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  zyl13041253456 2016-11-14 00:00:00

  稀土的英文是Rare Earth，意即“稀少的土”。其實這不過是18世紀遺留給人們的誤會。1787年后人們相繼發(fā)現(xiàn)了若干種稀土元素，但相應的礦物發(fā)現(xiàn)卻很少。由于當時科學技術水平的限制，人們只能制得一些不純凈的、像土一樣的氧化物，故人們便給這組元素留下了這么一個別致有趣的名字。 根據(jù)國際純粹與應用化學聯(lián)合會對稀土元素的定義，稀土類元素是門捷列夫元素周期表第三副族中原子序數(shù)從57至71的15個鑭系元素，即鑭（57）、鈰（58）、鐠（59）、釹（60）、钷（61）、釤（62）、銪（63）、釓（64）、鋱（65）、鏑（66）、鈥（67）、鉺（68）、銩（69）、鐿（70）、镥（71），再加上與其電子結構和化學性質相近的鈧（21）和釔（39），共計17個元素。除鈧與钷外，其余15個元素往往共生。 根據(jù)稀土元素間物理化學性質和地球化學性質的某些差異和分離工藝的要求，學者們往往把稀土類元素分為輕、重兩組或者輕、中、重三組。兩組的分法以釓為界，釓以前的鑭、鏑、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪7個元素為輕稀土元素，亦稱鈰組稀土元素；釓及釓以后的鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥和釔等9個元素稱為重稀土元素，亦稱釔組稀土元素。盡管釔的原子量僅為89，但由于其離子半徑在其它重稀土元素的離子半徑鏈環(huán)之中，其化學性質更接近重稀土元素。在自然界也與其它重稀土元素共生。故它被歸為重稀土組。輕中重三組稀土的分類法沒有一定之規(guī)，如按稀土硫酸復鹽溶解度大小可分為：難溶性鈰組即輕稀土組，包括鑭、鈰、鐠、釹、釤；微溶性鋱組即中稀土組，包括銪、釓、鋱、鏑；較易溶性的釔組即重稀土組，包括釔、鈥、鉺、銩、鐿、镥。然而各組之間相鄰元素間的溶解度差別很小，用這種方法是分不凈的。現(xiàn)在多用萃取法分組，例如用二（2）乙基已基（磷酸）即P204可在釹/釤間分組，然后再在釓/鋱間分組等。這們，鑭、鈰、鐠、釹稱為輕稀土，釤、銪、釓稱為中稀土，鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥再加上釔稱為重稀土。 稀土在地殼中的含量并不稀少，這組元素的克拉克值達0.0236%，其中鈰組元素為0.01592%，釔組元素為0.0077%；比常見元素銅（0.01%)，鋅(0.005%)，錫(0.004%)，鉛(0.0016%)，鎳(0.008%)，鈷(0.003%)等都多。這組元素更不是土，而是一組典型的金屬元素，其活潑性僅次于堿金屬和堿土金屬。 表1-1 稀土元素在地殼中的豐度 元 素 名 稱 Sc Y La Ce Pr Nd Pm Sm 地殼豐度，ppm 25 31 35 66 9.1 40 4.5*10-1 7.06 元 素 名 稱 Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 地殼豐度，ppm 2.1 6.1 1.2 4.5 1.3 1.3 0.5 3.1 0.8 稀土元素在元素周期表中的位置十分特殊，17個元素同處在第ⅢB族，鈧、釔、鑭、分別為第四、五、六、長周期中過渡元素系列的diyi個元素。鑭與其后的14個元素性質十分相似，化學家們只能把它們放入一個格子內，難怪有人把它們當成“同位素”對待，然而由于其原子序數(shù)不同，還不能算作真正的同位素。就是說，它們性質十分相似，又不完全一樣，這就造成了這組元素分離的困難，但也表明只要利用其微小的差別，分離又是可能的；另一方面，它們的電子結構有一個沒有完全充滿的內電子層，即4f電子層。由于4f層電子數(shù)的不同，這組元素的每一個元素又具有很特別的個性，特別是光學和磁學性質，就像是一架鍵盤齊全、音域寬廣的鋼琴一樣。 信息、生物、新材料、新能源、空間和海洋被當代科學家推為六大新科技群，人們之所以重視稀土、研究稀土、開發(fā)稀土、就是為稀土元素在這六大科技群中都有其施展本領的天地。然而稀土元素畢竟還是一組尚不被人們完全認識的元素，這就需要下大力氣去研究、認識它們，從而去撐握它們，使它們對人類有更大的貢獻。

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