镧系和锕系元素.ppt

镧系和锕系元素
第1页，共34页，2022年，5月20日，23点59分，星期三
第2页，共34页，2022年，5月20日，23点59分，星期三
第11章 镧系和锕系元素
镧系元素
稀土元素
，星期三
镧系元素都能形成氧化态为+,镧系金属离子半径小,电荷高,属于硬酸,更倾向于与属于硬碱的配位原子如O,F-,Cl-等形成稳定的化学键.
镧系元素的重要化合物
氧化物
镧系金属与氧化合时放出大量的热,,难溶于水和碱,易溶于强酸,熔点高,是性能良好的耐火材料.
第15页，共34页，2022年，5月20日，23点59分，星期三
CeO2
Dy2O3
Nd2O3
Er2O3
Ho2O3
Sm2O3
第16页，共34页，2022年，5月20日，23点59分，星期三
镧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.
第17页，共34页，2022年，5月20日，23点59分，星期三
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
第18页，共34页，2022年，5月20日，23点59分，星期三
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.
第19页，共34页，2022年，5月20日，23点59分，星期三
稀土元素
稀土元素的定义
稀土材料及其应用
第20页，共34页，2022年，5月20日，23点59分，星期三
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
第21页，共34页，2022年，5月20日，23点59分，星期三
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
第22页，共34页，2022年，5月20日，23点59分，星期三
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。
第23页，共34页，2022年，5月20日，23点59分，星期三
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
第24页，共34页，2022年，5月20日，23点59分，星期三
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