《f區元素》是2023年科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：f區元素
- 出版時間：2023年11月1日
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030769435
內容簡介,目錄,
內容簡介
《f區元素》是“無機化學探究式教學叢書”第22分冊。《f區元素》共7章，包括f區元素概述、稀土元素的光譜性質和磁學性質、稀土元素的重要化合物、稀土元素配位化學簡介、稀土元素的提取和分離、稀土元素的套用簡介、錒系元素概述。編寫時力圖體現系統性、整體性和前沿性，融入學科發展，緊跟學科前沿。作為基礎無機化學教學輔助用書，《f區元素》以促進學生科學素養發展為出發點，注重培養科學研究能力和訓練創新思維，努力做到教師好使用、學生好自學。
目錄
序
叢書出版說明
前言
第1章 f區元素概述 3
1.1 f區元素、鑭系元素和稀土元素的概念 3
1.1.1 f區元素 3
1.1.2 鑭系元素 3
1.1.3 稀土元素 4
1.2 稀土元素的發現和命名 5
1.3 稀土元素在自然界中的存在 6
1.3.1 稀土元素的豐度 6
1.3.2 稀土元素在地殼中分布的特點 7
1.3.3 稀土元素的存在狀態 8
1.3.4 稀土元素資源的分布 9
1.3.5 我國稀土資源的分布和特點 9
1.4 稀土元素的一般性質 10
1.4.1 稀土元素的電子構型及成鍵情況 10
1.4.2 稀土離子的價態 11
1.4.3 稀土元素的原子半徑和離子半徑 12
1.4.4 鑭系離子的顏色 16
1.4.5 稀土元素單質 17
歷史事件回顧 1 混合稀土的分組命名 27
歷史事件回顧 2 有關f區元素定義的爭論 32
參考文獻 38
第2章 稀土元素的光譜性質和磁學性質 42
2.1 稀土元素的光譜性質 42
2.1.1 鑭系離子的電子構型及基態光譜項 42
2.1.2 鑭系三價離子的能級 44
2.1.3 稀土離子的吸收光譜 48
2.2 稀土元素的磁學性質 53
2.2.1 稀土元素的磁性來源 53
2.2.2 稀土元素的磁學基礎知識 54
2.2.3 稀土元素與3d過渡元素磁性的對比 59
參考文獻 62
第3章 稀土元素的重要化合物 63
3.1 氧化數為+3的化合物 63
3.1.1 重要的稀土鹽類 63
3.1.2 氧化物和氫氧化物 70
3.2 氧化數為+2和+4的化合物 72
3.2.1 氧化數為+2的化合物 73
3.2.2 氧化數為+4的化合物 76
3.3 納米稀土氧化物 78
3.3.1 納米氧化鑭 78
3.3.2 納米氧化鈰 79
3.3.3 納米氧化釔 80
參考文獻 80
第4章 稀土元素配位化學簡介 83
4.1 稀土元素結構化學 83
4.1.1 稀土元素的結構特徵 83
4.1.2 f電子的配位場效應 83
4.2 稀土元素配合物簡介 84
4.2.1 稀土元素配合物 84
4.2.2 稀土元素配合物與d過渡金屬配合物的比較 85
4.3 稀土元素配合物的一般合成 88
4.3.1 直接反應 88
4.3.2 交換反應 88
4.3.3 模板反應 89
4.3.4 水/溶劑熱反應 89
4.3.5 離子熱反應 89
4.4 稀土元素配合物的熱力學性質 91
4.4.1 稀土元素配合物的穩定性 91
4.4.2 稀土元素配合物的焓和熵 93
4.5 稀土元素配合物的構築 94
4.5.1 稀土離子的影響 94
4.5.2 配體的影響 97
4.6 稀土元素與大環配體及其開鏈類似物生成的配合物 103
4.7 稀土元素生物配合物 104
參考文獻 104
第5章 稀土元素的提取和分離 108
5.1 提取稀土元素的概況 108
5.1.1 搖籃時代 108
5.1.2 啟蒙時代 109
5.1.3 黃金時代 110
5.2 提取稀土元素的工業原料及工藝 110
5.3 稀土精礦的分解 113
5.3.1 *居石精礦的分解 113
5.3.2 氟碳鈰精礦的分解 117
5.3.3 混合型稀土精礦的分解 120
5.3.4 風化殼淋積型稀土礦的分解 121
5.4 稀土元素的化學法分離 123
5.4.1 化學法分離的基本原理 123
5.4.2 化學法分離的方法概述 125
5.5 稀土元素的離子交換法分離 134
5.5.1 離子交換法分離的基本原理 134
5.5.2 離子交換法分離的影響因素 137
5.6 稀土元素的溶劑萃取法分離 142
5.6.1 溶劑萃取法分離的基本原理 142
5.6.2 溶劑萃取法分離的影響因素 146
5.6.3 溶劑萃取法分離在稀土生產中的套用 150
歷史事件回顧 3 徐光憲發展串聯萃取理論 152
參考文獻 156
第6章 稀土元素的套用簡介 160
6.1 磁性材料 160
6.1.1 稀土永磁材料 160
6.1.2 單分子磁體材料 161
6.1.3 光致發光單分子磁體材料 162
6.2 螢光和雷射材料 163
6.2.1 螢光材料 163
6.2.2 雷射材料 167
6.3 玻璃和陶瓷材料 168
6.3.1 稀土玻璃材料 168
6.3.2 稀土陶瓷材料 168
6.4 儲氫和超導材料 168
6.4.1 稀土儲氫材料 168
6.4.2 稀土超導材料 169
6.5 冶金工業中的套用 169
6.6 催化中的套用 170
6.6.1 單原子位點催化劑 170
6.6.2 稀土合金催化劑 171
6.7 農業中的套用 172
6.8 醫藥中的套用 172
6.8.1 生物成像 172
6.8.2 光動力療法 173
6.8.3 光熱療法 174
6.8.4 化學藥物治療 174
6.8.5 放射治療 175
6.8.6 光遺傳刺激 175
6.8.7 哺乳動物的近紅外圖像視覺 176
6.8.8 感測和檢測 176
參考文獻 176
第7章 錒系元素概述 187
7.1 錒系元素的概念 187
7.1.1 錒系元素的數目 187
7.1.2 錒系元素的存在和發現 188
7.2 錒系元素的性質 191
7.2.1 錒系元素的電子構型和氧化態 191
7.2.2 錒系元素的離子 194
7.2.3 錒系元素單質 196
7.3 錒系元素的幾種重要反應 201
7.3.1 水溶液中的穩定性 201
7.3.2 水溶液中的氧化還原反應 203
7.3.3 配位平衡 206
7.3.4 水解反應 208
7.4 錒系元素的重要化合物 209
7.4.1 錒系元素共線的O—An—O單元 209
7.4.2 釷的重要化合物 210
7.4.3 鈾的重要化合物 213
7.4.4 鎿、鈽和鎇的重要化合物 217
7.5 錒系元素的分離 218
7.5.1 萃取法 219
7.5.2 離子交換法 223
7.5.3 其他分離方法 224
7.5.4 分離方法的研究進展簡介 225
7.6 錒系元素的套用和毒性 226
7.6.1 錒系元素的套用 226
7.6.2 錒系元素的毒性 228
參考文獻 230
練習題 234
**類：學生自測練習題 234
第二類：課後習題 236
第三類：英文選做題 237
參考答案 238
學生自測練習題答案 238
課後習題答案 240
英文選做題答案 243
