无机化学丛书 第七卷 钪、稀土元素

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出版者:科学出版社
作者:易宪武
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1998-09-01
价格:47.0
装帧:
isbn号码:9787030023230
丛书系列:
图书标签:
  • 无机化学
  • 稀土元素
  • 化学
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具体描述

本书是《无机化学丛书》第七卷,包括抗和稀土元素两个专题:第ZI专题为抗,共分六章,分别介绍了抗的存在、应用、单质及化合物的性质、机的提取工艺及其分析.第22专题为稀土元素,包括原子序数由57至71的调系以及原子序数为39的记共16种元素.全专题共分五章,分别介绍了稀土元素化学、稀土络合物化学、稀土矿物及提取、稀土元素的分离、稀土元素金属及其合金等.

本书可供从事稀土科研、生产和教学工作者

无机化学丛书 第七卷:钪、稀土元素 本书深入探讨了化学元素周期表中钪及其下方一系列具有特殊化学性质的稀土元素。作为“无机化学丛书”的第七卷,本卷聚焦于这些在自然界中含量相对稀少,但在现代科技领域扮演着至关重要角色的元素。读者将跟随作者的脚步,系统地了解钪、镧系元素(镧至镥)以及钪族元素(钪、钇)的独特结构、物理性质、化学行为以及它们在不同领域的广泛应用。 第一部分:钪——被遗忘的闪耀者 本部分将从钪(Sc)的发现历程出发,追溯其在门捷列夫元素周期表中的位置及其电子构型。我们将详细阐述钪的原子结构特征,如其独特的 +3 价氧化态以及在化合物中表现出的类铝特性,但同时又具备与稀土元素相似的性质。本书将深入分析钪及其化合物的物理性质,包括其高熔点、高硬度和良好的耐腐蚀性。 在化学性质方面,我们将系统地研究钪在不同介质中的反应性,包括与酸、碱、氧化剂和还原剂的相互作用。重点将放在钪的配位化学,分析其形成各种稳定络合物的机理,以及这些络合物在催化、分离等方面的潜在用途。此外,本卷还将详细介绍钪的提纯方法和在工业生产中的应用,例如在铝合金中的强化作用,以及在照明、激光器等高科技材料中的关键角色。 第二部分:稀土元素——从微量到核心 本部分是本书的重中之重,将围绕镧系元素(Lanthanides)展开详尽的论述。我们将首先梳理稀土元素(Rare Earth Elements, REEs)的定义,明确包含哪些元素,并介绍它们的普遍特性,例如电子层结构中4f轨道的填充和半充满/全充满带来的稳定性。我们将深入分析稀土元素共同的物理性质,如它们具有相似的金属光泽、高熔点、高密度以及顺磁性等。 化学性质方面,我们将重点探讨稀土元素在化合物中通常表现出的 +3 价氧化态,并解释为何会出现其他氧化态(如铈的 +4 价、铕和镱的 +2 价)以及这些氧化态对它们化学行为的影响。本书将详细介绍稀土元素氧化物、卤化物、氢化物、硫化物等重要化合物的制备方法、结构特征和化学稳定性。 特别地,我们将深入研究稀土元素的配位化学,分析其巨大的离子半径和高电荷密度如何影响其与不同配体的配位模式,以及由此形成的络合物在分离、萃取、荧光材料等领域的应用。例如,对钇(Y)和钪(Sc)的特殊提及,虽然钇在物理性质上更像镧系元素,但由于其离子半径与重镧系元素相似,常被归为稀土元素,其在荧光材料、激光材料中的重要性将得到突出。 第三部分:稀土元素的分离与提纯 稀土元素在自然界中常共生于同一矿物中,且它们的化学性质极为相似,因此高效地分离和提纯是利用稀土元素的基础和难点。本部分将系统介绍工业上常用的稀土元素分离技术,包括: 溶剂萃取法: 详细阐述该方法的基本原理,介绍常用的萃取剂(如TBP、PC88A等)以及多级逆流萃取的操作流程,分析不同稀土元素在萃取过程中的分配系数差异如何实现分离。 离子交换法: 阐述离子交换树脂的结构和性能,介绍固定床和流动床离子交换技术,分析不同稀土离子的电荷和水合半径如何影响其在离子交换剂上的吸附和解吸行为。 沉淀法: 介绍基于溶解度差异的沉淀分离原理,以及一些特殊的沉淀剂(如草酸盐、氢氧化物等)在稀土元素初步分离中的应用。 本书还将讨论稀土元素分离过程中的一些关键问题,如工艺流程的优化、溶剂回收利用、以及对环境的影响。 第四部分:钪与稀土元素的应用 本部分将聚焦于钪和稀土元素在各个高科技领域的具体应用,展现它们“一点点,影响大”的价值: 金属与合金: 详细介绍钪添加到铝合金中的效果,如何显著提高合金的强度、耐热性和抗疲劳性,以及其在航空航天、汽车制造等领域的应用。分析稀土元素(如铈、镧)在钢材中的添加作用,改善钢材的韧性和强度。 磁性材料: 深入探讨稀土永磁材料(如钕铁硼,NdFeB)的制备、磁性能及其在电机、硬盘驱动器、传感器等领域的广泛应用。解释钐钴(SmCo)磁性材料的优势和特点。 光学与发光材料: 介绍稀土元素在荧光粉、激光晶体、LED照明、显示器等方面的应用。例如,铕(Eu)的红色发光,铕(Eu)和铕(Tb)的绿色发光,以及镧系元素在催化剂和光催化中的作用。 催化剂: 阐述稀土元素及其氧化物作为催化剂在石油化工、汽车尾气处理等方面的应用,分析其催化机理。 其他应用: 提及稀土元素在陶瓷、玻璃、冶金、医学影像(如钆对比剂)、储氢材料等领域的创新应用。 本书特点: 《无机化学丛书 第七卷:钪、稀土元素》在内容上力求详实、系统,并结合了最新的科研进展和工业应用实例。书中将采用清晰的结构、严谨的论证和生动的图表,帮助读者深入理解钪和稀土元素的化学本质及其在现代科技发展中的重要贡献。本书不仅是高等院校无机化学、材料化学、应用化学等相关专业师生的重要参考书,也是从事相关领域研究和开发的科研人员的得力助手。

作者简介

目录信息

21.钪
21.1钪的历史、存在和应用
1.1历史
1.2存在
1.3钪的应用
1.4钪的生产、消耗和价格
参考文献
21.2钪的性质
2.1原子结构、核性质和同位素
2.2物理性质
2.3化学性质
2.4钪的毒性
2.5合金和金属间化合物
参考文献
21.3钪的无机化合物
3.1氢化钪
3.2卤化钪
3.3氧化钪
3.4氢氧化钪
3.5硫族化合物
3.6氮
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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在关于这两种元素复杂化学性质的讨论中,我尤其关注其高氧化态的稳定性与配位化学的特殊性。钪的+3态相对简单,但稀土元素在溶液中和固态下表现出的惊人配位数和配体选择性,一直是一个引人入胜的话题。我期待看到关于那些大尺寸、低电荷密度的阳离子如何与各类有机配体、大环化合物或水分子形成动态平衡的深入分析,最好能结合晶体学数据和溶液光谱来阐释配位几何的变化规律。然而,这本书在配位化学的讨论上显得非常基础和笼统,它更多的是罗列了各种已知的简单无机络合物的分子式和简单的晶体结构描述,例如氯化物或硝酸盐的结构,但对于理解配位场理论如何精确预测这些元素的电子能级分裂,以及这些分裂如何影响光物理性质,缺乏足够的详述。我对配位体的电子效应和空间位阻如何精细调控其水解倾向和聚合趋势的探究,最终未能得到满意的、具有洞察力的解答。

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对于稀土元素在现代材料科学中的应用,我投入了最多的关注,特别是关于它们的荧光特性和磁性。例如,探讨掺杂在氧化物基质中的三价铕离子如何产生鲜艳的红色发射,或者铽和钬在磁制冷材料中的潜能。我翻阅了专门的章节,希望能看到关于上转换纳米粒子(UCNPs)的最新合成方法、量子点技术如何改进稀土发光效率,或者新型永磁材料的微观结构设计思路。遗憾的是,这部分内容给我的感觉是信息来源截止于二十世纪末。关于这些前沿应用,书中提及的最多的是传统的磷光粉和早期磁体合金,比如关于钐钴磁体的经典描述,以及早期激光材料的制备工艺。对于那些关注纳米尺度化学调控和界面效应的读者而言,这本书提供的技术视角显然已经“落伍”了,它详细描述了如何用坩埚和高温炉来制备材料,但对于超声波辅助合成或原子层沉积技术则几乎没有涉及,这使得它在面向应用领域的参考价值大打折扣。

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**书名:无机化学丛书 第七卷 钪、稀土元素** 这本厚重的“无机化学丛书”的第七卷,在我的书架上占据着一个相当显眼的位置,它的封面设计沉稳而专业,一看就知道是面向专业人士的深度著作。我抱着极大的期待翻开了它,希望能在这其中找到关于钪和稀土元素这个复杂家族的详尽解读。然而,当我试图寻找那些关于它们在新能源材料、催化剂应用或者复杂配位化学中的最新研究进展时,我发现这本书的侧重点似乎完全在别处。它花费了大量的篇幅去描述元素的早期发现历史,那些十九世纪末矿物学家们在偏远地区挖掘矿石的艰辛过程,以及早年间元素分离技术的原始步骤。例如,对于钪的提取,书中似乎更侧重于讲述门捷列夫如何基于周期律预测其存在,以及最初的几次不成功的尝试记录,而不是现代工业流程的优化。我对元素周期表上那些闪耀着高科技光芒的元素,在本书中却读到了更多“古董”级的化学故事,这让我的阅读体验变得有些出乎意料,它更像是一部化学史诗,而非前沿科技手册。或许是我的期望太高,我本想寻找一些关于高熵合金或MOF材料中稀土掺杂的最新数据,但收获的却是对早期“烧瓶实验”的细致描摹。

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从排版和整体的装帧来看,这本《无机化学丛书》的第七卷给人一种历史悠久的感觉,纸张略带泛黄,字体的选择和行距的安排都体现了一种老派的学术风格。这种风格对于某些严肃的化学史研究者或许是种享受,但对于习惯了现代学术文献清晰、模块化布局的现代读者来说,阅读体验稍显吃力。书中图表的质量也反映了其年代感,许多能量分布图和溶解度曲线的绘制略显粗糙,缺乏现代软件生成的那种精确的矢量图形的锐利感。更重要的是,书中对于最新发现的元素异构体、高压合成方法,以及涉及钪和稀土元素在生物无机化学中潜在角色的讨论,几乎是空白。这使得它更像是一部关于“经典”钪和稀土化学的百科全书,而不是一部涵盖当前研究脉络的“丛书”中的前沿分册。我希望它能有更多的附录来补充最新的元素性质数据库或关键反应的动力学参数,但事实是,它似乎更倾向于固化已有的知识体系,而非吸收新的血液。

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我特地选读了关于镧系收缩的部分,这是一个在化学中至关重要且经常令人困惑的概念。我期望书中能用现代的量子化学模型或高精度计算结果来清晰地阐释这种电子结构效应是如何影响后续元素性质的,例如如何解释镧系与过渡金属之间相似的离子半径。然而,这本书给出的解释,尽管在逻辑上无懈可击,但其论述风格非常古典,几乎完全依赖于传统的电子排布规则和宏观的物理化学观测数据。书中充满了大量的实验测定值和基于经验公式的推导,这些数据本身很有价值,但缺乏现代物理化学的深度切入。它更像是在复述教科书上的经典论断,而不是深入挖掘现象背后的微观机理。我花了很大力气才在字里行间捕捉到一些关于d轨道与f轨道相互作用的微妙之处,但最终,我感觉自己像是重新上了一遍大学基础无机化学课,而不是在阅读一份关于特定元素系的尖端综述。对于寻求理解“为什么”而不是“是什么”的读者来说,这本第七卷在解释深度上略显保守和滞后。

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