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第一章绪论91029稀土功能材料
课程说明
“稀土功能材料”是对稀土工程专业开设的一门专业必修课。
学时：48
学分：
周次：8-15
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课堂要求：




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考核形式：
一律闭卷考试
考试成绩＝平时成绩*20％+presentation 20％+
期末成绩*60％
平时成绩：作业+课堂考勤
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第一章 绪论
稀土元素及其电子结构
稀土元素的物理化学性质


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稀土元素及其电子结构
一、稀土元素的概念
稀土元素是指元素周期中第ⅢB族，57～71，21，39号元素。
轻稀土 重稀土
La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Sc，Y.
稀土RE, 镧系Ln
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[Xe]4fn-15d16s2 La，Ce，Gd，Lu
[Xe]4fn6s2 其他稀土元素
二、电子层结构
镧系收缩及产生的原因？
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稀土元素的物理化学性质
物理性质：
晶体结构（密排六方或面心立方）
熔点（重稀土＞轻稀土）
沸点（重稀土＜轻稀土）
塑性（Yb，Sm最佳）
硬度
导电性
顺磁性（La，Lu外）
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化学性质：
1、与氧作用
CeO2，Pr6O11，Tb4O7
2、与氢作用

（贮氢材料）
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稀土元素特征的材料学应用
内层未充满4f电子轨道
易与过渡金属元素形成金属间化合物
极易与O,H,S,N作用生成相应的稳定化合物
还原剂，在冶金中作脱氧剂和脱硫剂
熔点低，燃烧放热，制造打火石和军用发火合金材料
磁性材料是利用未成对的4f电子的自旋排列
发光是利用4f轨道间的能级跃迁
玻璃陶瓷利用其4f电子对光的吸收性质
钐钴合金，钕铁硼合金永磁材料
LaNi5,La2Mg15Ni2,贮氢材料
具有相似且异常活泼的化学性质
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稀土元素特征的材料学应用
中子俘获截面大
镧系收缩，稀土离子性质不同
变价性质：Ce, Eu，Yb
其氧化还原性质可用作脱色剂，防辐射材料，稀土提取分离等
核工业材料
稀土离子水解程度
采用混合稀土金属制备金属Sm
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