稀土化學PPT學習教案

1、會計學1第1頁/共186頁第2頁/共186頁5.1 稀土元素氧化物和氫氧化物稀土元素氧化物和氫氧化物 5.2 重要的稀土含氧酸鹽重要的稀土含氧酸鹽 5.3稀土元素的鹵化物稀土元素的鹵化物 5.4 稀土元素的硫屬化合物稀土元素的硫屬化合物 5.5 稀土元素的氮族化合物稀土元素的氮族化合物 5.7 稀土元素的硼化物稀土元素的硼化物 5.9 三價稀土離子的化學分析三價稀土離子的化學分析5.8 稀土元素氫化物稀土元素氫化物 5.6稀土元素的碳族化合物稀土元素的碳族化合物 第第5章章 主要三價稀土化合物主要三價稀土化合物 第3頁/共186頁 RE2(CO3)3 RE2O3 + 3CO2RE2(C2O4)

2、3 + 3/2O2 RE2O3 + 6CO2第4頁/共186頁第5頁/共186頁第6頁/共186頁第7頁/共186頁 納米氧化鈰納米氧化鈰Nd2O3(LaCePr)2O3第8頁/共186頁第9頁/共186頁第10頁/共186頁第11頁/共186頁第12頁/共186頁第13頁/共186頁第14頁/共186頁ABO4(鋯英石類型)A2B2O7(燒綠石類型)A3B5O12(石榴石類型)ABO4(白鎢礦類型)ABO3(鈣鈦礦類型)ABO3(鈣鈦礦類型)REAsO4REPO4REVO4RE2Sn2O7RE2Zr2O7RE3Al5O12RE3Ga5O12RE3Fe5O12REGeO4RENbO4RETaO

3、4REAlO3RECrO3RECoO3REGaO3REFeO3 REMnO3RENiO3RETiO3REVO3Ba(RE，Nb)O3第15頁/共186頁第16頁/共186頁第17頁/共186頁第18頁/共186頁第19頁/共186頁第20頁/共186頁第21頁/共186頁第22頁/共186頁第23頁/共186頁第24頁/共186頁第25頁/共186頁 La(OH)3 Ce(OH)4 Nd(OH)3 第26頁/共186頁第27頁/共186頁第28頁/共186頁200-300300-400222-2nH O-2H O-H O323232Ln(OH) nHO2Ln(OH)2LnO(OH)Ln O 第

4、29頁/共186頁第30頁/共186頁第31頁/共186頁 5.2 重要的稀土含氧酸鹽重要的稀土含氧酸鹽 第32頁/共186頁第33頁/共186頁第34頁/共186頁第35頁/共186頁第36頁/共186頁第37頁/共186頁第38頁/共186頁1、制備、制備第39頁/共186頁第40頁/共186頁Ln(HSO4)3H3Ln(SO4)3RE2(SO4)3Na2SO4+6NaOH 2RE(OH)3+4Na2SO4第41頁/共186頁第42頁/共186頁34RE(NO3)3=2RE2O3+12NO2+8O2第43頁/共186頁第44頁/共186頁第45頁/共186頁第46頁/共186頁第47頁/共

5、186頁第48頁/共186頁某些鑭系元素與銨或鎂的硝酸復鹽的相對溶解度某些鑭系元素與銨或鎂的硝酸復鹽的相對溶解度第49頁/共186頁(NH4)2Ce(NO3)6 Ce(NO3) 3 6H2O La(NO3) 3 6H2O Nd(NO3)36H2O 第50頁/共186頁第51頁/共186頁 n=23第52頁/共186頁第53頁/共186頁第54頁/共186頁第55頁/共186頁第56頁/共186頁第57頁/共186頁第58頁/共186頁第59頁/共186頁第60頁/共186頁第61頁/共186頁第62頁/共186頁第63頁/共186頁第64頁/共186頁第65頁/共186頁第66頁/共186頁第

6、67頁/共186頁第68頁/共186頁第69頁/共186頁第70頁/共186頁第71頁/共186頁n=9（Sm、Ho）n=7（Ce）n=6（Dy、Er）第72頁/共186頁第73頁/共186頁第74頁/共186頁RE3+ 3IO3- RE(IO3)3nH2O(6n0)u碘酸鹽微溶于水，可溶于酸，但碘酸鹽微溶于水，可溶于酸，但Ce(IO3)4在在45M的酸中也不溶。的酸中也不溶。受熱分解，產物氧化物。受熱分解，產物氧化物。第75頁/共186頁第76頁/共186頁第77頁/共186頁第78頁/共186頁第79頁/共186頁La(AC)3 Nd(AC)3 Ce(AC)3 第80頁/共186頁第81頁

7、/共186頁陰離子陰離子鈰組鈰組(Z=5763)釔組釔組(Z=6471)F-難溶難溶難溶難溶Cl-、Br-、I-、ClO-4、BrO-3NO-3、CHCOO-、C2H5SO-4、CNS-可溶可溶可溶可溶OH-難溶難溶難溶難溶SO24-(堿金屬復鹽堿金屬復鹽)在堿金屬硫酸鹽中難溶在堿金屬硫酸鹽中難溶溶解在堿金屬硫酸鹽中溶解在堿金屬硫酸鹽中PO-4難溶難溶難溶難溶CO2-3難溶，不溶在碳酸鹽的難溶，不溶在碳酸鹽的溶液中溶液中難溶，溶在碳酸鹽的難溶，溶在碳酸鹽的溶液中溶液中C2O42-難溶，不溶在草酸鹽的難溶，不溶在草酸鹽的溶液中溶液中難溶，溶在草酸鹽的難溶，溶在草酸鹽的溶液中溶液中表表5-14 稀

8、土鹽在水中的溶解度傾向稀土鹽在水中的溶解度傾向第82頁/共186頁+HX REX3nH2O 在蒸發(fā)時傾向于過飽和，不易用直接蒸發(fā)的方法析出在蒸發(fā)時傾向于過飽和，不易用直接蒸發(fā)的方法析出純凈的水合物。氯化物和溴化物可在蒸發(fā)它們的溶液時，純凈的水合物。氯化物和溴化物可在蒸發(fā)它們的溶液時，通入鹵化氫通入鹵化氫(防止水解防止水解)來制備飽和溶液，然后蒸發(fā)濃縮來制備飽和溶液，然后蒸發(fā)濃縮以析出水合物。此法對于碘化物的制備效果較差。以析出水合物。此法對于碘化物的制備效果較差。第83頁/共186頁氟化物的組成一般為氟化物的組成一般為REF3H20第84頁/共186頁也可用也可用NH4I與金屬作用來制備。與金

9、屬作用來制備。第85頁/共186頁（ REX3nH2O X= F、Cl、Br）在相應的鹵化氫氣流中（最）在相應的鹵化氫氣流中（最好加點好加點NH4X）加熱，溫度從）加熱，溫度從105-350可以脫去大部分水?？梢悦撊ゴ蟛糠炙５?6頁/共186頁第87頁/共186頁322NdCl32H2O + H2O NdCl3H2O + H2O NdCl3 + H2O第88頁/共186頁第89頁/共186頁3 2 第90頁/共186頁400-700250-500 450250-500 溫度低溫度低第91頁/共186頁CCl4/ Cl2， CHCl3，COCl2， CO/Cl2，SCl2，S2Cl2，S2Cl

10、2 / Cl2或或SOCl2Cl22HCl第92頁/共186頁第93頁/共186頁第94頁/共186頁第95頁/共186頁第96頁/共186頁 鑭系無水鹽的制備是比較麻煩的，因為直接加熱會鑭系無水鹽的制備是比較麻煩的，因為直接加熱會 發(fā)生部分水解：發(fā)生部分水解： LnCl3 nH2O LnOCl+2HCl + (n- -1) H2O 通常在氯化氫氣流中或氯化銨存在下或真空脫水的方法通常在氯化氫氣流中或氯化銨存在下或真空脫水的方法 制備。氯化銨存在下會抑制制備。氯化銨存在下會抑制 LnOCl 的生成：的生成： LnOCl + NH4Cl LnCl3 + H2O + 2 NH3 第97頁/共186

11、頁 4，22 22溴化劑與稀土氧化物作用。溴化劑與稀土氧化物作用。第98頁/共186頁 CeH3+3HBrCeBr3+3H2第99頁/共186頁第100頁/共186頁體，室溫下為斜方晶系，高溫體，室溫下為斜方晶系，高溫下為六方晶系。下為六方晶系。第101頁/共186頁第102頁/共186頁第103頁/共186頁第104頁/共186頁第105頁/共186頁第106頁/共186頁第107頁/共186頁第108頁/共186頁第109頁/共186頁第110頁/共186頁第111頁/共186頁第112頁/共186頁第113頁/共186頁第114頁/共186頁第115頁/共186頁第116頁/共186頁1

12、000100012001500真空真空18002200 真空真空第117頁/共186頁12501300 500600真空真空第118頁/共186頁150016001100120015002000真空真空1800真空真空 600數(shù)天數(shù)天第119頁/共186頁600數(shù)天數(shù)天 1350真空真空,3h550600 500第120頁/共186頁 1800 1700 1000 600真空真空第121頁/共186頁第122頁/共186頁第123頁/共186頁第124頁/共186頁第125頁/共186頁第126頁/共186頁第127頁/共186頁2 Ca+Ce2Se32CeSe+CaSe95010001700

13、1000 600第128頁/共186頁H2Se1700真空真空第129頁/共186頁2GdSe2 Gd2Se3+Se6008001000 8001200800第130頁/共186頁RE2O3 + H2Se RE2O2Se+H2O 1350真空真空,2h1250 9h1000600第131頁/共186頁2100)，Sm、Eu、Yb的一硒的一硒化物具有半導體的特性?；锞哂邪雽w的特性。第132頁/共186頁第133頁/共186頁第134頁/共186頁第135頁/共186頁第136頁/共186頁第137頁/共186頁10001100950第138頁/共186頁第139頁/共186頁9501100

14、真空真空950元元 素素LaCeNdSmGdYbRETe的熔點的熔點()172016401890204019101930187017201760RE2Te3的熔點的熔點()1485166518901620144015501420第140頁/共186頁550600 第141頁/共186頁n化反應，碲被氧所取代?；磻诒谎跛〈?。1000 第142頁/共186頁第143頁/共186頁第144頁/共186頁圖5-15 稀土硫化物的結構類型第145頁/共186頁定性隨陰離子的電負性降低而定性隨陰離子的電負性降低而增加。增加。第146頁/共186頁Eu, Yb溶解在液氨溶解在液氨RE(NH3)6 R

15、E(NH2)2 REN(真空條件真空條件下，溫度高于下，溫度高于1000)第147頁/共186頁第148頁/共186頁5、鉍化物的制備、鉍化物的制備稀土金屬與鉍在低于鉍的熔點稀土金屬與鉍在低于鉍的熔點溫度下反應。溫度下反應。第149頁/共186頁Ce可以四價態(tài)存在于化合物可以四價態(tài)存在于化合物(如如CeN， CeP)中，在正常條件下，中，在正常條件下，Ce在黃銅色的在黃銅色的CeN中幾乎是四價中幾乎是四價態(tài)的。態(tài)的。第150頁/共186頁第151頁/共186頁第152頁/共186頁第153頁/共186頁第154頁/共186頁至至1000oC第155頁/共186頁第156頁/共186頁得得RES

16、i2。第157頁/共186頁第158頁/共186頁第159頁/共186頁4REB6+3B2O2不能制備不能制備YbB4 ，ErB6能制備能制備REB1215000018，真空15000018，真空15000018，真空15000018，真空第160頁/共186頁第161頁/共186頁的微熱混合液，微熱的硝酸、的微熱混合液，微熱的硝酸、氫氧化鈉和過氧化氫的混合液氫氧化鈉和過氧化氫的混合液及及15的氫氧化鈉溶液中。的氫氧化鈉溶液中。第162頁/共186頁第163頁/共186頁第164頁/共186頁第165頁/共186頁第166頁/共186頁n較高的熔點。較高的熔點。第167頁/共186頁第168頁/共186頁第169頁/共186頁第170頁/共186頁第171頁/共186頁第172頁/共186頁第173頁/共186頁第17