稀土金属元素包括哪些

稀土金属

稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用R或RE表示。稀土金属是从18世纪末叶开始陆续发现。稀土金属的光泽介于银和铁之间。稀土金属的化学活性很强。 稀土金属定义

稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用R或RE表示。 稀土金属名称与化学符号

它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。 国内稀土储量

在目前已探明的稀土储量中，中国第一，约占世界总储量21000万吨的43%，独联体达4000万吨，世

稀土金属

界储量的19.5%，位居第二，美国为2700万吨，占世界12.86%，位居第三。其次巴西、澳大利亚、越南、加拿大和印度等国的拥有量也相当可观。 目前中国控制世界稀土市场98%的份额。

从中国进口稀土的主要三个国家

第15章 非金属元素（二）

习 题

1. 从结构的观点解释下列现象：

（1） N2在自然界以游离状态存在，化学性质不活泼； （2） NH3极易溶于水；

（3） N2为反磁性分子，而NO是顺磁性； （4） H3PO3分子中有三H个原子，但是二元酸。

解：（1）N ≡N 是三键，一个σ键，两个π键, 键能很高，分子很稳定。

（2）NH3在水中主要形成水合分子 NH3·H2O, 有小部分水合氨分子电离生成NH4+ 与 OH。NH3中, N以 sp3不等性杂化，有一对孤对电子，可以配位键与水中的H+ 配位形成NH4+，

-

水是极性溶剂，NH3是极性较强的分子，有很强的形成氢键的倾向，故NH3极易溶解于水。

（3）N2 与NO 的分子轨道表达式分别为：

*2222N2 [ K K ?22s?2s?2py?2pz?2px] *2222*1NO [ K K ?22s?2s?2px?2py?2pz?2py]

N2 分子中无单电子，反磁性。 NO分子中有一个单电子，顺磁性。 （4）H3PO3结构为 OH

HO – P = O 其中的非羟基氢原子不能被电离，故为二元酸。

第17章 碱金属和碱土金属习题

1．选择题

17-1下列氢化物中，稳定性最强的是…………………………………………..( ) (A) RbH (B) KH (C) NaH (D) LiH 17-2下列关于锂和镁性质上的相似性的说法错误的是……………………….( ) (A) 锂和镁的氢氧化物受热时，可分解为相应的氧化物 (B) 锂和镁的氟化物、碳酸盐和磷酸盐都难溶于水 (C) 锂和镁的氯化物都能溶于有机溶剂

(D) 锂和镁的固体密度都小于1g/cm3，熔点都很低

17-3下列各组化合物中，均难溶于水的是……………………………………...（ ） (A) BaCrO4，LiF (C) MgSO4，BaSO4

(B) Mg(OH)2，Ba(OH)2 (D) SrCl2，CaCl2

17-4下列氯化物在有机溶剂中溶解度最大的是……………………………….（ ） (A) LiCl (B) NaCl (C) KCl (D) CaCl2

17-5下列碳

稀土金属Eu掺杂MgF2第一性原理研究

姚茂波

（铜仁学院物理与电子科学系2007级1班）

指导老师 李宗宝+

摘要：运用密度泛函理论（DFT）的第一性原理平面波超软赝势方法和CASTEP软件，计算Eu掺杂MgF2晶体的几何结构，电子结构和光学性质。结果表明，Eu掺杂体系无结构畸变体积会有所增加；导带、价带都发生明显下移，禁带宽度减小不明显，但出现了杂质能级，使得掺杂后的MgF2发生可见光化；其光学性质表明Eu掺杂对光吸收系数有重要的调制作用。揭示了Eu：MgF2体系在光学元器件方面的潜在应用。

关键词：密度泛函数理论(DFT)，第一性原理，超软赝势，Eu掺杂MgF2

[中图分类号]O471;O641;O649 [学科代码]430.10 [文献标识码]A

First-principles study of MgF2 doped with rare earth metal Eu

M.B.Yao,Z.B.Li+

Abstract: By using the plane wave ultrasoft pseudopo

说明了各微量元素在钢铁中的作用

1、磷(P) 、 )

使钢产生冷脆和降低钢的冲击韧性； 使钢产生冷脆和降低钢的冲击韧性；但可改善钢的切 削性能。 削性能。

2、硅(Si) 能增加钢的强度、弹性、耐热、耐酸性及电阻系数等。 、 ) 能增加钢的强度、弹性、耐热、耐酸性及电阻系数等。 冶炼中的脱氧剂能增加钢的过热和脱碳敏感性。 冶炼中的脱氧剂能增加钢的过热和脱碳敏感性。 3、 (Mm) 能提高钢的强度和硬度及耐磨性。冶炼时的脱氧剂和 、锰 ) 能提高钢的强度和硬度及耐磨性。 脱硫剂。 脱硫剂。 4、铬(Cr) 能增加钢的机械性能和耐磨性，可增大钢的淬火度和 、 ) 能增加钢的机械性能和耐磨性， 淬火后的变形能力。同时又可增加钢的硬度、弹性、 淬火后的变形能力。同时又可增加钢的硬度、弹性、 抗磁力和抗强力，增加钢的耐蚀性和耐热性等。 抗磁力和抗强力，增加钢的耐蚀性和耐热性等。 5、镍(Ni) 可以提高钢的强度、韧性、耐热性、防腐性、抗酸性、 、 ) 可以提高钢的强度、韧性、耐热性、防腐性、抗酸性、 导磁性等。增加钢的淬透性及硬度。 导磁性等。增加钢的淬透性及硬度。 6、钒(V 、 可赋于钢的一些特殊机械性能：如提高抗张强 张强度和屈 可赋于钢的一些特殊机械

第17章 碱金属和碱土金属元素

IA族：包括锂(lithium)、钠(sodium)、钾(potassium)、铷(rubidium)、铯(cesium)和钫(francium)六种元素，它们的氧化物溶于水都呈现出强碱性，所以称为碱金属。

IIA族：铍(beryllium)、镁(magnesium)、钙(calcium)、锶(strontium)、钡(barium)和镭(radium)六种元素，钙、锶、钡的氧化物在性质上介于“碱性”和“土性”之间，故称它们为碱土金属，现在习惯上把铍和镁亦包括在内。

这两族元素中：锂、铷、铯、铍因为密度小，自然界中储量少且分散，被称为轻稀有金属，其中锂在现代生活中的应用日益重要。钠、钾、镁、钙和钡在自然界的蕴藏量较丰富，其单质和化合物的用途较广泛。

17.1 碱金属和碱土金属的通性

碱金属和碱土金属的价电子构型ns1 、ns2，发生化学反应时很容易失去外层电子，它们都是典型的活泼金属元素。

● 碱金属最外层只有1个价电子，在化合物中以+I氧化态为特征，主要形成离子型化合物。

随着原子序数的递增，碱金属的原子半径、离子半径、电离能、电负性和离子的水合热等性质都呈现比较有规律的递变。但由于锂的原子半径和离子半径

3 矿石中贵金属元素的测定

( Determination of noble metal elements in minerals )

3.1 矿石中贵金属的火试金法富集(Noble metal concentration by fire-assaying)

虽然利用火试金法富集矿石中的贵金属是一个比较古典的方法，但就其准确度和适用矿种方面，尤其是从比较大量的试样中富集微量的贵金属仍具有独特的优点。目前，火试金法在地质、矿山等部门还作为可靠的方法在生产上广泛应用，国内外不少标准分析方法中仍然采用它。

本法是利用金、银、铂、钯等贵金属在高温熔融下能与熔铅形成合金，而与试样中的其他成分分离。铅在高温条件下易于氧化成氧化铅，且渗透于多孔的骨灰灰皿或镁砂灰皿中，但贵金属则不具备这些性质，这样便可以使铅与贵金属分离。得到的贵金属合粒，再分别采用适当的方法测定其贵金属的含量。

试金配料 配料就是将试样与适量的干试剂（即碳酸钠、氧化钠、硼砂、二氧化硅及氧化剂或还原剂）混合，于高温下熔融后，使其能得到两种产物：一种是熔点低、密度小、流动性好、冷却后易与铅扣分离并且是均质的熔渣；另一种是具有好的延展性、大小适当、不含其他金属杂质的铅扣。为此，熔渣的硅酸度（硅

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金属素元

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属元金概素述一、分二类、自然的界在存三、周期 中位表置及子电型 构四对、角规则线

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分类

金冶业：工色黑属(铁、铬、金) 锰有色金(属铁、铬、除外的锰金)属 根密度：轻据金属：度小于4.密g5c/m,3如AI IIA、元素族Al、、cS、iT。 重金属：密大度4.于g5/m3c。

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然界的存在自AgAu、H、、gtP系素以单质元形存式，其在它金以 属化物合式存在。形周期表位中置及电子构区 型S 区P 过渡区元

素括包元 I素A IIA 电价构子型

III-VIIAAIIIB- IBI括包 的属金镧 锕系系ns- 21n np

2

1 5 -s

n(1)- 1d10-ns1 -2

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对线规角则在期周中表了同族元除的素性质相外，似还有一些 素及元其化物合性质的现出呈对“角线相性，如锂和 镁、铍和铝等。似锂镁的相似性1和.过O量2中烧只生成正燃常氧物。化2.氢 氧物在加热时化，解生分氧化物和水成 。3碳酸盐均.不定稳分生解成应相的氧物和化CO。 24锂和镁某.盐些如类氟化、物酸盐、磷碳盐等均难酸溶于。

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第17章 碱金属和碱土金属元素

IA族：包括锂(lithium)、钠(sodium)、钾(potassium)、铷(rubidium)、铯(cesium)和钫(francium)六种元素，它们的氧化物溶于水都呈现出强碱性，所以称为碱金属。

IIA族：铍(beryllium)、镁(magnesium)、钙(calcium)、锶(strontium)、钡(barium)和镭(radium)六种元素，钙、锶、钡的氧化物在性质上介于“碱性”和“土性”之间，故称它们为碱土金属，现在习惯上把铍和镁亦包括在内。

这两族元素中：锂、铷、铯、铍因为密度小，自然界中储量少且分散，被称为轻稀有金属，其中锂在现代生活中的应用日益重要。钠、钾、镁、钙和钡在自然界的蕴藏量较丰富，其单质和化合物的用途较广泛。

17.1 碱金属和碱土金属的通性

碱金属和碱土金属的价电子构型ns1 、ns2，发生化学反应时很容易失去外层电子，它们都是典型的活泼金属元素。

● 碱金属最外层只有1个价电子，在化合物中以+I氧化态为特征，主要形成离子型化合物。

随着原子序数的递增，碱金属的原子半径、离子半径、电离能、电负性和离子的水合热等性质都呈现比较有规律的递变。但由于锂的原子半径和离子半径

非金属元素性质综合实验

实习时间：2012年6月8日实习地点：3#4楼实施单位：邵阳学院 一．实习过程

组长确定、领取药品，组员合作配制实验所需溶液，再集体进行实验。

二．实习内容

卤素的性质 碘的歧化

在试管中加入两三滴碘水，观察溶液颜色。滴加2 mol·dm-3NaOH溶液，振荡，

观察现象。再滴加2 mol·dm-3H2SO4，又有何现象？写出反应方程式。

现象：溶液先是棕色，然后棕色变浅，直至无色，最后又出现出现棕色 反应方程式：3I2+ 6OH－＝5I-+ IO3－+3 H2O 5I-+ IO3－+6 H＋＝3I2+3 H2O 卤素含氧酸盐的性质 （1）取两滴0.1 mol·dm-3KI溶液于试管中，再加入三四滴饱和KClO3溶液，

观察现象。再滴加2 mol·dm-3H2SO4，不断振荡试管，观察溶液颜色变化，加热，检查有无氯气生成，写出有关反应方程式。

现象：溶液由无色变为棕黄色，再溶液颜色变浅，褪色，有氯气放出 反应方程式：6KI＋KClO3＋3H2O＝3I2＋KCl＋6KOH I2＋2ClO3＝IO3－＋Cl2（g）

－+

ClO3＋5Cl＋6H＝3 Cl2＋3H2O

（2）设计实验步