化学演讲稿.ppt

化学元素 镥Lu 化学类 1 班0905120136张超 第章化学元素 镥 1 镥的发现 2 镥的地质数据 3 镥的概括 4 镥的性质 5 镥 资源 6 镥 用途 一 镥的发现 发现人 乌尔班 G Urbain 发现年代 1906年稀土元素的发现从18世纪末到20世纪初 经历了100多年 发现了数十个 但只肯定了其中的十几个 镥是20世纪初发现并肯定的稀土元素 这是1907年法国化学家乌尔班从镱中分离出来的 镥的拉丁名称来自法国巴黎的古名 是乌尔班的出生地 镥和另一个稀土元素铕的发现就完成了自然界中存在的所有稀土元素的发现 它们俩的发现可以认为是打开了稀土元素发现的第四座大门 完成了稀土元素发现的第四阶段 二 地质数据 三 镥的概括 1 镥 原子序数71 原子量174 967 元素名来源发现者的出生地 1907年奥地利化学家韦耳斯和法国化学家于尔班分别从镱土中发现镥 镥在地壳的含量为十万分之7 5 主要存在于磷镱矿和黑稀金矿中 有两种天然同位素 镥175 镥176 2 镥为银白色金属 是稀土元素中最硬和最致密的金属 熔点1663 C 沸点3395 C 密度9 8404 镥在空气中比较稳定 氧化镥为无色晶体 溶于酸生成相应的无色盐 镥主要用于研究工作 其它用途很少 质软 溶于稀酸 能与水缓慢作用 盐类无色 氧化物白色 四 镥的性质 1 物理性质 2 化学性质 3 综合性质 镥的稀土金属是光泽介于银和铁之间 杂质含量对它们的性质影响很大 因而载于文献中物理性质常有明显差异 镧在6 K时是超导体 大多数稀土金属呈现顺磁性 钆在0 时比铁具有更强的铁磁性 铽 镝 钬 铒等在低温下也呈现铁磁性 镧 铈的低熔点和钐 铕 镱的高蒸气压表 现出稀土金属的物理性质有极大差异 钐 铕 钆的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的镉 硼还大 稀土金属具有可塑性 以钐和意为最好 除镱外 钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度 稀土金属的化学活性很强 当和氧作用时 生成稳定性很高的R2O3型氧化物 R表示稀土金属 铈 镨 铽还生成CeO2 Pr6O11 TbO2型氧化物 它们的标准生成热和标准自由焓负值比钙 铝 镁氧化物的值还大 稀土氧化物的熔点在2000 以上 铕的原子半径最大 性质最活泼 在室温下暴露于空气中立即失去光泽 很快氧化成粉末 镧 铈是 镨 钕也易于氧化 在表面生成氧化物薄膜 金属钇 钆 镥的抗腐蚀性强 能较长时间地保持其金属光泽 稀土金属能以不同速率与水反应 铕与冷水剧烈反应释放出氢 铈组稀土金属在室温下与水反应缓慢 温度增高则反应加快 钇组稀土金属则较为稳定 稀土金属在高温下与卤素反应生成 2 3 4价的卤化物 无水卤化物吸水性很强 很容易水解生成ROX X表示卤素 型卤氧化合物 稀土金属还能和硼 碳 硫 氢 氮反应生成相应的化合物 五 镥 资源 目前世界上已知的稀土矿物及含有稀土元素的矿物有250多种 稀土元素含量较高的矿物有60多种 有工业价值的不到10种 中国稀土资源极其丰富 其特点可概括为 储量大 品种全 有价值的元素含量高 分布广 中国稀土的工业储量 按氧化物计 是国外稀土工业储量的2 2倍 国外稀土资源集中在美国 印度 巴西 澳大利亚和苏联等国 工业储量 按氧化物计 为701 11万吨 六 镥的用途 稀土金属及其合金在炼钢中起脱氧脱硫作用 能使两者的含量降低到0 001 以下 并改变夹杂物的形态 细化晶粒 从而改善钢的加工性能 提高强度 韧性 耐腐蚀性和抗氧化性等 稀土金属及其合金用于制造球墨铸铁 高强灰铸铁和蠕墨铸铁 能改变铸铁中石墨的形态 改善铸造工艺 提高铸铁的机械性能 在青铜和黄铜冶炼中添加少量的稀土金属能提高合金的强度 延伸率 耐热性和导电性 用稀土金属制备的稀土 钴硬磁合金 具有高剩磁 高矫顽力的优点 钇铁石榴石铁氧体是用高纯Y2O3和氧化铁制成单晶或多晶的铁磁材料 它们用于微波器件 高纯Gd2O3用于制备钇镓石榴石 它的单晶用作磁泡的基片 在铸造铝硅合金中添加1 1 5 的稀土金属 可以提高高温强度 在铝合金导线中添加稀土金属 能提高抗张强度和耐腐蚀性 Fe Cr Al电热合金中添加0 3 的稀土金属 能提高抗氧化能力 增加电阻率和高温强度 在钛及其合金中添加稀土金属能细化晶粒 降低蠕变率 改善高温抗腐蚀性能 用铈族混合稀土氯化物和富镧稀土氯化物制备的微球分子筛 用于石油催化裂化过程 稀土金属和过渡金属复合氧化物催化剂用于氧化净化 能使一氧化碳和碳氢化物转化为二氧化碳和水 镨钕环烷 烷基铝 氯化烷基铝三元体系催化剂用于合成橡胶 金属镧和镍制成的LaNi5贮氢材料 吸氢和放氢速度快 每摩尔LaNi5可贮存6 5 6 7摩尔氢 在原子能工业中 利用铕和钆的同位素的中子吸收截面