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稀土元素

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稀土元素
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弹性特性

像稀土金属的大多数其他特性一样,稀土金属的弹性模量落在其他金属元素的中间百分位。dium和钇的值与镧系元素(er到)的末端成员的值大致相同。弹性模量通常随着原子序数的增加而增加。铈(某些4f键)和(双键性)的异常值很明显。

机械性能

稀土金属既不是弱金属元素也不是特别强壮的金属元素,并且确实具有适度的延展性。由于机械性能在很大程度上取决于金属的纯度及其热历史,因此很难比较文献中报道的值。极限强度在约120至约160MPa(兆帕)之间变化,延展性在约15至35%之间。the的强度(未测量到的eur)要小得多,为58 MPa,延展性更高,大约为45%,正如二价金属所预期的那样。

化学性质

稀土金属与空气的反应性在轻镧系元素和重镧系元素之间表现出显着差异。轻质镧系元素的氧化比重质镧系元素(ga到,),scan和钇的氧化要快得多。该差异部分是由于形成的氧化物产物的变化。轻质镧系元素(镧到钕)形成六边形A型R 2 O 3结构;中间镧系(sa到through)形成单斜B型R 2 O 3相。而重镧系元素,scan和钇则形成立方C型R 2 O 3修饰。A型与空气中的水蒸气反应形成羟基氧化物,使白色涂层剥落,并通过暴露新鲜的金属表面进行氧化。C型氧化物形成紧密,连贯的涂层,可防止进一步氧化,类似于铝的行为。形成B型R 2 O 3相的mar和g的氧化速度比较重的镧系元素,scan和钇要快一些,但仍会形成一层连贯的涂层,阻止进一步的氧化。因此,轻质镧系元素必须存储在真空或惰性气体气氛中,而重质镧系元素,scan和钇则可以在露天环境中放置多年而不发生任何氧化。

b金属具有bcc结构,在潮湿的空气中会最迅速地氧化任何稀土,因此需要始终在惰性气体气氛中进行处理。to暴露在潮湿空气中时的反应产物是水合物氢氧化物Eu(OH)2 -H 2 O,这是一种不寻常的反应产物,因为所有其他稀土金属均会形成氧化物。

金属与除氢氟酸(HF)以外的所有酸发生剧烈反应,释放出H 2气体并形成相应的稀土阴离子化合物。稀土金属置于氢氟酸中会形成不溶的RF 3涂层,从而阻止任何进一步的反应。

稀土金属很容易与氢气反应形成RH 2,在强氢化条件下会形成RH 3相(except除外),scan不会形成三氢化物。

化合物

稀土元素形成数以万计的化合物,其所有元素都在元素周期表的右侧(包括其中)包括第7组金属(锰、,和rh),以及远处的铍和镁组2的左侧。以下介绍了重要的化合物系列以及一些具有独特特性或异常行为的化合物。

氧化物

迄今为止,研究最多的无机稀土化合物是氧化物。最常见的化学计量是R 2 O 3组成,但是,由于少数镧系元素除3+以外还具有其他化合价态,因此存在其他化学计量,例如氧化铈(CeO 2),氧化((Pr 6 O 11),氧化ter(Tb 4 O 7),氧化euro(EuO)和Eu 3 O 4。大多数讨论将集中于二元氧化物,但也将简要回顾三元氧化物和其他更高阶的氧化物。