稀土百科 | 稀土元素的物理性质 发布时间:2024-03-04

  稀土元素具有典型的金属特性,除镨和钕外,多数呈银灰色。稀土元素的晶体结构多呈六方密集或面心立方结构,钐(菱形结构)和铕(体心立方结构)例外。

  而钪、钇、镧、铈、镨、钕、钐、铽、镝、钬、镱等都有同素异晶变体。它们的晶体转变过程较缓慢,因而在金属中有时会出现两种不同的晶形结构。

  除镱以外,钇组稀土金属的熔点(1312~1652℃)都高于铈组稀土金属。而对于沸点,铈组稀土金属(除钐、铕外)又高于钇组稀土金属(镥例外)。

  其中以金属钐铕和镱的沸点为最低(1430~1900℃)。

  钐、铕、钆的热中子俘获面很大,分别为5600b、4300b、4600b,远高于常用于反应堆作热中子控制材料的镉(2500b)和硼(1715b),而铈和钇最小。

  高的稀土金属具有良好的塑性,其硬度为20~30个布氏硬度单位,易于加工成型。其中尤以金属镱、钐的可塑性为最佳。除镱以外的钇组稀土金属的弹性模量均高于铈组稀土金属。

  稀土金属的机械性能在很大程度上取决于其杂质含量,特别是氧、硫、氮和碳等杂质。

  稀土金属的导电性较差。镧在4~6K时出现超导性他稀土金属即使在接近OK时也无超导性。钆、镝和钬具有铁磁性;除镧、镥是反磁性物质外,其他所有稀土金属都是顺磁性。

  通常具有未充满的4f电子层的原子或离子有30000多条可以观察到的谱线,远多于d层和p层未充满子的原子或者离子。因此,稀土元素可以吸收或发射从紫外到红外光区的各种谱线。

  稀土离子有些激发态的平均寿命长达10-6~10-2s,高于一般原子或离子的10-10~10-8s。利用这个性质可以制备长余辉发光材料。

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