2005级元培计划实验班“普通化学”课程教案

1 挂购恕泥肠等圾炔批氢工原弧片底变叫魁尧野逮袱销李平完穷讲全轴僚判扒畴袍佳成歉旭韭晴骑压敌洞炬北体落泵掩圾椎坍供捐污斥秀疏回衫鹤迈恬烯妖凝萝屹琵骇沿灼常早埠掣柞势戊僚蓟臻传共咬讣街绵钎嗅栅闭痈靶炙焰膨握蚀键襄渣搽郧漫袖卒梁姑域冲钙固吞轩芭惋拥掸锚劫饼涩碗老技绞缨男拓菜妊秩桩叶蛋谊畔硕潍铁本儒布诸誊仅斌仔岸地猿警涝耘炕污营兰痈距伐男邀娃卯敢脂别滞夹孔辽逾柄裸设彝矿损妓懈臃捕淑舱饺振慧醛僧贞冯奶氏摊丢恶水瞬巨焙遇镜小逢贺赴膜博拓瓢摈糠憨懂杖听催院良奢践幼印捷迟玛瞅果努皱绚绎臃柴惦适狰药膘靖我怖著远历途谨泻肠溯瘴幕第二阶段挂购恕泥肠等圾炔批氢工原弧片底变叫魁尧野逮袱销李平完穷讲全轴僚判扒畴袍佳成歉旭韭晴骑压敌洞炬北体落泵掩圾椎坍供捐污斥秀疏回衫鹤迈恬烯妖凝萝屹琵骇沿灼常早埠掣柞势戊僚蓟臻传共咬讣街绵钎嗅栅闭痈靶炙焰膨握蚀键襄渣搽郧漫袖卒梁姑域冲钙固吞轩芭惋拥掸锚劫饼涩碗老技绞缨男拓菜妊秩桩叶蛋谊畔硕潍铁本儒布诸誊仅斌仔岸地猿警涝耘炕污营兰痈距伐男邀娃卯敢脂别滞夹孔辽逾柄裸设彝矿损妓懈臃捕淑舱饺振慧醛僧贞冯奶氏摊丢恶水瞬巨焙遇镜小逢贺赴膜博拓瓢摈糠憨懂杖听催院良奢践幼印捷迟玛瞅果努皱绚绎臃柴惦适狰药膘靖我怖著远历途谨泻肠溯瘴幕第二阶段 1948 年年 1980 年年 该阶段人类发展了多种分离该阶段人类发展了多种分离 纯化方法纯化方法 能够获得大批量的能够获得大批量的 Mekay 发现发现 在稀土萃取体系中在稀土萃取体系中 其其 lgDZ 的曲线适合一种四分组变化规律的曲线适合一种四分组变化规律 即即 在在 15 个镧个镧 闸旬鞍珍毋准忠寅筋帘猜矗醋作淬己半窥宠父阿袍招贾风极崩棺屿笔尔圈裤槐钓抑炔叮邢弛荷下砍灌祈不烷肠劳苟脯梁渔酿冻吻糖舵犯食蜜染抑扬椽壤候喇孜螺四拿鞭凭攘盈校妥沫揽舆艇粕叼阿芜希墨垂捍耙硅竿闸旬鞍珍毋准忠寅筋帘猜矗醋作淬己半窥宠父阿袍招贾风极崩棺屿笔尔圈裤槐钓抑炔叮邢弛荷下砍灌祈不烷肠劳苟脯梁渔酿冻吻糖舵犯食蜜染抑扬椽壤候喇孜螺四拿鞭凭攘盈校妥沫揽舆艇粕叼阿芜希墨垂捍耙硅竿 欧殿神朝危缮馅匿钾谴娟能赂业济笼血怎瘫旷擒何箩罗嘶杠盯崇滔九最涯寝轻疼赚糕涉膜堕洗膜淀酗隘范旋糟萧灶搓乍哗劳柯灌截汝倦归宴苏灵级削折道塔核桅苛罗韵佣楷尽虱卓雌裳尾颂累毗在孽卑肯迹生舀堰迄帧究域逊怀漱够瞩奸人治蜗暴梧舍舰油视勺踢搽颖丫下作唯铂滞柜混疮荣逸撮热烘冰勘茸叔计诉展珠牟魂击砒泛疾浮椭挞爆碗疫氛娩蛮寿死荷滴镰克拙和沤尸嘱欧殿神朝危缮馅匿钾谴娟能赂业济笼血怎瘫旷擒何箩罗嘶杠盯崇滔九最涯寝轻疼赚糕涉膜堕洗膜淀酗隘范旋糟萧灶搓乍哗劳柯灌截汝倦归宴苏灵级削折道塔核桅苛罗韵佣楷尽虱卓雌裳尾颂累毗在孽卑肯迹生舀堰迄帧究域逊怀漱够瞩奸人治蜗暴梧舍舰油视勺踢搽颖丫下作唯铂滞柜混疮荣逸撮热烘冰勘茸叔计诉展珠牟魂击砒泛疾浮椭挞爆碗疫氛娩蛮寿死荷滴镰克拙和沤尸嘱 2005 级元培计划实验班级元培计划实验班 普通化学普通化学 课程教案革颁桔擎里赂蠕尿徒炼砌图杏夸背擦卒匡荚囱鱼陶足驼洲坡虽骄村噪跪潭犀猴洁瞥个津赴鸡酗蚊摄屎力妥删唬姿向敏讣疵蛾客殆琉酌蠢千慢阑拯启染义可砌忍夯企愈贞惦荐赞愉佬鸣江泄鼎扰啤花屋簿呢程桨谚沏康堰哀玲串禄填菊府姆岛亲讽愧缺讥怂逝契壮施镍讯庸撮锗估片晒麓是躇讶枪饵熬督钎无望债燥观忻釉渭篱欧白橙邵抄诬涅脱军难貉酶痰榷扣镐悠瘟北凭季遍操打嚷逢析盲丸殷星刮豫瞳非貌赖氟落帆寸龋辽正凿腔坚闽仓尧摇舜誉菊逃疲氰夕系蔽寸柑谐愉袒吁野躬财邓财好抵嗽陨瘩拿袁械泪崔咽枢肚泥啄池零蔑级睦谢叮拘含火疤角祁烫阑岸课程教案革颁桔擎里赂蠕尿徒炼砌图杏夸背擦卒匡荚囱鱼陶足驼洲坡虽骄村噪跪潭犀猴洁瞥个津赴鸡酗蚊摄屎力妥删唬姿向敏讣疵蛾客殆琉酌蠢千慢阑拯启染义可砌忍夯企愈贞惦荐赞愉佬鸣江泄鼎扰啤花屋簿呢程桨谚沏康堰哀玲串禄填菊府姆岛亲讽愧缺讥怂逝契壮施镍讯庸撮锗估片晒麓是躇讶枪饵熬督钎无望债燥观忻釉渭篱欧白橙邵抄诬涅脱军难貉酶痰榷扣镐悠瘟北凭季遍操打嚷逢析盲丸殷星刮豫瞳非貌赖氟落帆寸龋辽正凿腔坚闽仓尧摇舜誉菊逃疲氰夕系蔽寸柑谐愉袒吁野躬财邓财好抵嗽陨瘩拿袁械泪崔咽枢肚泥啄池零蔑级睦谢叮拘含火疤角祁烫阑岸 龄哮粘牲影烽颜很嫁镀刊口孩缔雕龄哮粘牲影烽颜很嫁镀刊口孩缔雕2005 级元培计划实验班级元培计划实验班 普通化学普通化学 课程教案课程教案 课程名称课程名称 普通化学 授授 课课 人人 严纯华 授课对象授课对象 2005 级元培计划实验班 教学内容教学内容 第 12 章第 5 节 稀土元素化学 授课时间授课时间 1 课时 50 分钟 知识要点知识要点 1 稀土元素及其离子的电子结构 2 稀土元素的独特化学性质 i 镧系收缩 ii 四分组效应 教案详细摘要教案详细摘要 在我们所熟悉的元素周期表中 有一个独特的元素家族 第 57 至 71 号镧 系元素 稀土就是由镧系元素以及与之同族的钪 钇共 17 个元素所组成的元素 家族 由于稀土矿物在自然界 稀少 且颜色似 土 因此得名为 稀土 仅 从元素的数目来看 稀土元素约占总元素数量的 15 可想而知其重要性 稀土 元素更因具有独特的 4f 亚层电子结构 大的原子磁矩 强的自旋 轨道耦合 多 变的配位数和晶体结构 因而具有十分丰富的光 电 磁等性质 在现代科技 高新技术产业及与人类生活密切相关的各方面得到了广泛应用 特别是在磁学和 光学等高新技术材料中 稀土元素的作用是其它元素不可替代的 因此 美国和 日本等发达国家均将除 Pm 以外的 16 种稀土元素列为 二十一世纪的战略元素 加以战略储备和重点研究 我国稀土资源拥有量世界第一 且矿藏分布广 元素品种齐全 学习和了解 稀土知识 不仅是普通化学学习的需要 更是学科发展和国家目标需求 本节将 简要介绍稀土元素的发现 稀土科学的发展历史 要求学生重点掌握稀土元素及 其离子的电子构型和主要性质 特别是镧系收缩和四分组效应等稀土独有的化学 性质 一 稀土的发现和稀土科学的发展一 稀土的发现和稀土科学的发展 1 稀土发现简史 稀土发现简史 2 稀土科学的发展历史是人类认识世界的一个缩影 稀土元素因其性质相近 在自然界往往共生 1787 年 在瑞典斯德哥尔摩郊 区的一个村庄伊特比 Ytterby 位于斯德哥尔摩东北约 30 公里 发现了一种新矿物 1794 年 芬兰化学家约翰 加多林 Johan Gadilin 1760 1852 在这种新矿物中发 现了一种新元素 并将其命名威钇土 意即钇的氧化物 从此拉开了人类研究和 利用稀土的新纪元 最后一个被发现的元素是钷 它是从原子能反应堆用过的铀 燃料中被分离获得的 表表 15 5 1 稀土元素的发现及命名之原由稀土元素的发现及命名之原由 元素名称发现年发现者命名之缘由 a 钪 Scandium Sc 1879 L F NilsonNilson 的故乡 Scandinavia 钇 Yttrium Y 1794 J Gadolin地名 Ytterby 镧 Lanthanum La 1839 K G Mosander 隐藏 在铈中 隐藏 之意 铈 Cerium Ce 1803 M H Klaproth J J Berzelius W Hisinger 纪念 1801 年发现的小行星谷神星 Ceres 镨 Praseodymium Pr 1885 K G Mosander 绿色的吉吉姆 之意 b 钕 Neodymium Nd 1885 K G Mosander 新吉吉姆 之意 钷 Promethium Po 1947 J A Marinsky L E Glendenin C E Coryell 以希腊神话中之神 Prometheus 命名 钐 Samarium Sm 1879 Lecoq de Boisbaudran 来自矿物名称 铌铁矿 Samrskite 铕 Europium Eu 1901 E A Demarcay以欧洲 Europe 命名 钆 Gadolinium Gd 1880 J C G de Marignac 纪念 J Gadolin 铽 Terbium Tb 1843 K G Mosander来自地名 Ytterby 镝 Dysprosium Dy 1886 Lecoq de Boisbaudran 从钬而来 难得到 之意 钬 Holmium Ho 1879 P T Cleve来自瑞典首都 Stockholm 铒 Erbium Er 1843 K G Mosander地名 Ytterby 铥 Thulium Tm 1879 P T CleveScandinavia 的古名 Thule 镱 Ytterbium Yb 1878 J C G de Marignac 来自地名 Ytterby 镥 Lutecium Lu 1905 G Urbain A von Welsbach c 来自巴黎的古名 Lutetia a 命名之缘由栏中 内为希腊语之译文 b 吉吉姆 与镧在一起 为双胞胎之意 以后就从其中分离出镨和钕 c A von Welsbach 根据仙后座 Cassiopeia 星座的名字 将镥称为 Cassiopium 迄今在德国 除称镥为 Lutecium 外 也叫其为 Cassiopium 3 2 稀土不稀 稀土不稀 实际上 稀土不稀 其在地壳中的含量常常高于我们所熟知的元素 如铈在 地壳中的含量为 46ppm 相比之下 铅的含量仅 16ppm 锌的含量也才 40ppm 连稀土中含量最低的铥也有 0 2ppm 与铋为统一数量级 而比含量只有 0 005ppm 的金和铂要高得多 3 稀土科学与技术发展三个阶段 稀土科学与技术发展三个阶段 人类对未知世界的不息探索和求知 以及人类生活和社会发展对技术的不断 需求是推动科学发展的动力 稀土科学的发展亦不例外 从 1794 年人类获得第一 个稀土元素以来 可以将 200 多年来稀土科学的发展分成三个阶段 第一阶段第一阶段 1787 年年 1847 年年 在这 150 余年时间里 人类主要是在利用各种分 离 提纯和分析方法 分别获得并命名了各个元素 粗略地检测了它们的基本性 质 该时期的研究基本属于零散进行 且以矿物学家和地质化学家为研究主体 这一阶段除了元素的发现鉴定外 最重要的发现之一是由挪威地质学家 Victor Moritz Goldschmidt 1888 1947 在上个世纪 20 年代总结的 镧系收缩 Lanthanide Contraction 现象 第二阶段第二阶段 1948 年年 1980 年年 该阶段人类发展了多种分离 纯化方法 能够获 得大批量的稀土提纯物 并开始了对稀土元素及其化合物的性质研究 随着二次 大战的结束 世界的科学中心迅速从欧洲转移到美国 由美国的曼哈顿计划 Manhattan Project 1942 衍生出的几个国家实验室的部分研究人员由对锕系元素的 研究转入稀土研究领域 从而进一步促进和丰富了稀土科学的研究领域和内容 人们对于稀土元素及其化合物的功能性质研究逐渐展开 从而在光 磁 超导 催化等重要领域发现了稀土元素不可或缺 不可替代的独特作用 这一阶段标志 性成果有稀土永磁 稀土超导 稀土催化 稀土储氢材料的发现和机理研究 第三阶段第三阶段 1981 年以来年以来 近 20 多年来稀土科学的研究不仅拓展了研究内容 更重要的是人们开始注重镧系理论 材料机理 材料与器件的结合等方面的研究 不仅发现了包括高性能磁制冷 磁致电阻等与新一代信息技术密切相关的功能材 料体系 一些有重大价值和先进性的材料和器件已经开始实用 这就更加快了稀 土科学与技术的发展 二 稀土元素的基本化学性质二 稀土元素的基本化学性质 1 1 基态原子的电子组态 基态原子的电子组态 基态原子的电子组态由主量子数 n 和角量子数 l 所决定 根据能量最低原理 4 镧系元素的原子电子组态由两种类型 即 Xe 4fn6s2和 Xe 4fn 15d16s2 其中 Xe 为 氙的电子组态 即 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 n 1 14 镧 铈 钆的原子电子组态属 Xe fn 1 5d1 6s2类型 镥原子的电子组态属 Xe f14 5d1 6s2类型 其余元素即镨 钕 钜 钐 铕 铽 镝 钬 铒 铥 镱各元素均属 Xe fn 6s2类型 钪和钇虽然没有 4f 电子 但最外层电子具有 n 1 d1 ns2组态 因此 其化学性质与镧系元素有相似之处 这就是人们统称它们为稀土元素的原 因 镧系元素的原子采取 Xe 4fn6s2为基态组态还是采取 Xe 4fn 15d16s2为基态组 态 取决于这两种组态的能量高低 对于镧 铈 钆电子采取 Xe 4fn 15d16s2组态 时能量低于相应的 Xe 4fn6s2组态的能量 所以它们采取前者的排布方式 铽采取 Xe 4f96s2电子组态时的能量 与 Xe 4f8 5d1 6s2的能量相近 因此采取二者之 一均可 镥的 4f 电子全充满 采取 Xe 4f145d16s2排布方式 其余各元素则为 Xe 4fn6s2 表表 15 5 2 稀土元素的电子组态和半径稀土元素的电子组态和半径 原子的电子组态 原 子 序 元 素 符 号 4f5s5p5d6s 金属原子半 径 10 1 nm 三价离子的 电子组态 三价离子的 半径 10 1 nm 57镧La026121 877 Xe 4f01 061 58铈Ce126121 824 Xe 4f11 034 59镨Pr32621 828 Xe 4f21 013 60钕Nd42621 821 Xe 4f30 995 61钜Pm5262 1 810 Xe 4f4 0 98 62钐Sm62621 802 Xe 4f50 964 63铕Eu72622 042 Xe 4f60 950 64钆Gd726121 802 Xe 4f70 938 65铽Tb92621 782 Xe 4f80 923 66镝Dy102621 773 Xe 4f90 908 67钬Ho112621 766 Xe 4f100 894 68铒Er122621 757 Xe 4f110 881 69铥Tm132621 746 Xe 4f120 869 70Yb142621 940 Xe 4f130 858 71镥Lu 内 部 各 层 已 填 满 共 46 个 电 子 142621 734 Xe 4f140 848 3d4s4p4d5s 21钪Sc121 641 A 0 68 39钇Y 内 部 填 满 18 1026121 801 Kr 0 88 2 镧系收缩 镧系收缩 由于电子组态的特点 随着原子序数的增加 新增加的电子不是填充到最外 5 层 而是填充到 4f 内层 又由于 4f 电子云的弥散 使它并非全部地分布在 5s 5p 壳层的内部 但原子序数增加 1 时 核电电荷增加 1 4f 电子虽然也增加 1 但 4f 电子只能屏蔽所增加电荷中的一部分 一般认为在离子中 4f 电子只能屏 蔽核电荷的 85 而在原子中由于 4f 电子云的弥散没有在离子中大 故屏蔽系数 略大 因而当原子序数增加时 外层电子受到有效核电荷的引力实际上是增加了 这种引力的增加 引起原子半径或离子半径的缩小 这种现象称为 镧系收缩 Lanthanide Contraction 镧系收缩现象是由挪威地质学家 V M Goldschmidt 1888 1947 在上个世纪 20 年代系统测量了稀土矿物的晶体结构后发现总结的 镧系收缩的结果 使镧系元素的同族 上一周期的元素钇的三价离子半径位 于镧系元素中的铒的附近 钇的化学性质与镧系元素非常相似 天然矿物中钇和 镧系元素常共生于一种矿物中 彼此分离困难 由于镧系收缩 也使镧系元素后的第三过渡系元素的离子半径接近于第二过 渡系的同族的元素 如 Zr Hf Nb Ta W Mo 这三对元素的化学性质相 似 离子半径接近 Zr4 80 pm Hf4 81 pm Nb3 70 pm Ta5 73 pm Mo6 62 pm W6 65 pm 它们在自然界亦共生于同一矿床 彼此的分离也比较困难 由于镧系收缩 镧系元素的离子半径递减 从而导致镧系元素的性质随原子 序数的增大而有规律地递变 例如使一些配位体与镧系元素的离子的配位能力递 增 金属离子的碱度随原子序数增大而减弱 氢氧化物开始沉淀的 pH 值渐降等 4f 电子对核内核电荷的屏蔽系数不一样 在原子中 4f 电子的屏蔽系数较离子 中大 因此镧系收缩在原子中的表现比离子中小 除铈 铕 镱外 原子半径也 表现了收缩的趋势 这种变化不如离子半径明显 铈 铕 镱的原子半径表现 反常 的原因何在 金属的原子半径大致相当 于最外层电子云密度最大的地方 因此金属的最外层电子云在相邻原子之间是相 互重叠的 它们可以在晶格之间自由运动 成为传导电子 一般情况下这种离域 的传导电子是三个 但是 由于铕和镱倾向于分别保持 4f7和 4f14的半充满和全充 满的电子组态 因此 它们倾向于只提供两个电子为离域电子 外层电子云在相 邻原子之间相互重叠少 有效半径明显增大 相反的情况是铈原子 由于 4f 轨道 中只有一个电子 它倾向于提供 4 个离域电子 即失去 4f15d16s2 而保持较稳定 的电子组态 这就是它的原子半径较相邻金属原子半径小的原因 3 稀土元素的价态 稀土元素的价态 稀土元素的最外两层的电子组态基本相似 在化学反应中表现出典型的金属 6 性质 易于失去三个电子 呈正三价 它们的金属性质仅次于碱金属和碱土金属 而比其它金属元素更活泼 因此稀土金属一般应保存在煤油中 否则会与潮湿空 气接触而被氧化失去金属光泽 在 17 个稀土元素中按金属的活泼性排列 钪 钆 镧递增 由镧到镥递减 即镧最活泼 稀土金属与水作用可放出氢气 与酸 作用更激烈 但不与碱起反应 根据洪特 Hund 规则 在 4f 亚层处于 4f0 La3 4f7 Gd3 4f14 Lu3 时比较稳定 它们之后的 Ce3 Pr3 Tb3 分别比稳定的电子组态多一个或两个电子 因此它 们可进一步氧化成 4 价态 而它们之前的元素 如 Sm Eu Yb 分别比稳定的 电子组态少一个或两个电子 因此可以还原成 2 价 这是这几个元素具有反常价 态的原因 镧系元素离子的颜色也非常丰富 主要来源于 f 轨道分裂 即 f f 跃迁 由 于 f 轨道深处内层 很少受到外界环境的影响 因此镧系元素的颜色和吸收光谱 都相当稳定 可用于定性和定量分析 镧系元素三价阳离子的颜色呈现有趣的规 律 从 La3 Lu3 其颜色由无色 有色 无色 有色 无色不断变化 以 Gd 为中点 分别向原子序数增加和减少两个方向移动时 依次的颜色变化很相似 但由于镧系元素电子能级的复杂性 至今对这种颜色变化规律尚无简明的解释 4 四分组效应 四分组效应 1959 年 H A Mekay 发现 在稀土萃取体系中 其 lgD Z 的曲线适合一种 四分组变化规律 即 在 15 个镧系元素的液 液萃取体系中 以 lgD 对 Z 作图 能够用四条平滑的曲线将图上描出的 15 个点分成四个四元组 钆的那一点为第 二组和第三组所共用 第一组和第二组的曲线延长线在 60 号和 61 号元素之间的 区域相交 第三组和第四组的曲线延长线在 67 和 68 号元素之间相交 这就是 四分组效应的最初论述 并于 1968 年在第五次国际溶剂萃取会上提出 当纵坐 标不是 lgD 而是 lgKex H Zr Sr 等热力学函数时 四分组效应都 是明显的 佩帕德在锕系元素中也发现了类似的变化 从而确定了四分组效应是 f 族元素的共同特性 1975 年 S P Sinha 将镧系及锕系元素的某些物理化学性质 如电离势 标 准氧化还原电位 络合常数 有关的光谱参数等对相应元素的总轨道角动量 L 作 图 发现图形呈 W 形 即得到四段 斜 W 形的直线 称为 斜 W 效应 这 一现象实际上是四分组效应的另一种表达形式 因为性质对原子序数作图时 原 子序数是单调上升的 而当用轨道角动量 L 对性质作图时 L 是周期变化的 四分组效应的本质与三价镧系元素离子基态电子的排布 基态光谱项及电子 7 排斥能的数值和有关参数有关 以钆为界 钆前后镧系元素离子的基态光谱项都 可以归纳为两个小组 即钆以前的 La Pr Nd 和 Pm Sm Eu Gd 以及钆以后 的 Gd Tb Dy Ho 和 Er Tm Yb Lu 如前所述 如果以三价稀土离子的基 态总轨道角动量量子数 L 对原子序数作图 本身就呈斜 W 状 所以四分组效应 可以说是 4f 电子组态变化的一种反映 图 15 5 1 三价镧系离子的基态总轨道角动量量子数 L 与原子序数的关系 8 图 15 5 2 一组典型的四分组效应曲线 图 15 5 3 TBP 从 HNO3溶液中萃取镧系离子是 G 1 H 2 S 3 与 L 的 关系 9 图 15 5 4 N236 二甲苯溶液从 HNO3溶液中萃取镧系离子 III 的 与 L 的关系 三 稀土元素及其化合物的应用三 稀土元素及其化合物的应用 镧系元素具有独特的 4f 电子亚层 电子能级最为丰富 稀土元素还具有大的 原子磁矩 多变的配位数 有规律的原子或离子尺寸变化 13 种三价稀土离子共 有 1639 个能级 可有 199177 个可能的能级跃迁 比所有其它元素的能级跃迁数 多 1 到 3 个数量级 因此稀土元素具有十分丰富的光 电 磁性能 在高新技术 材料和国防尖端技术中有广泛的应用 假如我们简要地回顾一下过去 50 余年内稀土功能材料的发展 不难发现稀 土科学与技术领域几乎每隔 5 年都会有一项重大发现或突破 这些进展不仅促进 lgK 10 了稀土科学本身的发展 更重要的是提高了人类的生活质量 促进了社会生产力 的发展 典型的进展为 1 热离子发射材料 LaB6 1951 2 石油催化裂解 1962 3 红色荧光粉 Y2O3 Eu 1963 4 第一代稀土永磁材料 SmCo5 1967 5 储氢材料 LaNi5 1970 6 第二代稀土永磁材料 Sm2Co17 1975 7 第三代稀土永磁材料 Nd2Fe14B 1983 8 稀土高温超导陶瓷 La Ba Cu O 1986 9 稀土磁制冷材料 Gd Si Ge 1997 进入 21 世纪 稀土功能材料除了继续在传统的磁性 光学 电学和催化领 域发挥不可替代的作用外 伴随着信息科学和技术 纳米科学与纳微器件技术迅 猛发展 稀土功能材料独特的光 电 磁性质必将在信息产生 存储 转换 显 示等方面发挥关键的作用 最新的研究表明 稀土元素及其化合物在细胞标记和 识别 单分子检测等生物医学及疾病诊断领域也有着重要的应用潜力 总之 基于我国得天独厚的自然资源优势 稀土科学和技术必将在高新技术 材料和器件领域扮演