稀土元素PPT课件

优点：
磁性材料
①电动机的效率增强；
②电动汽车起动机的起动力会大大 增加而体积却大大减小；
③家用电器能耗显著降低；
④有广泛的应用前景，如：磁悬浮 高速列车，自动化高速公路。
缺点：成本变高
结构材料：使钢铁得到良好特性 贮氢材料：高容量充电电池的电极。 超导材料：混合稀土-钡-铜-氧超导体 发光材料：节能光源
域
农业领域
稀 土 元 素
1.冶金工业领域 2.石油化工领域
1. 稀土在冶金工业中应用量 子选23应制.很硫作择.4用备在脱.为性大钢稀：特石氧筛好稀，土水玻种油改裂、土约在中璃性裂变化汽可占玻着能加化夹催油以稀璃色的工入杂化的加土工玻、业稀物剂生入业总璃玻中形，产土陶中用璃。，态活率，瓷有量脱稀作性高可和三的色土用高。起瓷个和分1；、/釉脱3 。
大面积超薄型显示屏
（1）、微合金化作用 （2）、捕氢作用 （3）、与其它有害元素的作用
（4）、稀土元素的脱硫、脱氧
钢液中 降至 加稀土 201ppm
复杂的 硫化物
净化的 钢液
稀土元素在农业领域的应用
①增加作物产量 ②改善作物品质 ③增强作物抗逆性 ④增加经济效益
稀土元素在医药领域的应用
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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。
Sc Y La Ce Pr Nd Pm Sm Eu
密度 2.99 4.47 6.19 6.77 6.78 7.00 —— 7.54 5.26 (g/cm3)
熔点 1539 1509 920 795 935 1024 —— 1072 826 (℃)
Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
密度 7.88 8.27 8.54 8.80 9.05 9.33 6.98 9.84 (g/cm3)
熔点 1312 1356 1407 1461 1497 1545 824 1652 (℃)
一．稀土元素的简介和性质 二. 稀土元素的应用 三. 稀土元素的分离 四. 稀土元素的制备
稀土元素 稀土元素 的组成 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。
（2）原子半径和离子半径角度
镧系元素的原子半径及 Ln3+离子半径，在总的趋势上 都随着原子核电荷数的增大 而减小，这一现象叫做镧系 收缩。
由于铕和镱各自具有半充满和全充满的4f 亚层，这一相对稳定的结构对核电荷的屏 蔽较大，所以原子半径明显增大。
在镧系 原子半径收 缩的过程中， 有两处突跃。
即铕和 镱的原子半 径突然增大， 在图中在铕 和镱处出现 了两个峰值。
离 子 半 径
稀土元素的重要化合物
①氢氧化物 ②ຫໍສະໝຸດ Baidu化物 ③碱性氧化物 ④配合物
配合物
①类型和数目比d过渡元素要少得多。
② Ln3+离子半径较大，配合物稳定 性差。 ③ Ln3+与配位体之间的作用力很弱， 主要通过静电作用。
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。
+3氧化态镧系元素离子多数有颜色，如果阴离子 为无色，在结晶盐和水溶液中都保持Ln3+的特征颜色
离子的颜色似乎决定于f层中的未成对的电子数。 当三价离子具有fn和f14-n电子构型时，它们的颜色是相 同相近的。这就是Ln3+离子颜色的周期性变化。
工业领域
医
药
领
Magic Rare earth element
稀土元素的性质与其内部结构密切相关， 下面是稀土元素的原子结构和一些重要性质。
（1）电子构型角度：
稀土元素在基态时的电子排布特征 是最后填充的电子大都进入4f亚层，只有 钇和镧例外，下表列出稀土元素原子和 离子（RE3+）的电子结构及某些性质。
图-1 稀土元素的原子性质图
从上表中可 看 到 ， La 有 4f 空 轨 道 ， Gd 的 4f 轨 道 为半充满， Lu 的 4f 轨 道 为全充满， 这些都是稳 定的电子构 型。
在 工 业 领 域 的 应 用
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稀土元素包括钪、钇、镧、铈、镨、钕、 钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、 镥。
稀
稀土金属是芬兰学者加多林
土 (Johan Gado1in)在1794年发现的。
元
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
素 土，且又认为稀少，便定名为
的
发
现
(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。