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1、镧（lan）： Lanthanum，元素符号 La，原子序数 57，原子量，138.9055，同位素镧 139和放射性镧 138。第六周期，第三 B 族，氧化钛主要是 +3，密度 6.7，熔点 920.0，沸点 3469.0，外围电子排布：5d16s2，核外电子排布：2,8,18,18,9,2。 电子层：K-L-M-N-O-P 外围电子层排布：5d1 6s2 晶体结构：晶胞为六方晶胞。 晶胞参数： a=377.2pm，b=377.2pm，c = 1214.4pm，=90，= 90，= 120金属镧银白色的软金属，有延展性。化学性质活泼。易溶于稀酸。在空气中易氧化；加热能燃烧，生成氧化物和氮化物
2、。在氢气中加热生成氢化物，在热水中反应强烈并放出氢气。镧存在于独居石沙和氟碳铈镧矿中。易溶于稀酸。镧为可锻压、可延展的银白色金属，质软可用刀切开；熔点 921C，沸点 3457C，密度 6.174 克/ 厘米;。镧化学性质活泼，在干燥空气中迅速变暗，在冷水中缓慢腐蚀，热水中加快；镧可直接与碳、氮、硼、硒、硅、磷、硫、卤素等反应；镧的化合物呈反磁性。高纯氧化镧可用于制造精密透镜；镧镍合金可做储氢材料，六硼化镧广泛用作大功率电子发射阴极。来源镧的制备一般由水合氯化镧经脱水后，用金属钙还原，或由无水氯化镧经熔融后电解而制得。 在潮湿空气中迅速失去光泽,生成无色化合物,它存在于稀土矿中,通常把它归在稀
3、土族内,是混合稀土的一种主要成分。镧系元素镧系元素：lanthanide element，周期系B 族中原子序数为 5771 的 15 种化学元素的统称。包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥，它们都是稀土元素的成员。镧系元素通常是银白色有光泽的金属，比较软，有延展性并具有顺磁性。镧系元素的化学性质比较活泼。新切开的有光泽的金属在空气中迅速变暗，表面形成一层氧化膜，它并不紧密，会被进一步氧化，金属加热至 200400生成氧化物。金属与冷水缓慢作用，与热水反应剧烈，产生氢气，溶于酸，不溶于碱。金属在 200以上在卤素中剧烈燃烧，在 1000以上生成氮化物，在室温时缓慢吸收
4、氢，300时迅速生成氢化物。镧系元素是比铝还要活泼的强还原剂，在 150180着火。镧系元素最外层（6S)的电子数不变，都是 2。而镧原子核有 57 个电荷，从镧到镥，核电荷增至 71 个，使原子半径和离子半径逐渐收缩，这种现象称为镧系收缩。由于镧系收缩，这 15 种元素的化合物的性质很相似，氧化物和氢氧化物在水中溶解度较小、碱性较强，氯化物、硝酸盐、硫酸盐易溶于水，草酸盐、氟化物、碳酸盐、磷酸盐难溶于水。铈(shi):Cerium，元素符号 Ce，原子序数 58，原子量 140.116。有四种同位素136、138、140 和 142。电子层：K-L-M-N-O-P， 外围电子层排布： 4f1
5、5d16s2，晶体结构：晶胞为面心立方晶胞，每个晶胞含有 4 个金属原子。晶胞参数： a=362pm，b=362pm，c =599pm，=90，= 90，= 120主要的氧化钛是+3，还有+4 。熔点为 799,沸点为 3426，密度为 8.240 g/cm3(）(25 )。灰色活泼的金属，是镧系金属中自然丰度最高的一种，性质活泼。在空气中失去光泽，加热时燃烧，与热水迅速反应，溶于酸。用于制造打火石、陶瓷和合金等。铈是除铕外稀土元素中最活泼的。铈在室温下很容易氧化；在冷水中缓慢反应，在热水中反应加快；大多数铈盐及其溶液为橙红色到橙黄色，具有反磁性和强氧化性。二氧化铈用于抛光精密玻璃制品，也可做
6、玻璃去色剂和用于生产有色玻璃，硝酸铈用于制造白炽灯罩。元素来源铈主要存在独居石和氟碳铈矿中，也存在于铀、钍、钚的裂变产物中。常由氧化铈用镁粉还原，或由电解熔融的氯化铈而制得。镨（pu）: praseodymium，元素符号 Pr，原子序数 59，原子量 140.90765。天然稳定同位素只有 141。电子层：K-L-M-N-O-P，外围电子层排布： 4f25d16s2，晶体结构：晶胞为六方晶胞。晶胞参数： a=367.25pm，b=367.25pm，c =1183.54pm，=90，= 90，= 120。镨是一种银白色微带黄色、中等柔软的金属元素，是镧系元素，在空气中抗腐蚀能力比镧、铈、钕和铕
7、都要强，但暴露在空气中会产生一层易碎的黑色氧化物，所以纯镨必须在矿物油或密封塑料中保存。镨的熔点 931C，沸点 3512C，密度 6.773 克/ 厘米;。镨通常以三价氧化态存在，也以 4 价形式存在。三氧化二镨可用于制造优良的高温陶瓷材料，也用于制造绿色的镨玻璃；镨在石油化工方面可用作催化剂。镨的离子形态为黄绿色。铷（ru）: neodymium， 元 素 符 号 Nd， 原 子 序 数 60， 主要存在于独居石和氟碳铈矿中。自然界存在 7 种钕的同位素：钕 142、143、144、145、146、148、150，其中钕 142 含量最高。钷（po）:promethium，元素符号 Pm，
8、原子序数 61。元 素 用 途 ： 主要用于示踪的研究。用来制造核能电池；如同笔尖大小的原子电池 ，可用于导弹仪器、手表和收音机的电源，是掺入硫化锌的夜光粉原料。 元素辅助资料： 钷是继锝之后，人工制得的第二个化学元素。在天然矿物中寻找 61 号元素的工作，花费了科学家们不少的时间和精力，但最后都无功而返。后来在“同位素统计规则”的指导下，科学家们放弃了从天然矿石中寻找，而走向核反应的产物中。钐（shan）:samarium ，元素符号 Sm，原子序数 62，原子量 150.36。主要氧化态是+3，还有+2。晶体结构：晶胞为三斜晶胞。元素描述：银白色金属，似铁一样硬。在空气中很快变暗，加热到
9、150即着火，燃烧生成氧化物。天然存在的同位素有 144Sm、147Sm150Sm、152Sm 和 154Sm。具有放射性。元素来源：用离子交换法从其他稀土元素中分离制得，也可由氧化钐用钡或镧还原制得。元 素 用 途 ： 用于电子和陶瓷工业。钐容易磁化却很难退磁，这意味着将来在固态元件和超导技术中将会有重要的应用。特性：稀土金属的光泽介于银和铁之间。杂质含量氧化钐对它们的性质影响很大，因而载于文献中物理性质常有明显差异。镧在 6K 时是超导体。大多数稀土金属呈现顺磁性，钆在 0时比铁具有更强的铁磁性。铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性。镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理
10、性质有极大差异。钐、铕、钆的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的镉、硼还大。稀土金属具有可塑性，以钐和意为最好。除镱外，钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。稀土金属的化学活性很强。当和氧作用时，生成稳定性很高的 R2O3 型氧化物（R 表示稀土金属） 。铈、镨、铽还生成CeO2、Pr6O11、TbO2 型氧化物。 它们的标准生成热和标准自由焓负值比钙、铝、镁氧化物的值还大。稀土氧化物的熔点在2000以上，铕的原子半径最大，性质最活泼，在室温下暴露于空气中立即失去光泽，很快氧化成粉末。镧、铈、镨、钕也易于氧化，在表面生成氧化物薄膜。金属钇、钆、镥的抗腐蚀性强，能较长时间地保持其金属光泽。稀土
11、金属能以不同速率与水反应。铕与冷水剧烈反应释放出氢。铈组稀土金属在室温下与水反应缓慢，温度增高则反应加快。钇组稀土金属则较为稳定。稀土金属在高温下与卤素反应生成+2、+3、+4 价的卤化物。无水卤化物吸水性很强，很容易水解生成 ROX（X 表示卤素）型卤氧化合物。稀土金属还能和硼、碳、硫、氢、氮反应生成相应的化合物。铕（you）:Europium，元素符号 Eu。原子序数 63。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。铕为铁灰色金属，熔点 822C，沸点 1597C，密度 5.2434 克/ 厘米 3；铈稀土元素中密度最小、最软和最易挥发的元素。铕为稀土元素中最活
12、泼的金属：室温下，铕在空气中立即失去金属光泽，很快被氧化成粉末；与冷水剧烈反应生成氢气；铕能与硼、碳、硫、磷、氢、氮等反应。铕广泛用于制造反应堆控制材料和中子防护材料。钆（ga）:gadolinium，元素符号 Gd，原子序数 64，原子量 157.25。氧化态主要为+2 和+3。晶体结构：晶胞为六方晶胞。晶胞参数： a=363.6pm，b=363.6pm ，c =578.26pm，=90，= 90， = 120。钆为银白色金属，有延展性，熔点 1313C，沸点 3266C，密度 7.9004 克/ 厘米 3;。钆在室温下有磁性。钆在干燥空气中比较稳定，在湿空气中失去光泽；能与水缓慢反应；溶于
13、酸形成相应的盐。钆有最高的热中子俘获面，可用作反应堆控制材料和防护材料；用钆盐经磁化制冷可获得接近绝对零度的超低温。应用：钆的重要性质是 7 个轨道上每个轨道有一个电子，是稀土元素中最大数的不成对电子。依存这个不成对电子的磁力矩最大，可以期待这个特性能够被有效利用。铽（te）:terbium，元素符号 Tb，原子序数 65。氧化态主要是+3，还有+4。晶体结构：晶胞为六方晶胞。晶胞参数： a=360.1pm，b=360.1pm，c =569.36pm，=90，= 90，= 120。元素描述：银灰色金属。高温下易被空气所腐蚀；室温下腐蚀极慢。溶于酸，盐类无色。氧化物 Tb4O7 是棕色。无色结晶
14、的粉末，有毒。它的化合物可做杀虫剂，亦用来治疗皮肤病。磁偏斜：材料在磁化方向上伸缩，即尺寸的改变叫磁偏斜，又叫做磁歪。铽-铁，铽- 镝-铁具有大的磁偏斜效果，用于计算机打印机的打印头及精密加工设备。这个秘密在于铽的平坦的 4f 电子云的形状，并且在加了磁场后，为了让电子运动，依靠与其有对应关系的周围原子的运动。 激活剂：荧光粉用于三基色荧光粉中的绿粉的激活剂，如铽激活的磷酸盐基质、铽激活的硅酸盐基质、铽激活的铈镁铝酸盐基质，在激发状态下均发出绿色光。镝（di）:dysprosium，元素符号 Dy，原子序数 66，原子量 162.5。氧化态主要是+3，其它+2，+4。晶胞为六方晶胞。晶胞参数：
15、 a=359.3pm，b=359.3pm，c =565.37pm，=90，= 90， = 120。镝为银白色金属，质软可用刀切开；熔点 1412C，沸点 2562C，密度 8.55 克/ 厘米 3;；在接近绝对零度是有超导性。镝在空气中相当稳定，高温下易被空气和水氧化，生成三氧化二镝。镝主要用于制造新型照明光源镝灯；镝可作反应堆的控制材料；镝化合物在炼油工业中可作催化剂。元素来源：可由氟化镝用钙还原而制得。通常与铒、钬以及其他稀土元素共存于独居石砂等矿物中。独居石砂含稀土元素的质量分数一般达 50%元素的主要性质：银白色稀土金属。坚硬，性质活泼。易被氧气氧化，与水反应迅速，溶于酸。用于制作磁铁
16、的合金、红外发生器材、激光材料及原子能工业。镝的最主要用途是： （1）作为钕铁硼系永磁体的添加剂使用，在这种磁体中添加 23%左右的镝，可提高其矫顽力，过去镝的需求量不大，但随着钕铁硼磁体需求的增加，它成为必要的添加元素，品位必须在 9599。9%左右，需求也在迅速增加。 （2）镝用作荧光粉激活剂，三价镝是一种有前途的单发光中心三基色发光材料的激活离子，它主要由两个发射带组成，一为黄光发射，另一为蓝光发射，掺镝的发光材料可作为三基色荧光粉。 （3）镝是制备大磁致伸缩合金铽镝铁（Terfenol）合金的必要的 金属原料，能使一些机械运动的精密活动得以实现。 （4）镝金属可用做磁光存贮材料，具有较高的记录速度和读数敏感度。 （5）用于镝灯的制备，在镝灯中采用的工作物质是碘化镝，这种灯具有亮度大、颜色好、色温高、体积小、电弧稳定等优点，已用于电影、印刷等照明光源。 （6）由于镝元素具有中子俘获截面积大的特
