镧系和锕系元素.ppt

镧系和锕系元素
本讲稿第一页，共三十四页
本讲稿第二页，共三十四页
第11章 镧系和锕系元素
镧系元素
稀土元素
锕系元素的基本性质
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镧系元素系元素氢氧化物的碱性从La(OH)3到Lu(OH)3逐渐减弱;溶解度从总的趋势来看是随着碱性减弱而减小的.
氢氧化物
卤化物
LnF3均不溶于水,利用此性质可鉴定Ln3+离子.
无水LnCl3熔点高,在熔融状态下易导电,具有离子型化合物的特征.***化物易溶于水,它不能通过加热LnX3·nH2O失水来获得.
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1. ***盐
镧系元素的***盐都溶于水.
2. 硫酸盐
  镧系元素的硫酸盐都溶于水,.
3. 草酸盐
  镧系元素的草酸盐均难溶于水,(630-1070K)可得氧化物.
重要的盐类
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配合物
Ln3+离子属于“硬酸”,在形成配位化合物时,优先与“硬碱”的***,,CN-,PR3等难以生成稳定的配合物.
Ln3+与配体之间的作用主要是静电力,配键主要以离子性为主,键的方向性很不明显,所形成的配离子稳定化能小,稳定性较差.
配体的配位能力:
F->OH->H2O>NO3->Cl-
Ln3+与配位能力强的螯合配体能形成稳定的配离子,有较大的配位数,最高可达12,常显示出特殊的配位几何形状.
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稀土元素
稀土元素的定义
稀土材料及其应用
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把15种镧系元素和Sc,Y共17种元素称为稀土元素, 用符号RE表示. 把铕及以前的镧系元素叫做轻稀土或铈组元素, 铕以后的镧系元素和Sc,Y叫做重稀土元素或钇组元素.
稀土元素的定义
钪: 是一种银白色金属,质软,,易与氧,二氧化碳,水,,钪的表面会生成氧化膜.
金属Sc
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钇: 为一种灰色稀土元素,其化学性质非常活泼,在空气中容易氧化失去金属光泽,能与热水发生反应,易溶于稀酸.
Y在化合物呈+3价态,.
金属Y
Y2O3
YVO4单晶
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1. 稀土发光材料
稀土材料及其应用
稀土的发光和激光性能主要是由稀土的4f电子不同能级间跃出而产生的。稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f、5d电子组态，具有丰富的电子能级和长寿命激发态，能级跃迁通道多达二十余万个，可以产生多种多样的辐射吸收和发射，构成了广泛的发光和激光材料。
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稀土发光材料早期主要用于阴极射线管中,又称CRT荧光粉. 现在主要用做等离子平板显示荧光粉,而用于白光发射的LED灯中的稀土荧光粉是现在正在大力发展的方向,估计很快将取代节能荧光灯而成为第四代高效、节能、绿色环保、长寿命的家用照明光源。
白光LDE灯
发各种颜色荧光的稀土荧光粉
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2. 稀土永磁材料
硬磁材料经充磁至饱和，去掉外磁场后，仍然能保留其磁性，所以又称永磁材料或恒磁材料。
稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属(如钴、铁等)组成的合金，用粉末冶金方法压型烧结，经磁场充磁后制得的一种磁性材料。它的永磁性来源于稀土与3d过渡族金属形成的某些特殊金属间化合物。
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TYWZ系列稀土永磁直流无刷电机
钕铁硼稀土永磁材料
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3. 稀土催化材料
稀土元素是具有高的氧化能和高电荷的大离子，能与碳形成强键，很容易获得和失去电子，化学活性高。
稀土催化材料具有较高的催化活性，几乎涉及所有的催化反应，无论是氧化-还原型的，还是酸-碱型的，均相还是多相。相对于传统催化材料，稀土催化材料具有催化活性高、比表面积大、稳定性好、选择性高、加工周期短等特点。广泛应用于石油化工、机动车尾气净化、催化燃烧、燃料电池、室内空气净化、合成高分子及水处理等领域。
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用于机动车尾气净化的稀土催化材料
用于石油化工的蜂窝陶瓷催化剂
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4. 稀土储氢材料
稀土元素与过渡金属元素可形成各类金属间化合物，