稀土元素的性质.docxVIP

稀土元素的性质 稀土元素事典型的金属元素。其中偶系元素 4f亚层的轨道电子，由于被外层的 5s 和5p层电子有效地屏蔽，不能参与成键，因此导致它们具有两个非常突出的特点，即 化学性质非常相似（给彼此的分离造成了困难）及物理性质差别明显（见表），给应用开发 创造了多方面的机遇。 原子 序数 名称 电子排布 氧化 态 氧化物 颜色 热中子俘获 截面靶恩 （10-28 米 2） 总磁 矩 （波 尔 磁 子） 原子 m3 21 (Sc) 3d4g [Ar] +3 13 39 切(Y) 4d5S [Kr] +3 57 镰1 (La) 5d16S2 [Xe] +3 白色 58 铺 (Ce) 4f15d16百 4f1 +3.+4 米色 59 错 (Pr) 4f36S2 4f2 +3.+4 黑色 60 牧 (Nd) 4f46S2 4f3 +3 淡蓝 61 钿 (Pm) 4f56S2 4f4 +3 62 4f66S2 4f5 +2.+3 淡黄 5500  (Sm) 63 箱 (Eu) 4f76S2 4f6 +2.+3 白色 4600 64 包 (Cd) 4f75d16S" 4f7 +3 白色 46000 65 钺 (Tb) 4f96S2 4f8 +3.+4 深褐 44 66 铀 (Dy) 4f106百 4f9 +3 白色 1150 67 钦 (Ho) 4f116S2 4f10 +3 白色 64 68 供 (Er) 4f 126百 4f11 +3 粉色 166 69 铉 (Tm) 4f135S2 4f12 +3 苍绿 118 70 镜 (Yb) 4f 146S 4f13 +2.+3 白色 36 71 铅 (Lu) 4f145d16S2 14 4f +3 白色 108 原子 序数 局 名称 居里点 (C) 熔点( 金届 c) 氧化 物 电阻率 (欧 姆?米) X 10-8 (25 C) 热导率 [瓦/(米? 开)](25 C) 密度 (克 / 厘 米)) 211541 2300 52 21 (Sc) 39 切(Y) 1526 2415 57 镰1 (La) 920 2250 58 铺 (Ce) 798 2600 59 错 (Pr) 931 2200 60 牧 (Nd) 1016 2272 61 钿 (Pm) 62 使 (Sm) 1073 2325 63 箱 (Eu) -165 822 2050 502 64 包 (Cd) 1312 2340 65 钺 (Tb) -53 1357 2200 136 66 铀 (Dy) -187 1409 2340 56 67 钦 (Ho) -254 1470 2360 87 68 供 (Er) -255 1522 2355 107 69 铉 -141 1545 2400 79 (Tm) 70 镜 (Yb) 816 2346 27 71 铅 (Lu) 1663 2490 79 （一）化学性质和冶金性能 稀土元素的性质 （一） 化学性质和冶金性能 经湿法冶金与化学提纯获得的稀土氯化物、碳酸盐、硝酸盐、氟化物和其 他卤化物及稀土氧化物，因外层电子排布 （构型）的相似。其氧化态基本上为正三价。但 内层4f电子的数目对价态也有一定影响，铺、错、钺可氧化成四价，形成相应的稳定 氧化物CeO2 Pr6O11、Tb407,彩、箱、镜可还原成二价，形成 Sm弥反常价态化合物。 稀土金属是化学活性极强的元素，对氢、碳、氮、氧、硫、磷和卤素具有 极强的亲和力。轻稀土金属于室温在空气中易于氧化，重稀土与铳和钮在室温形成氧化 保护层，因此一般将稀土金属保存在煤油中，或置于真空及充以氧气的密封容器中。 稀土金属是原子半径较大的电正性元素，除各稀土元素彼此间及稀土与 错、针和镁、锌、镉、汞等二价金属形成多种固溶体外，稀土金属与其他金属元素形成 的二元R-M系金属间化合物（R与M分别为稀土金属与非稀土金属）就在3000种以上。其 中RM2 BM RM轿口 R5M啾次各占已知 R-M型金属间化合物的 20% 17% 12嘛口 7% RM5 和R2M17各占5%。单稀土与铁、钻、镣形成的金属间化合物就已经超过 200种。至 于Nd2Fe14B等三元化合物型合金的数目更是难以计数。 此外，稀土易与碳形成强键及其易于获得和失去电子的能力， 特别是铺的储氧能力， 使稀土成为催化性能非常突出的金属元素。 （二） 物理性质 稀土金属为一组呈铁灰色到银白色有金属光泽的金属， 一般较软、可锻、有延展性， 在高温下呈粉末状其反应性尤为强烈。其中铺的熔点为 798C，而镌的熔点为1663C, 差别明显。 稀土元素的磁性质是由未充满 4f电子层内的未成对电子引起的。其中铺和钦的原 子磁矩最大，彩、铺、错和钗与强磁性的铁和钻的配伍性最好， 能产生极强的相互作用， 形成S