1、精選文檔稀土元素的性質稀土元素事典型的金屬元素。其中鑭系元素4f亞層的軌道電子，由于被外層的5s和5p層電子有效地屏蔽，不能參與成鍵，因此導致它們具有兩個格外突出的特點，即化學性質格外相像(給彼此的分別造成了困難)及物理性質差別明顯(見表)，給應用開發制造了多方面的機遇。原子序數元素名稱電子排布氧化態氧化物顏色熱中子俘獲截面靶恩(10-28米2)總磁矩(波爾磁子)原子M3+21鈧(Sc)3d4S2Ar+31339釔(Y)4d5S2Kr+31.30.6757鑭(La)5d16S2Xe+3白色8.90.4958鈰(Ce)4f15d16S24f1+3.+4米色0.72.5159鐠(Pr)4f36S2

2、4f2+3.+4黑色11.23.5660釹(Nd)4f46S24f3+3淡藍46.03.361钷(Pm)4f56S24f4+362釤(Sm)4f66S24f5+2.+3淡黃55001.7463銪(Eu)4f76S24f6+2.+3白色46007.1264釓(Cd)4f75d16S24f7+3白色460007.9565鋱(Tb)4f96S24f8+3.+4深褐449.766鏑(Dy)4f106S24f9+3白色115010.6467鈥(Ho)4f116S24f10+3白色6410.8968鉺(Er)4f126S24f11+3粉色1669.569銩(Tm)4f135S24f12+3蒼綠1187.6

3、270鐿(Yb)4f146S24f13+2.+3白色360.4171镥(Lu)4f145d16S24f14+3白色1080.21原子序數元素名稱居里點()熔點()電阻率(歐姆·米) ×10-8(25 )熱導率瓦/(米·開)(25 )密度（克厘米）)金屬氧化物21鈧(Sc939釔(Y)1526241564.914.74.557鑭(La)920225056.813.86.158鈰(Ce)798260075.310.96.859鐠(Pr)931220068.011.76.860釹(Nd)1016227264.313

4、.07.061钷(Pm)62釤(Sm)1073232588.07.563銪(Eu)-16582220503.050264釓(Cd)19.613122340104.58.87.965鋱(Tb)-531357220013613.08.266鏑(Dy)-187140923405610.08.567鈥(Ho)-25414702360878.868鉺(Er)-255152223551079.69.069銩(Tm)-14115452400799.370鐿(Yb)8162346276.971镥(Lu)16632490799.8    (一)化學性質和冶金性能稀土元素的性質(一)

5、化學性質和冶金性能    經濕法冶金與化學提純獲得的稀土氯化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氟化物和其他鹵化物及稀土氧化物，因外層電子排布(構型)的相像。其氧化態基本上為正三價。但內層4f電子的數目對價態也有肯定影響，鈰、鐠、鋱可氧化成四價，形成相應的穩定氧化物CeO2、Pr6O11、Tb407，釤、銪、鐿可還原成二價，形成SmS等反常價態化合物。    稀土金屬是化學活性極強的元素，對氫、碳、氮、氧、硫、磷和鹵素具有極強的親和力。輕稀土金屬于室溫在空氣中易于氧化，重稀土與鈧和釔在室溫形成氧化愛護層，因此一般將稀土金屬保存在煤油中，或置

6、于真空及充以氬氣的密封容器中。    稀土金屬是原子半徑較大的電正性元素，除各稀土元素彼此間及稀土與鋯、釷和鎂、鋅、鎘、汞等二價金屬形成多種固溶體外，稀土金屬與其他金屬元素形成的二元R-M系金屬間化合物(R與M分別為稀土金屬與非稀土金屬)就在3000種以上。其中RM2、BM、RM3和R5M3依次各占已知R-M型金屬間化合物的20%、17%、12%和7%，RM5和R2M17，各占5。單稀土與鐵、鈷、鎳形成的金屬間化合物就已經超過200種。至于Nd2Fe14B等三元化合物型合金的數目更是難以計數。此外，稀土易與碳形成強鍵及其易于獲得和失去電子的力量，特殊是鈰

7、的儲氧力量，使稀土成為催化性能格外突出的金屬元素。(二)物理性質稀土金屬為一組呈鐵灰色到銀白色有金屬光澤的金屬，一般較軟、可鍛、有延展性，在高溫下呈粉末狀其反應性尤為猛烈。其中鈰的熔點為798，而镥的熔點為1663，差別明顯。稀土元素的磁性質是由未布滿4f電子層內的未成對電子引起的。其中鏑和鈥的原子磁矩最大，釤、鈰、鐠和釹與強磁性的鐵和鈷的配伍性最好，能產生極強的相互作用，形成SmCo5和Nd2Fe14B等把磁疇保持在一起高度抗退磁的材料。此外，一些稀土元素的磁熱效應、磁致冷、磁致伸縮和磁光效應都充分呈現了各稀土元素所特有的共性，為稀土的應用開發打開了重重深鎖的大門。    稀土元素的電子能級和譜線較一般元素更多種多樣，它們可以吸取和放射從紫外、可見到紅外譜區各種波長的電磁輻射，僅釓原子的某個激發態就有多達36000個能級。由于稀土元素4f亞層未成對電子與其他元素外層電子如d電子間的相互作用，形成豐富多彩、性能各異的稀土