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严纯华:稀土的简介
文章来源: 发布时间:2011-06-07 【字号:      】

非常感谢组委会给我这样一次机会,更加感谢在座的听众,我们的同学,同事,还有领导坚持一天不容易,因为唱戏的轮流转,观众是咬定青山没有放松。今天给大家汇报的是我国稀土科学和产业的机会和挑战,因为在过去的两年里面,稀土从一个元素周期表,或者是从化学家手中的研究对象,变成了一个公众的话题,特别是过去的一年当中,随着我们国家对出口政策和资源管理,以及环保政策的紧缩,导致了稀土已经不仅是一个工业,一个材料,或者是一个科研的命题,成为了一个政治和外交的命题,所以,经常在欧盟,北美,包括我们的邻居日本,他们的政治家来到我国,我们的政治家来到他们的国土,稀土作为非常重要的话题被提起来。由于时间有限我分四个部分进行汇报。

首先是稀土的简介,当我们打开,或者是看到一个元素周期表的时候,我们就会非常清楚的看到这是在圆数周期表的下面的位置,稀土是蓝系原数和Y和L17个元素组成,稀土本身在自然界并不多,但是由于过于分散,往往是共生的形式,所以人们在过去的200多年知道稀土之后,始终是成为一个研究方面的难题。刚才杨振忠研究员谈到稀土是材料的味精,假如从稀土研究者的角度,或者是稀土用户的角度,我更愿意把味精教成维生素,因为味精可有可无,只是改变了口味,而维生素是我们不可或缺的,从中可以看到17个元素,与其他的元素在原子结构,或者是电子结构有什么不同的地方,用红色标记的就是镧系元素与过渡元素不同的,具有F电子轨道,而且F电子轨道可以从全空到全充满,这样一个有序的变化。并且稀土本身从原子来说具有更为丰富的性质,独特的4F电子亚层,大的原子磁矩,强的各相异性,丰富的越迁能级,大范围可变的配位数,有序变化的原子和离子半径,等等。

对于过渡金属来说是6到8个配比,对稀土来说配备数从目前的数据来可以从6到14之间变化,这样一中大范围可变的配位数,给我们的生命活动,包括催化过程带来非常好的先机,对稀土本身来说有一个非常重要的性质,就是镧系收缩,一般而言对原子,或者是对离子来说,这原子周期,原子迅速的增加个头会增加,对镧系元素来说,反而是随着原子序数的增加尺寸反而下降,这样的一个下降是又有一定的序列,于是,就可以在我们作为结构材料,或者功能材料需要填充的时候就有了更多的选择,正因为如此稀土有丰富而不可替代的磁光电等功能的性质。

从我们认识自然,或者认识这个元素本身来说,我们从自主的,或者是不由自主的认识这个世界,显然是从主族元素,到过渡金属元素,到锕系元素,与原子弹相关的,到4F元素,跟人类在历史的演变当中,旧石器,新石器,最后又回到了镧系元素,这样认识世界的进程密切相关的。

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