素的几种含氧酸盐
一、稀土元素的碳酸盐 稀土水合碳酸盐能与大多数酸反应，在水中的溶解度在10-5~10-7mol/L
范围内。稀土碳酸盐在900oC时分解成氧化物。向可溶性的稀土盐溶液中加入 略过量的(NH4)CO3，可生成 (RE2CO3)3（正碳酸盐）：
2RE3++3CO32- → RE2(CO3)3 RE2(CO3)3在900oC时热分解为氧化物。
RE2(CO3)3 → RE2O3+3CO2
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性质： 镧系元素硫酸 盐和 硫 酸 铝 相 似， 易 溶 于 水 ，含 结 晶 水 Ln2(S O 4)3·x H2O； 脱
水时经历以下三步： L n 2(S O4) 3·x H 2O → L n 2(S O4)3 →L n 2O2S O4 → L n 2O3
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（五）、稀土元素的氢化物
第12页/共18页
(六)、稀土元素的硼化物
第13页/共18页
（七）、稀土元素的硫化物
第14页/共18页
四、稀土元素与化合物的反应
1、与水的反应 La+H2O→La(OH)3+H2↑
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（一）、稀土元素的氧化物
一、二价稀土元素的氧化物 EuO（氧化铕）是一种暗红色的固体，它在干或湿空气 中均无明显
反应。EuO的制备，在Ta或Mo 容器中进行，温度800 -2000oC。 Eu2O3+Eu(La) → 3Eu(La)O
液N2中，在-33oC或更低温度下，令Yb与O2作用或在压下于200300oC使金属与O2反应可制备YbO。
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（三）、稀土元素的几种含氧酸盐
一、稀土元素的碳酸盐 稀土水合碳酸盐能与大多数酸反应，在水中的溶解度在10-5~10-7mol/L
范围内。稀土碳酸盐在900oC时分解成氧化物。向可溶性的稀土盐溶液中加入 略过量的(NH4)CO3，可生成 (RE2CO3)3（正碳酸盐）：
2RE3++3CO32- → RE2(CO3)3 RE2(CO3)3在900oC时热分解为氧化物。
RE2(CO3)3 → RE2O3+3CO2
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性质： 镧系元素硫酸 盐和 硫 酸 铝 相 似， 易 溶 于 水 ，含 结 晶 水 Ln2(S O 4)3·x H2O； 脱
水时经历以下三步： L n 2(S O4) 3·x H 2O → L n 2(S O4)3 →L n 2O2S O4 → L n 2O3
第八章稀土金属及其合金的制取 94页PPT
熔体电解质蒸气压高，熔盐易挥发，电解质在电解过程中的损
失就大，同时，也会造成尾气回收的难度增大；
为了尽量减少熔盐的挥发，应尽量降低电解温度。
（6）表面张力（相互润湿性）： A：电解质同熔融稀土金属之间的表面张力：
对金属在熔体中的溶解损失影响较大，应设法增大他 们之间的表面张力以提高金属与电解质的分离，提高电 流效率； B：电解质与石墨阳极之间的表面张力：
或者又与碱金属氯化物MCl发生置换反应：
RE十3MCI＝RECl3十3M 电解温度越高，以上副反应过程进行愈剧烈。
(3)、较稀土金属平衡电位为负的区间，即极电位在-3.3~-3.5v， 发生碱金属离子的还原：M+ + e-＝M ，
该反应是在当阴极附近的稀土离子浓度变低，电流增加到它 的阴极扩散电流时，阴极极化电位迅速上升，达到了碱金属 高于析出的电位值时发生的反应。
氯化稀土将按下式离解：RECl3 = RE3+ + 3Cl氯化钾将按如下方式解离：KCl = K+ + Cl-
所以主要阳离子为RE3+ 、 K+ ，阴离子为Cl-，这些离 子在电解质熔体中无规律地自由运动。
电场作用下阳离子朝电解槽的阴极运动，阴离子Cl则向电解槽的阳极移动，结果在靠近阴极的电解质层 中，集中有大量的阳离子，在靠近阳极的电解层中， 集中有大量的阴离子，性质不同的离子的放电次序是 不相同的。
M实——电解实际得到的金属质量，g； M理——据电化学原理计算得到的金属质量，g； C——电化当量值，不同元素有不同的值； I——电流强度，A； t ——时间，h。
稀土氯化物熔盐电解的电流效率较低。
1、电解质的组成（：稀土氯化物浓度在一定范围之内） 当稀土氯化物浓度过低时，将会使电位较负的K+、Na+、 Ca2+等共同析出； 当稀土氯化物浓度过高时，由于稀土金属在自身熔盐中 的溶解度较大，电解质更易与空气中的水分和氧作用而变 粘，金属不易凝聚，阳极气体析出也困难。 2、电解温度： 制取混合稀土金属——870℃；
失就大，同时，也会造成尾气回收的难度增大；
为了尽量减少熔盐的挥发，应尽量降低电解温度。
（6）表面张力（相互润湿性）： A：电解质同熔融稀土金属之间的表面张力：
对金属在熔体中的溶解损失影响较大，应设法增大他 们之间的表面张力以提高金属与电解质的分离，提高电 流效率； B：电解质与石墨阳极之间的表面张力：
或者又与碱金属氯化物MCl发生置换反应：
RE十3MCI＝RECl3十3M 电解温度越高，以上副反应过程进行愈剧烈。
(3)、较稀土金属平衡电位为负的区间，即极电位在-3.3~-3.5v， 发生碱金属离子的还原：M+ + e-＝M ，
该反应是在当阴极附近的稀土离子浓度变低，电流增加到它 的阴极扩散电流时，阴极极化电位迅速上升，达到了碱金属 高于析出的电位值时发生的反应。
氯化稀土将按下式离解：RECl3 = RE3+ + 3Cl氯化钾将按如下方式解离：KCl = K+ + Cl-
所以主要阳离子为RE3+ 、 K+ ，阴离子为Cl-，这些离 子在电解质熔体中无规律地自由运动。
电场作用下阳离子朝电解槽的阴极运动，阴离子Cl则向电解槽的阳极移动，结果在靠近阴极的电解质层 中，集中有大量的阳离子，在靠近阳极的电解层中， 集中有大量的阴离子，性质不同的离子的放电次序是 不相同的。
M实——电解实际得到的金属质量，g； M理——据电化学原理计算得到的金属质量，g； C——电化当量值，不同元素有不同的值； I——电流强度，A； t ——时间，h。
稀土氯化物熔盐电解的电流效率较低。
1、电解质的组成（：稀土氯化物浓度在一定范围之内） 当稀土氯化物浓度过低时，将会使电位较负的K+、Na+、 Ca2+等共同析出； 当稀土氯化物浓度过高时，由于稀土金属在自身熔盐中 的溶解度较大，电解质更易与空气中的水分和氧作用而变 粘，金属不易凝聚，阳极气体析出也困难。 2、电解温度： 制取混合稀土金属——870℃；
稀土金属有机进展课件
稀土元素在自然界中储量丰富，具有独特的物理和化学性质，广泛应用于能源、环保、新材料等领域。
1
2
3
稀土金属有机化合物的合成与性质研究有助于深入理解稀土元素的化学性质和反应机制，为相关领域的发展提供理论支持。
稀土金属有机化合物在催化、有机合成、材料科学等领域的应用研究有助于推动相关领域的技术进步和创新。
磁学性质
03
一些稀土金属有机化合物具有特殊的磁学性质，如铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性，这使得它们在信息存储和磁性材料方面具有潜在的应用价值。
03
稀土金属有机化合物的应用
稀土金属有机化合物可以作为燃料电池的催化剂，提高燃料电池的效率和稳定性。
燃料电池
太阳能电池
储能电池
稀土金属有机化合物可以用于太阳能电池的敏化剂，提高太阳能的吸收和转换效率。
加强基础研究
进一步深入开展稀土金属有机化合物的合成、性质、反应机制和应用等方面的研究，为相关领域的发展提供更多有价值的科学数据和理论支持。
积极探索稀土金属有机化合物在新能源、生物医药、环保等领域的应用，推动相关技术的创新和发展。
加强化学、材料科学、物理学、生物学等领域的交叉合作，共同开展稀土金属有机化合物的研究和应用，促进相关领域的协同创新。
稀土功能材料
高性能稀土催化剂
利用稀土金属有机化合物的特性，开发具有新作用机制的药物，用于治疗癌症、感染性疾病、神经性疾病等重大疾病。
药物研发
利用稀土金属有机化合物的光学、电学和磁学性质，开发新型生物成像和诊断技术，提高疾病早期发现和诊断的准确率。
生物成像与诊断
研究利用稀土金属有机化合物实现绿色合成的方法，减少合成过程中的环境污染和资源浪费，推动化学工业的可持续发展。
功能配合物
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稀土金属有机化合物的合成与性质研究有助于深入理解稀土元素的化学性质和反应机制，为相关领域的发展提供理论支持。
稀土金属有机化合物在催化、有机合成、材料科学等领域的应用研究有助于推动相关领域的技术进步和创新。
磁学性质
03
一些稀土金属有机化合物具有特殊的磁学性质，如铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性，这使得它们在信息存储和磁性材料方面具有潜在的应用价值。
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稀土金属有机化合物的应用
稀土金属有机化合物可以作为燃料电池的催化剂，提高燃料电池的效率和稳定性。
燃料电池
太阳能电池
储能电池
稀土金属有机化合物可以用于太阳能电池的敏化剂，提高太阳能的吸收和转换效率。
加强基础研究
进一步深入开展稀土金属有机化合物的合成、性质、反应机制和应用等方面的研究，为相关领域的发展提供更多有价值的科学数据和理论支持。
积极探索稀土金属有机化合物在新能源、生物医药、环保等领域的应用，推动相关技术的创新和发展。
加强化学、材料科学、物理学、生物学等领域的交叉合作，共同开展稀土金属有机化合物的研究和应用，促进相关领域的协同创新。
稀土功能材料
高性能稀土催化剂
利用稀土金属有机化合物的特性，开发具有新作用机制的药物，用于治疗癌症、感染性疾病、神经性疾病等重大疾病。
药物研发
利用稀土金属有机化合物的光学、电学和磁学性质，开发新型生物成像和诊断技术，提高疾病早期发现和诊断的准确率。
生物成像与诊断
研究利用稀土金属有机化合物实现绿色合成的方法，减少合成过程中的环境污染和资源浪费，推动化学工业的可持续发展。
功能配合物