资源描述：
《漫谈稀土元素化学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、Vo】.21eent湖州师专学报(自然科学)SupPlm第21卷增刊.ouauzeaerseeaturaeneeun,19991999年6月JrnlofHhouTheCollg(NlSci)J漫谈稀土元素化学‘吴静(杭州师范学院化学系浙江杭州310012)摘要.介绍了稀土分离化学、稀土配位化学及稀土生物无机化学的发展概况:,,配,关键词稀土分离化学位化学生物无机化学.:14中图分类号063稀土元素包括17种元素,即属于元素周期表中IlB的15种斓系元素以及同属于班。的抗和忆.稀土元素并不稀少,大多数稀土元素在地壳中的丰度比锡和钨等常见元素还要
2、高‘但由于它们外层电子结,,,,构基本相同化学性质区别很小物理性质又十分相似要将它们从矿石中一一分离出来比较困难故比其它常见元素发现得较晚.从1794年Gadolin从硅敏忆矿中分离出“忆土”的混合稀土氧化物,到1947年从铀裂变产物中分离出枢,经过长达150多年的时间,才发现了全部稀土元素.稀土元素由于它的内层4f电子被外层电子所屏蔽而使其具有许多与众不同的光、电、磁和化学特性,在元素化学中占非常重要的地位.美国国防部公布的35种高技术元素,就包括了除枢以外的16种稀土元素,占45.7%.世界各国都大力开展稀土研究及应用工作,我国稀土资源丰
3、富,约占全世界总储量的8,.0%这是一个鱼待研究和开发的领域1稀土分离化学分离是稀土研究和应用的基础.高科技领域中的稀土应用有两大特点:一是需要单一稀土;二是对单一稀土纯度要求高.当前,工业规模的稀土分离主要采用溶剂萃取法.此法具有设备简单、操作连续、生产量大的特点,能生产纯度高于99.9%,甚至99.999%的单一稀土.萃取剂是萃取分离法的关键物质,对其研究一直是人们普遍重视的问题.通常认为好的萃取剂应具有:,,,,,,,以下特点溶解性好选择性高稳定性好平衡速度快反萃取容易相分离完全便于合成安全无.毒北京大学徐光宪教授的串级萃取理论在深入研
4、究被分离元素在两相中分布规律的基础上,建立了“漏斗法”,用计,,模拟的串级实验全过程的计算程序算机模拟代替了实验优化了萃取工艺使萃取分离工艺的设计越过小试及扩大试验进一步放大稀土分,:离的新方法很多主要有下列几种色层法:、分离近年来在离子交换与萃取技术的基础上发展了以萃淋树脂鳌合树脂及离子交换纤维树脂等方法制备高纯度单一稀土.液膜萃取:具有高效、快速、简便和选择性好等优点,特别适合于从稀溶液中提取和浓缩金属离子.利用稀土的变价性质进行分离:该法的分离效率远高于一般的离子交换及萃取分离.收稿:1999一05一27日期增刊吴静:漫谈稀土元素化学2
5、稀土配位化学人们对稀土元素化学性质的认识,在很长时间内仅限于简单的化合物,直到20世纪50年代,由于原子能工业推动了单一稀土元素制取及分析的发展,稀土元素配合物才受到重视,分离单一稀土的化学方法,几乎都是以配位过程为基础的.,.配位数从由于4f电子能级差别极小使得作为中心原子的稀土元素的配位数丰富多变3到12的配合物均已合成,其中以配位数为8和9的最多.早期研究大都集中在水溶液稀土配合物,目前国际上已开展了非水体系稀土配合物的合成、结构和性质研究,其中多核配合物的研究起着主导作用.稀土多核配合物包括同一稀土元素所组成的同多核配合物和不同稀土之
6、间及稀土与主族金属或过渡金属所组成的异多核配合物.稀土多核配合物有一定可控的金属原子间距,它们的化学反应与一些有实用价值的催化剂有关,可以作为一些催化剂的模型.我们曾经合成过一系列直链醚席夫碱与稀土铜的异多核配合物,并研究它们对于甲基丙烯酸甲醋聚合的催化效果.发现异核配合物相对于相应—的同核配合物,无论在聚合转化率或聚合物立体规整性方面均具有明显优势.有些稀土多核配合物也是重要的前提材料,如含铜、忆的配合物可作为超导体的前提材料.稀土多核配合物数量,已经很多展示了许多过渡金属配合物所不具备的成键特征,为理论化学家提供了新的研究领域.+、,,,
7、某些稀土离子(E护Tb3+等)具有在可见光区发光的通道如选择适当配体可形成配合物而其、、,,中的配体可将某一定波长的入射光吸收贮存转换或传递给中心离子使配合物发出荧光这种荧光兼具了稀土离子发光强度高、颜色纯和有机发光化合物所需激发能低、效率高的优点.Ziegler一Natta催化剂的发现和发展,开辟了高分子科学和工业的新纪元.我国首先于20世纪60,年代初突破传统的Z一N催化剂采用稀土氯化物和稀土p一二酮类鳌合物与烷基铝组成的非均相和均,Z.相络合催化剂聚合丁二烯成功显示出这类新一N催化剂对丁二烯聚合有着极高的顺式定向性近年来,随着稀土有机化
8、学的发展,逐渐开发了稀土有机化合物的很多新的催化反应.,3稀土生物无机化学,,.大量科学实验发现稀土作为微量元素肥料可以促进植物生长发育,从而提高单位面积产量如适当
