稀土元素
17种稀土元素名称及用途
17种稀土元素名称及用途镧(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。
铈的广泛应用:（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，从而节约空调用电。
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，可有效防止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）硫化铈可以取代铅、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。
铈应用领域非常广泛，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、各种合金钢及有色金属等。
镨(Pr) 大约160年前，瑞典人莫桑德从镧中发现了一种新的元素，但它不是单一元素，莫桑德发现这种元素的性质与镧非常相似，便将其定名为"镨钕"。
稀土元素
稀土元素（REE）资源稀土元素系指元素周期表中镧系的15个元素加上钇（Y）共16个元素，英文缩写代号为REE （Rare earth elements）。
按原子序排列序数镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕(Eu)称做轻稀土（LREE）或叫铈组稀土；而把钇（Y）、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、铒(Er)称为重稀土（HREE）或钇组稀土。
REE元素化学性质相似，在自然界又密切共生。
世界稀土资源：据2002年美国联邦地调部门统计，世界REE储量8800万吨，基础储量15000万吨。
至2008年，全球已探明的稀土资源工业储量约9261万吨。
世界REE储量大国:中国是世界REE资源储量最大的国家。
除了中国以外，其工业储量超过100万吨的国家有俄罗斯1900万吨，美国1300万吨，澳大利亚520万吨，印度110万吨以上，扎伊尔100万吨，越南100万吨以上等。
至1998年世界稀土资源主要分布见下表：1998世界主要REE分布（万吨）国名工业储量远景储量巴西28 31中国4300 4800 马来西亚 3 3.5前苏联1900 2100 南非39 40美国1300 1400 斯里兰卡 1.2 1.3澳大利亚520 580 泰国0.1 0.11印度110 130 刚果0.1 0.1扎伊尔100 100 其它2100 2100加拿大94 100 合计10000 11000世界REE总量超过100万吨的巨大矿床，除中国以外还有：俄罗斯托姆托尔碳酸岩风化残积壳型REE矿，资源量4000万吨，钇(Y)300万吨；俄罗斯科拉半岛希宾磷霞岩中REE矿床；美国加利福尼亚的圣贝迪诺的芒廷帕斯碳酸岩型氟碳铈矿矿床是世界最大的单一氟碳铈矿矿床，REE品位5～10%，储量500万吨。
美国阿拉斯加普林斯威尔士岛南端的波肯山REE矿床储量680万吨澳大利亚韦尔德山碳酸岩风化壳型REE矿；巴西阿拉夏寨斯拉估计碳酸岩型风化壳REE矿；越南茂塞碳酸岩REE矿床；印度比哈尔邦内陆的兰契高原的独居石和钛铁矿床，规模巨大。
稀土就是化学元素周期表中镧系元素
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。
稀土元素知识学习
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0.0068%（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1.06×10^-10m~0.84×10^-10m，Y3+为0.89×10^-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。
稀土元素的结构特征
稀土元素的结构特征稀土元素是指周期表中的镧系元素，包括镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）和镥（Lu）。
它们的原子数从57到71不断增加，且具有相似的化学性质。
这些元素被广泛用于电子、光学、材料科学和医学等领域，并且是许多技术和设备的基本材料。
1.电子结构：稀土元素的电子结构具有特殊的特征。
它们的电子排布在4f轨道中，这些电子具有特殊的自旋和轨道角动量，称为“内层电子自旋-轨道相互作用”（LS耦合）。
这种相互作用使得稀土元素表现出许多独特的物理和化学性质，例如磁性、发光和超导等。
2.离子半径：稀土元素的离子半径相对较小，尤其是3价稀土离子（+3）的离子半径。
它们的离子半径逐渐缩小，从镧系到镥系，这与它们在周期表中的位置有关。
3.磁性：稀土元素具有丰富的磁性。
其中，镨、钕、钆和铕是具有自发磁性的常温磁体材料，它们在室温下具有较高的磁矩。
镐、铽、钬等元素则具有温度敏感的磁性，称为“磁相变”。
这些稀土磁体在电子设备、计算机和电动汽车等领域有广泛的应用。
4.化合价：稀土元素形成的化合物的化合价多种多样。
由于它们的电子结构特殊，稀土元素可以同时显示不同化合价的特性。
例如，镧的最低化合价为+3，但它也能形成+2和+4的化合价。
5.光学特性：稀土元素在光学方面具有重要的应用价值。
它们的原子核和电子结构使得它们能够吸收和辐射可见光、紫外光和红外光等不同波长的电磁波。
稀土元素可以被用于制备发光材料，例如激光晶体和荧光粉。
总而言之，稀土元素具有独特的电子结构、离子半径、磁性、化合价和光学特性等结构特征。
这些特点使得稀土元素在各种领域有广泛的应用，对于推动科技进步和发展具有重要作用。
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+ .
稀土元素配分
稀土元素配分稀土元素是指地壳中含量较低的一组元素，总共包括17个元素，它们是：镧系元素（包括镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铪、钇）以及钪。
稀土元素在地球上的分布较为广泛，但是它们的含量相对较低，因此被称为稀土元素。
稀土元素的配分是指稀土元素在不同物质及环境中的分布情况。
由于稀土元素具有特殊的化学性质和物理性质，因此它们在地壳中的配分情况也是多样的。
稀土元素在地壳中的分布是不均匀的。
在不同地质环境下，稀土元素的含量会有很大的差异。
例如，在火山岩和花岗岩中，稀土元素的含量较高；而在沉积岩和沉积物中，稀土元素的含量相对较低。
稀土元素在地壳中的配分也与其化学性质有关。
由于稀土元素具有相似的电子结构和化学性质，因此它们在地壳中的配分也呈现一定的规律。
例如，镧系元素在地壳中的含量较高，而钪元素的含量较低。
稀土元素的配分还受到地球内部动力学过程的影响。
地球内部的岩浆活动和地壳运动会导致稀土元素的重新分配。
例如，火山喷发和地壳的隆起会使稀土元素从地壳向地表重新分布。
稀土元素的配分在地质研究中具有重要意义。
通过研究稀土元素在不同岩石和矿石中的分布情况，可以了解地壳中不同地区的地质特征和成因。
此外，稀土元素的配分还可以用于地质勘探和资源评价。
例如，通过测定矿石中稀土元素的含量和分布情况，可以判断矿床的成矿条件和矿产潜力。
稀土元素的配分是指稀土元素在不同物质及环境中的分布情况。
稀土元素的配分在地质研究和资源评价中具有重要意义，通过研究稀土元素的配分情况，可以了解地壳中不同地区的地质特征和成因，同时也可以用于矿床勘探和资源评价。
元素周期表中的稀土元素
元素周期表中的稀土元素元素周期表是化学中非常重要的一项工具，它将化学元素按照原子序数和元素性质进行排列。
在这个表中，我们可以发现一组非常特殊的元素，被称为稀土元素。
稀土元素被广泛应用于各个领域，包括材料科学、电子工程、生物医学等。
本文将深入探讨元素周期表中的稀土元素及其应用。
一、稀土元素的基本概述稀土元素是指原子序数为57至71的元素，它们的电子结构特殊，拥有一系列独特的物理和化学性质。
稀土元素包括镧系元素和铈系元素两个系列。
镧系元素包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和镧系元素最后一个元素镧，共15个元素。
铈系元素包括铈、镪、钆、铽、镎、钔和铼，共7个元素。
虽然稀土元素在地壳中相对较为丰富，但由于提纯和分离过程的复杂性，使得它们被称为稀土。
稀土元素在自然界中分布广泛，主要存在于矿石和土壤中。
它们具有良好的化学稳定性和高度的磁性，因此被广泛应用于材料科学和电子工程领域。
另外，稀土元素还被用于催化剂、荧光材料、生物医学等众多领域。
二、稀土元素的应用领域1. 磁性材料稀土元素在磁性材料中发挥着重要的作用。
以镧系元素为代表的稀土元素具有高度的磁性，可以用于制造永磁材料，如永磁铁、永磁铁氧体等。
这些材料具有较高的磁力和磁导率，广泛应用于电机、发电机和声音设备等领域。
2. 光学材料稀土元素还可以用来制备各种光学材料，如荧光粉、荧光玻璃等。
这些材料可以发出特定波长的光，被广泛应用于荧光显示器、荧光灯和激光器等设备中。
稀土元素还具有较高的折射率和透光性，可以用于光学透镜和光学纤维等领域。
3. 催化剂稀土元素在催化反应中起到重要的作用。
它们具有良好的催化活性和选择性，可以用来催化各种化学反应。
例如，钆元素可以作为切割和钻孔工具中的催化剂，用于提高切割效率和降低切削温度。
4. 生物医学稀土元素在生物医学领域也有广泛的应用。
它们可以作为生物标记物，用于显影、检测和治疗。
例如，铒元素可以用来标记生物分子，如蛋白质和核酸，以追踪其在生物体内的运动和代谢过程。
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-Sm1879年，波依斯包德莱从铌钇矿得到的“镨钕”中发现了新的稀土元素，并根据这种矿石的名称命名为钐。
钐呈浅黄色，是做钐钴系永磁体的原料，钐钴磁体是最早得到工业应用的稀土磁体。
这种永磁体有SmCo5系和Sm2Co17系两类。
70年代前期发明了SmCo5系，后期发明了Sm2Co17系。
现在是以后者的需求为主。
钐钴磁体所用的氧化钐的纯度不需太高，从成本方面考虑，主要使用95%左右的产品。
此外，氧化钐还用于陶瓷电容器和催化剂方面。
另外，钐还具有核性质，可用作原子能反应堆的结构材料，屏敝材料和控制材料，使核裂变产生巨大的能量得以安全利用。
元素符号：Sm中文名称：钐英文名称：Samarium原子序数：62原子量：150.4外围电子排布：4f6 6s2核外电子排布：2,8,18,24,8,2常用化合价：+2,+3同位素及放射性：Sm-144 Sm-147(放α) Sm-148(放α) Sm-149(放α) Sm-150 *Sm-152常用化合物：密度：7.54熔点：1074沸点：1794所属周期：6所属族数：IIIB原子半径：2.59离子半径：1.08(+3)共价半径：1.62发现人：Paul 蒻ile Lecoq de Boisbaudran发现时间：1879发现地点：法国名称由来：Named after the mineral samarskite.元素描述：Silvery rare earth metal.元素来源：Found with other rare earths in monazite sand. The sand is often 50% rare earths by weight and 2.8% samarium.元素用途：It is used in the electronics and ceramics industries. It is easily magnetized and very difficult to demagnetize. This suggests important future applications in solid-state and superconductor technologies.稀土元素的主要物理化学性质根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质，以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征，十七种稀土元素通常分为二组。
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。
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
三、重要化合物
（一）、+3价 1 、氧化物， mp 高熔点，偏离子型晶体；从氢氧 化物、各种含氧酸盐灼烧可得，或金属单质灼 烧直接氧化也可得；通式：Ln2O3 Ln2(C2O4)3 －→ >800C → Ln2O3 最常见的方法 Ln2O3难溶于水或碱；易溶于强酸 2、 Ln(OH)3 碱性近似于碱土，但溶解度很小， Ksp：10－19～ 10－24 ；在 NH4Cl 存在下加 NH3· H2O 可沉淀，借 此可与Mg2＋等碱土离子分离。 碱性：从La3＋ －→ Lu3＋ 减小
3、 卤化物 F－：LnF3 在3M HNO3 中仍沉淀（鉴定方法）， 其它卤化物易溶； Ln2O3 + 6NH4Cl 300C → 2 LnCl3 + 3H2O + 6NH3 Ln3＋ 也易水解，所以其结晶水盐加热脱水时需 加条件。 LnCl3 + H2O ≒ LnOCl + 2HCl LnCl3· nH2O 欲脱水要采用 低温抽真空； 通 HCl 加NH4Cl一起加热。
⑥ 高 温 超 导 ， YBaCuO，Tc=90K，1987 ； LaxBayCuzOw 1986，Tc＝35K，之后发现加压 可提高Tc；再后用更小的Sc取代，则无超导性， 因得不到钙钛矿型；另外之后发现 Tl2Ba2Ca2Cu3O10 也是高温超导，所以超导与 f 电子无关。 ⑦ 激光晶体， 1960 红宝石（ Al2O3：Cr3+）； 1962，CaWO4：Nd3+ 输出连续激光； 1964 ， Y3Al5O12：Nd3+ 室 温 下 连 续 输 出 ； LiNbO3： Nd3+ 自倍频晶体（ 1.06 μm 红外， 0.53 μm 绿 光）。目前已知有320种激光晶体，其中290种 以稀土为激活离子。
稀土17种元素
稀土17种元素15个镧系元素，即镧（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），再加上与其电子结构和化学性质相近的钪（21）和钇（39），共计17个元素。
除钪与钷外，其余15个元素往往共生。
镧（57）镧【拼音】：[lán]【字义】：1.一种金属元素，属稀土金属，可制合金，亦可做催化剂。
铈（58）铈【拼音】：[shì]【字义】：1.一种金属元素，是优良的还原剂，可用来制合金。
镨（59）镨【拼音】：[pǔ]【字义】：1.一种金属元素，属稀土金属，用于做特种合金和特种玻璃，亦可做陶器的颜料。
钕（60）钕【拼音】：[nǚ]【字义】：1.一种金属元素，色微黄，稀土金属。
【常用词组】：1.钕玻璃[nǚbōli]钷（61）、钷【拼音】：[pǒ]【字义】：1.一种人造的放射性元素。
钷的乙种射线能使磷光体发光，用来制造荧光粉、航标灯，亦用来制造小而轻的原子电池。
钐（62）钐【拼音】：[shān] [shàn]【字义】：[shān] 1.一种金属元素，灰白色，有放射性，稀土金属。
铕（63）铕【拼音】：[yǒu]【字义】：1.一种金属元素，银白色。
用作彩色电视机的荧光粉，在激光材料及原子能工业中有重要的应用。
钆（64）钆【拼音】：[gá]【字义】：1.一种金属元素，稀土金属。
它的氟化物和硫化物都带淡红色。
用于微波技术、彩色电视机的荧光粉、原子能工业及配制特种合金。
铽（65）铽【拼音】：[tè]【字义】：1.一种金属元素，属稀土金属，无色结晶的粉末，有毒。
它的化合物可做杀虫剂，亦用来治疗皮肤病。
镝（66）镝【拼音】：[dí] [dī]【字义】：稀土族的三价金属元素,它形成的化合物属于已知的具有最大磁性的物质之列。
其氧化物呈白色,而盐呈微黄色[dysprosium]——元素符号Dy 钬（67）钬【拼音】：[huǒ]【字义】：1.一种金属元素，属稀土金属。
稀土元素
稀土元素地球化学通过研究地质体中稀土元素的组成特点，来探讨、形成条件以及、月球、等的形成和演化过程。
稀土元素(REE或TR)是指元素周期表中57号到71号的镧系元素和39号元素钇。
从镧到铕为铈组（轻稀土），从钆到镥及钇为钇组（重稀土）。
稀土元素在自然界的丰度和分布地壳中稀土元素的丰度为0.34～31ppm,总量为112ppm。
稀土元素在陨石、月球、地球各种岩石中的分布有如下规律。
①在岩浆岩中,从超基性岩→基性岩→中性岩→酸性岩→碱性岩,稀土元素总含量增加。
基性、超基性岩相对富含重稀土，酸性岩，尤其是碱性岩富含轻稀土。
②在中，以泥质岩石（如页岩）稀土含量最高，碳酸盐类（如）稀土含量最低。
③稀土元素在地壳中的分布不均匀。
地壳稀土组成相当于英云闪长岩，太古宙后地壳相当于花岗闪长岩。
大陆地壳稀土元素总量高，相对富轻稀土;大洋地壳稀土元素含量较低,相对富重稀土。
上地壳稀土元素含量高，相对富含轻稀土；下地壳稀土含量低，相对富含重稀土。
④地球的稀土元素丰度与球粒陨石相似，原始地幔的稀土元素含量约为普通球粒陨石的1.9～2.6倍。
⑤稀土元素在月表各种岩石中的含量相当于地球的3～10倍。
克里普岩（一种富钾、稀土和磷的岩石）稀土总含量达500ppm以上。
⑥球粒陨石稀土元素总含量为数个ppm,铁陨石稀土元素含量最低。
⑦河水、海水中稀土元素含量很低，总量低于1ppm，重稀土含量高于轻稀土。
稀土元素在自然样品中的分布特点可以用图解来表示。
将样品的稀土元素含量对球粒陨石标准化，取其对数值为纵坐标，以原子序数为横坐标作图，称为增田科里尔图解。
地球各种岩石的稀土元素分布形态绝大多数是两条直线性线段或一条完整的直线，即呈对数线性分布。
根据铕和铈的分布特征,可划分为5种类型（见图[稀土元素分布类型]）：①铕亏损型，铕呈负异常，分布曲线在铕处为一谷形，如花岗岩；②铕富集型，铕呈正异常,分布曲线在铕处为一峰,如斜长岩；③平坦型（或球粒陨石型），分布曲线为平滑直线，铕无异常，如大洋拉斑玄武岩；④铈亏损型,分布曲线在铈处为一谷,铈呈明显亏损，如海水，现代海洋沉积物及某些铁建造；⑤铈富集型，富铈,分布曲线在铈处为一峰,如海洋中锰结核。
17种稀土元素
17种稀土元素
钪kang4 金属元素符号:Sc 银白色质软可用来制特种玻璃和合金。
钇yi3 金属元素符号:Y 暗灰色可用来制特种玻璃和合金。
镧lan2 金属元素符号:La 银白色质软它的化学物可制特种玻璃和合金
铈shi4 金属元素符号:Ce 铁灰色质软可用来制合金
镨pu3 金属元素符号:Pr 淡黄色它的化学物多呈绿色可用作颜料等
钕nu3 金属元素符号:Nd 银白色可用来制合金，激光材料等，也用作催化剂
钷po3 金属元素符号:Pm 人造的放射性金属元素
钐shan1 金属元素符号:Sm 放射性金属元素
铕you3 金属元素符号:Eu 铁灰色，用于核工业，也可制彩色显像管中的荧光粉
钆ga2 金属元素符号:Gd 银白色，磁性强，用于微波技术，核工业。
铽te4 金属元素符号:Tb 银白色，质软，可用来制荧光物质及某些元件等。
镝di1 金属元素符号:Dy 银白色，用于核工业。
钬huo3 金属元素符号:HO 银白色，质软可用来制磁性材料。
铒er3 金属元素符号:Er 银灰色，质软可用来制特种合金
铥diu1 金属元素符号:Tm 银白色，质软可用来制X射线源等
镱yi 金属元素符号:Yb 银白色，质软，可用来制特种合金，也用作激光材料。
镥lu 金属元素符号:Lu 银白色，质软，可用于核工业。
在钕铁硼产品中常有的稀土金属有钕，镨，镝，铽，钆，钬。
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在具有f7的中点Gd3+钆处，微有不连续性， 这种现象被称之为Gd断效应 断效应。 这种现象被称之为 断效应。
Pm3＋ r/pm △(pm) 97.9 1.5
Sm3＋ 96.4 1.4
Eu3＋ 95.0 1.2
Gd3＋ 93.8 1.5
Tb3＋ 92.3 1.5
Dy3＋ 90.8
镧系收缩的影响(influence of lanthanide 镧系收缩的影响 contraction)
5. 镧系元素的分组 （1）峰谷效应（双峰效应） 镧系元素的原子半径在Eu和 Yb处出现峰和在Ce处出现 谷的现象 铈组（轻稀土）La Ce Pr Nd (Pm) Sm 铈组 钇组（重稀土）Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu 钇组
（2）三分组效应 三分组效应
∆solHmθ/kJ·mol
原子序数 元素 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 镥
符号 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
价电子层结构 4f0 5d1 4f1 5d1 4f3 4f4 4f5 4f6 4f7 4f7 5d1 4f9 4f10 4f11 4f12 4f13 4f14 4f14 5d1 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2
Hale Waihona Puke 1 －－－－~ 分 组组（ 组 组（ 组（ 组
LnCl3
三组 分
LnCl3·6H2O －
）La Ce Pr Nd (Pm) Sm ） Eu Gd Tb Dy ）Y Ho Er Tm Yb Lu
LnCl3 LnCl3·6H2O
镧系元素的单质 1. 镧系金属单质的化学性质 碱金属 Eo = -2.9左右 碱土金属 Eo = -2.3—2.9 Al E o = -1.96 Ln E o = -2.3左右 (1) 活泼性仅次于碱金属和Ca、Sr、Ba而与Mg 类似； (2) 活泼性规律Sc、Y、La >> Lu (3) 在一定温度下,可与所有非金属反应,与酸反 应迅速。 (4) 类似于碱金属能溶于液氨——蓝色溶液
镧系离子的颜色来源: 镧系离子的颜色来源 ① 荷移跃迁 电荷从配体的分子轨道向金属离 子空轨道跃迁。 ② f－d(u→g)跃迁 光谱选律所允许的跃迁。因 而谱线强度大,一般出现在紫外区。 ③ f－f(u→u)跃迁 光谱选律所禁阻的跃迁。由 于中心离子与配体的电子振动偶合、晶格振 动和旋－轨偶合使禁阻产生松动，从而使f－f 跃迁得以实现。
（3）选择性氧化法 用适当的氧化剂或还原剂 选择性氧化法 改变镧系离子的价态，使其形成有别于+3 价离子性质的化合物，从而达到分离目的 的方法。
87 Fr 88Ra 89 103 104Rf 105Db 106Sg 107Bh 108 Hs 109Mt 110 111 112
45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 53
Ac-Lr
钅 钅 钅 钅 钅 钅 Uun Uuu Uub 卢 杜 喜 波 黑 麦
①使钇Y3+(88pm)在离子半径的序列上落在Er3+(88.1pm) 的附近, 因而在自然界中，钇常同镧系元素共生，成 为稀土元素之一； ②使镧系后面的各族过渡元素的原子半径和离子半径 分别与对应同族上面的一个元素的原子半径和离子半 径极为接近。 如果不插进14个镧系元素，La3+的半径比Y约大18pm。 H f 4+ 的半径要比Zr 4+ 约大20pm,然而镧系收缩总共达 2 1 p m,完 全抵 消 了预 期 的增 长 数, 结 果 H f 4 + 的 半 径 (78pm)反而比Zr 4 + 的半径(79pm)略小一点，又如 N b 5 + ( 6 9 p m ) 与 Ta 5 + ( 6 8 p m ) 、 M o 6 + ( 6 2 p m ) 与 W6+(62pm)→化学性质接近→分离困难，矿物共生。
当然洪特规则是其问题的一方面,而热力学和动力学可 当然洪特规则是其问题的一方面 而热力学和动力学可 能是更重要的因素（如没有Sm+ (f7)、Tm+ (f14) 、有 能是更重要的因素（如没有 、 Ce2+(f2) 、Nd2+(f4)、Nd4+(f2)、没有 5+(fo)、N6+(fo)） 、 、没有Pr 、 ） 但是： 、 氧化态没有 氧化态稳定。 氧化态没有+3氧化态稳定 但是：+2、+4氧化态没有 氧化态稳定。
Pr 60 Nd
114
116
118
镧系 镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 镥 89Ac 90 Th 91 Pa 92 U 93Np 94 Pu 95 Am 96Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100Fm 101 102No 103 Lr Md 锕系 锕 钍 镤 铀 镎 钚 镅 锔 锫 锎 锿 镄 钔 锘 铹
第18章 f 区元素 章
镧系元素 锕系元素 核化学简介
§18.1 镧系元 素
钪( Sc scandium ) 稀 土 元 素 (16个) 个 ( Rare earth elements ) IIIB
稀土元素简介
钇(Y yttrium) 镧系元素 lanthanide Ln
32 个 元 素
镥(Lu lutetium)
3. 氧化态
+III氧化态是所有Ln元素的特征氧化态。 失去三个电子所需的电离势较低,即能形成稳定的+III氧 化态。有些虽然也有+II或+IV氧化态,但都不稳定。 +IV Ce(4f15d16s2) Pr(4f36s2) Tb(4f96s2) Dy(4f106s2) Ce(4f0) +II Sm(4f66s2) Sm(4f6) Pr(4f1) Tb(4f7) Dy(4f8)
Dy
Tm Ho Er Tm
Yb Yb Lu
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Eu
Gd Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
La (187.9pm)
Lu (173.5pm) (187.9-173.5)/14 = 1pm
平均每个相邻原子之间缩小 14.4/14 = 1 pm La3+(106.1pm) Lu3+(85pm) (106.1-85)/ 14= 1.5pm
57La 58 Ce 59
61Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67Ho 68
Er 69Tm
70Yb 71 Lu
镧系元素的发现
镱 1879年 年 钇 1794年 镱 1878年 年 年 镥 1905-1907年 年 钇土1794年 铒 1843年 钪 1879年 年 钇土 年 年 铒 1843年 钬 1879年 年 年 铽 1843年 铒 钬 1879年 年 年 铥 1879年 镝 1886年 年 年
Eu(4f76s2) Tm(4f136s2) Yb(4f146s2) Eu(4f7) Tm(4f13) Yb(4f14)
从4f电子层结构来看，其接近或保持全空、半满及全 满时的状态较稳定(也存在热力学及动力学因素)。
水溶液的稳定性： 水溶液的稳定性：
Ce4+(4fo) ＞ Pr4+(4f1) Sm2+(4f6) ＜ Eu2+(4f7) Tb4+(4f7) ＞ Dy4+(4f8) Tm2+(4f13) ＜ Yb2+(4f14)
15个元素 第一内过渡系 个元素
锕系元素 (actinide An) 铹 (Lr lawrencium) 15个元素 第二内过渡系 个元素
镧系元素的读音与命名
1 氢
3
IA 1 H
2锂 铍 11 Na 12 Mg 3 钠 镁 IIIB
37 Rb 38 Sr 39
IIA Li 4 Be
元素周期表
2
IIIA IVA VA VIA VIIA 氦 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne
Ln原子半径和离子半径 Ln 原子半径和离子半径
200
La Eu Yb
180 160 140 120
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Lu
Ln Ln(+II) Ln(+III) Ln(+IV)
Sm La Eu Eu Ce Ce Pr Pr Nd
100 80 La
Pm
Sm
Gd Gd
Tb Tb
He
硼 碳 氮 氧 氟 氖
13 Al 14 Si 15
4 钾 钙 钪 钛 钒 铬 锰 铁 钴 镍 铜 锌 镓 锗 砷 硒 溴 氪
Y
40 Zr 41 Nb 42 Mo 43
IB IIB VIII IVB VB VIB VIIB 19 K 20 Ca 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30Zn Tc 44 Ru
平均每个相邻中元素之间缩小,比原子半径更大一些 平均每个相邻中元素之间缩小 比原子半径更大一些
因为在原子中4f属于第二内层 为最外层 因为在原子中 属于第二内层(6s为最外层 ，4f 属于第二内层 为最外层)， 还产生一定的屏蔽作用， 对6s还产生一定的屏蔽作用，而离子中 是最外 还产生一定的屏蔽作用 而离子中4f是最外 层，对本身的屏蔽作用要小得多。 对本身的屏蔽作用要小得多。