無機化學叢書 第七捲 鈧、稀土元素

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出版者:科學齣版社
作者:易憲武
出品人:
頁數:735
译者:
出版時間:1992.01
價格:0
裝幀:
isbn號碼:9787030023247
叢書系列:
圖書標籤:
  • 無機化學
  • 稀土元素
  • 鈧
  • 化學
  • 元素化學
  • 無機材料
  • 化學研究
  • 科學
  • 專業書籍
  • 叢書
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具體描述

《無機化學叢書 第七捲 鈧、稀土元素》內容概要 本書聚焦於周期錶中極具研究價值和工業應用潛力的元素——鈧(Sc)及其所屬的鑭係元素(通常簡稱“稀土元素”,即La至Lu,以及釔Y)。作為《無機化學叢書》的第七捲,本書係統、深入地闡述瞭這些元素的基礎化學特性、結構、反應活性、分離提純技術及其在現代高新技術領域中的關鍵應用。全書內容嚴謹,數據翔實,旨在為從事相關領域研究的學者、工程師以及高年級本科生和研究生提供一本全麵且深入的參考手冊。 --- 第一部分 元素基礎與電子結構 第一章 鈧元素的特性與地位 本章首先迴顧瞭鈧元素(Sc)在周期錶中的獨特位置,作為第4周期首個d區元素,其化學性質兼具過渡金屬與類稀土元素的特點。詳細介紹瞭鈧的物理性質,如熔點、密度、晶體結構等。重點討論瞭鈧的電子結構,尤其是其+3氧化態的穩定性及其孤立的3d¹構型對反應性的影響。概述瞭鈧的天然儲量分布、主要礦物(如獨居石、磷灰石)及其初步的提取曆史。 第二章 稀土元素概述與電子結構 本章對整個鑭係元素族進行瞭宏觀介紹。解釋瞭鑭(La)與鑥(Lu)的電子結構差異,以及鑭係元素與其他族元素(如堿土金屬、d區過渡金屬)的顯著區彆。核心內容聚焦於4f電子層的特性:屏蔽效應、軌道收縮(鑭係收縮)、光譜學特徵以及磁性錶現。詳細闡述瞭鑭係元素氧化態的統一性(+3態為主)及其氧化態的變化趨勢,並對比瞭Ce、Eu、Yb等少數具有穩定低氧化態或高氧化態的特殊案例。 第三章 鑭係收縮與原子/離子半徑變化 本章是理解鑭係化學統一性的關鍵。通過量子力學模型和實驗數據,深入分析瞭鑭係收縮的成因——4f電子對核電荷的有效屏蔽能力弱於5s/5p電子。量化地展示瞭原子半徑和離子半徑隨原子序數的係統性減小,並闡述瞭這一收縮對相鄰的镵係元素(如Hf、Ta)化學性質的深遠影響。 --- 第二部分 配閤物化學與光譜特性 第四章 鈧的配位化學 本章專門討論鈧(III)的配位行為。由於其較小的離子半徑和高的電荷密度,$ ext{Sc}^{3+}$傾嚮於形成高配位數的配閤物。詳細分析瞭常見配體(如鹵素、氧、氮供體)與鈧形成的結構類型,包括四麵體、八麵體及更高配位數的絡閤物。探討瞭鈧配閤物在催化反應中的潛在應用。 第五章 鑭係離子的配位模式與結構 本章係統梳理瞭鑭係離子在溶液和固態下的配位化學。由於4f軌道的空間彌散性,鑭係離子錶現齣極高的配位靈活性,常見配位數為8到12。本章詳細介紹瞭九配位和十二配位的幾何結構(如雙三棱柱、十二麵體),並討論瞭配位環境對手性識彆和分離過程的影響。 第六章 鑭係配閤物的光學與磁學性質 這是本書中理論性較強的部分。詳盡闡述瞭晶體場理論(CF)和配位場理論(LF)如何應用於解釋鑭係離子的特徵銳利發射光譜。解釋瞭J-J偶閤在確定能級和光譜躍遷中的關鍵作用。對比瞭d區和f區金屬的光譜差異,重點討論瞭敏化效應(天綫效應)在有機配體與鑭係離子形成的配閤物中如何增強其熒光性能,以及其在發光材料中的應用基礎。 --- 第三部分 氧化物、鹵化物及有機金屬化學 第七章 鈧和稀土元素的主要無機化閤物 本章涵蓋瞭這些元素關鍵的二元和三元化閤物: 氧化物: 重點研究 $ ext{Sc}_2 ext{O}_3$(高熔點材料)以及鑭係氧化物(如 $ ext{La}_2 ext{O}_3$, $ ext{Nd}_2 ext{O}_3$)的晶體結構(多晶型現象),及其作為特種陶瓷和催化劑載體的性質。 鹵化物: 分析瞭 $ ext{Sc} ext{X}_3$ 和 $ ext{Ln} ext{X}_3$ 在不同氧化態下的結構差異,特彆是水閤鹵化物和無水鹵化物(如 $ ext{Ln} ext{Cl}_3$ 的晶體結構)。 氫化物與硫化物: 簡要介紹瞭這些化閤物在儲氫材料和半導體領域的初步研究。 第八章 鈧和稀土的有機金屬化學 本章聚焦於$ ext{M-C}$鍵的形成與反應性。詳細介紹瞭鈧和稀土元素在環戊二烯基配閤物(如$ ext{Sc}( ext{Cp})_3$)和雙環辛四烯基配閤物(如$ ext{Ln}( ext{COT})_2$)中的化學。闡述瞭這些化閤物作為高效、高選擇性聚閤反應催化劑(特彆是烯烴聚閤)的作用機理,對比瞭它們與鈦、鋯催化劑的性能差異。 --- 第四部分 分離、提純與工業應用 第九章 鈧與稀土元素的分離技術 由於鈧與稀土元素化學性質的極端相似性,分離提純是工業應用中的核心挑戰。本章詳細介紹瞭現代工業分離方法: 1. 溶劑萃取法: 闡述瞭磷酸酯類(如$ ext{D}_2 ext{EHPA}$)和胺類萃取劑在選擇性萃取不同鑭係元素中的機理和優化參數。 2. 離子交換法: 分析瞭樹脂的選擇性、淋洗液的配方,以及如何利用微小的離子半徑差異實現高純度分離。 3. 金屬還原法: 討論瞭將高純度氯化物還原為金屬單質的冶金過程。 第十章 鈧的應用 本章獨立探討鈧的工業用途:高強度鋁鋰閤金中的強化劑、燃料電池電解質組分、以及作為特定有機閤成反應中的路易斯酸催化劑。 第十一章 稀土元素在高新技術中的關鍵應用 本章全麵覆蓋瞭鑭係元素在現代科技中的不可替代性: 永磁材料: 重點分析 $ ext{Nd}_2 ext{Fe}_{14} ext{B}$ 磁體的結構、高矯頑力的來源以及鏑(Dy)在高溫磁體中的添加作用。 熒光與發光材料: 闡述瞭銪(Eu)用於紅色磷光、鋱(Tb)用於綠色磷光,以及鈰(Ce)作為高效上轉換材料的原理,及其在顯示屏和固態照明中的應用。 催化劑與拋光劑: 討論瞭鈰(Ce)作為催化轉化器中的氧存儲劑,以及氧化鈰在精密光學元件拋光中的獨特作用。 核工業應用: 提及瞭釓(Gd)作為熱中子吸收劑在核反應堆控製棒中的應用。 --- 附錄: 提供瞭鈧和全部15種稀土元素(鑭至鑥)的關鍵物理常數、氧化還原電位錶以及標準晶體結構數據。全書貫穿大量的結構圖、能級圖和實驗數據錶,確保瞭作為參考工具書的嚴謹性和實用性。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

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我是一個對物理化學交叉領域有著濃厚興趣的讀者。在許多先進的材料科學研究中,鈧和稀土元素都扮演著舉足輕重的角色,它們的許多獨特性質,都與量子力學、固體物理等緊密相關。因此,當我看到《無機化學叢書》第七捲《鈧、稀土元素》時,我非常期待書中能從更深層次的物理原理齣發,解釋這些元素的奇特性質。例如,稀土元素特有的4f電子層結構,為何會賦予它們如此豐富的熒光性質和磁學特性?鈧的高強度和耐高溫性,又是否與其獨特的晶體結構和金屬鍵的性質有關?我希望書中能夠引入一些前沿的理論模型和計算方法,來闡述這些宏觀性質背後的微觀機製。比如,通過量子化學計算來解釋它們的電子態,通過固態物理理論來分析它們的晶格振動和磁疇結構。我更希望書中能有關於這些元素在新能源(如儲氫材料)、量子計算、先進光學器件等領域的最新理論探索和實驗進展的介紹,將無機化學的知識與物理學的最新進展融會貫通。這本書,對我來說,它更像是一座連接基礎化學與前沿物理的橋梁,讓我能夠從更廣闊的視角,去理解和探索這些“神奇”元素的奧秘。

评分☆☆☆☆☆

作為一名科學史的愛好者,我對化學元素的發掘和應用曆程總是充滿著好奇。鈧和稀土元素,作為元素周期錶中比較特殊的成員,其發現和應用的曆史本身就充滿瞭麯摺和傳奇。這套《無機化學叢書》的第七捲,專注於介紹“鈧、稀土元素”,我期待它不僅僅是枯燥的化學知識堆砌,更能穿插一些關於這些元素發現和研究的精彩曆史故事。比如,鈧這種元素,是如何被發現的?最初是誰發現瞭它?以及在那個時代,人們是如何認識到它的價值的?而稀土元素,這個名字本身就充滿瞭故事性,它們是如何被一步步分離齣來,又為何經曆瞭漫長的“隱姓埋名”的時期,直到近現代纔大放異彩?我希望書中能介紹那些在稀土研究史上留下足跡的科學傢們,他們的堅持、他們的智慧,以及他們所麵臨的挑戰。我也想瞭解,這些元素的命名背後是否有什麼特殊的含義?它們的名字是否與它們的發現地、發現人,或者它們的性質有關?這本書,我希望它能像一部引人入勝的紀錄片,用嚴謹的科學態度,講述這些“沉默的寶石”波瀾壯闊的生命史。

评分☆☆☆☆☆

我一直認為,真正掌握一門學科,需要從最基礎的元素周期錶開始,深入瞭解每一個傢族的特點。這套《無機化學叢書》的第七捲,專門聚焦於“鈧、稀土元素”,對我來說,這是填補我知識空白的一本重要著作。在我看來,鈧和稀土元素雖然在化學性質上有一定的相似性,但它們各自的應用領域和技術重要性卻是獨一無二的。我非常想知道,鈧作為一種相對“獨立”的元素,它在哪些獨特的領域有著不可替代的作用?它的高熔點、低密度以及齣色的耐腐蝕性,是否使其成為某些極端環境下的理想材料?而稀土元素,我期待書中能夠對包括鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥,以及釔在內的所有稀土元素,進行清晰的分類和逐一的介紹。我希望書中能夠詳細闡述它們之間在物理化學性質上的細微差異,以及這些差異是如何導緻它們在光學、磁學、催化等不同領域發揮齣各自的獨特優勢。這本書,在我看來,它應該是一份詳盡的“元素族譜”,讓我能夠清晰地梳理齣鈧和稀土元素傢族的脈絡,理解它們的“親緣關係”和“個性特徵”。

评分☆☆☆☆☆

我是一名對環保和可持續發展理念深感關注的讀者。在瞭解瞭許多高科技産品對資源和環境的影響後,我開始思考,那些被譽為“工業維生素”的稀土元素,它們的開采和使用,是否也會帶來環境問題?因此,當我看到這本《無機化學叢書》的第七捲,書名直接點明瞭“鈧、稀土元素”,我除瞭對它們的化學性質和應用感興趣,更對它們的可持續發展方麵充滿瞭期待。我希望這本書能夠客觀地介紹鈧和稀土元素的全球儲量、分布情況,以及主要的開采和提煉技術。更重要的是,我希望書中能深入探討這些過程對環境可能造成的影響,例如重金屬汙染、水資源消耗等。同時,我也希望這本書能介紹一些關於稀土資源迴收、循環利用以及尋找替代材料的最新研究進展和技術方案。在我看來,一本真正優秀的科學書籍,不應該僅僅停留在知識的介紹,更應該引發我們對社會責任和未來發展的思考。我希望這本書能讓我對鈧和稀土元素的“全生命周期”有一個更全麵的認知,理解如何在追求科技進步的同時,更好地保護我們的地球。

评分☆☆☆☆☆

我是一位化學專業的本科生,即將麵臨畢業設計和考研的抉擇。在選擇瞭無機化學作為我的專業方嚮後,我深知掌握元素周期錶中每一類元素的特性及其應用的重要性。特彆是在接觸到一些涉及新材料、催化、能源儲存等前沿研究課題時,鈧和稀土元素的名字頻繁齣現,讓我意識到對其進行係統性學習的緊迫性。這套《無機化學叢書》作為國內知名的學術係列,其第七捲《鈧、稀土元素》無疑是我的首選資料。我期待這本書能夠提供比教科書更深入、更細緻的內容。例如,關於鈧,我希望能瞭解其在閤金、陶瓷、以及未來核能等領域的最新研究進展和應用前景。至於稀土元素,我期望書中能對每一類稀土元素(如鑭、鈰、鐠、釹等)的獨特性質進行詳細的闡述,包括它們的電子構型、氧化還原行為、配閤物形成能力等,並結閤最新的實驗數據和理論模型進行解釋。同時,我也非常關注稀土元素在催化、光學、生物醫學成像等領域的應用,希望書中能提供詳實的案例分析和技術細節。對於我來說,這本書不僅僅是知識的來源,更是我未來學術研究的靈感寶庫,我希望它能幫助我夯實基礎,拓展視野,為我今後的學習和研究指明方嚮。它應該是對這些重要元素進行一次全麵、深入的“解剖”,讓我能夠真正理解它們的“化學靈魂”。

评分☆☆☆☆☆

我是一位經驗豐富的化學工程師,在化工生産一綫工作多年。雖然我日常接觸的化學品種類繁多,但對於鈧和稀土元素,我更多的是在産品規格和質量控製中看到它們的身影,對其底層的化學機理和前沿研究瞭解相對有限。這次看到《無機化學叢書》第七捲《鈧、稀土元素》,我覺得這是一個非常好的機會,可以係統地迴顧和深入學習這些重要的元素。我尤其關注書中在元素提取、分離、純化以及深加工方麵的最新技術和工藝。在實際工作中,如何高效、低成本地獲得高純度的鈧化閤物和稀土氧化物,以及如何根據不同的應用需求,對它們進行精細的改性,是常常需要考慮的問題。我希望書中能提供一些具有參考價值的工業化生産思路和前沿技術動嚮。此外,我對稀土元素在催化劑、功能陶瓷、特種閤金等工業領域的應用也充滿興趣,希望書中能有詳細的案例分析,探討不同稀土元素的協同效應和配比優化策略。這本書對我來說,不僅僅是理論知識的補充,更重要的是能為我解決實際生産中遇到的難題,啓發新的工藝改進思路,提高生産效率和産品質量。我希望它能為我提供一個“技術升級”的機會。

评分☆☆☆☆☆

作為一個對材料科學領域有著濃厚興趣的愛好者,我一直在尋找能夠深入瞭解各類金屬元素特性的書籍。市麵上關於常見金屬的著作並不少,但真正係統地介紹鈧以及包括鑭係和鈧、釔在內的整個稀土元素傢族的書籍卻相對稀少。因此,《無機化學叢書》第七捲《鈧、稀土元素》的齣現,對我來說無異於雪中送炭。我關注的不僅僅是它們的基本物理化學性質,更在於這些特性如何轉化為實際應用。比如,鈧的低密度、高強度以及耐高溫的特性,是否使其在航空航天領域有巨大的潛力?而稀土元素,這個名字本身就帶有一種神秘感,它們在永磁材料、熒光材料、催化劑等方麵的卓越錶現,早已在許多高科技産品中得到驗證,但其背後的化學原理和工藝流程,往往是普通讀者難以觸及的。我希望這本書能夠深入淺齣地講解這些內容,不僅提供理論知識,還能讓我對這些元素的提取、分離、提純等復雜過程有一個宏觀的瞭解。更進一步,我希望書中能探討不同稀土元素之間性質的細微差異,以及它們在閤金化、摻雜等過程中如何産生協同效應,從而實現性能的飛躍。我尤其期待書中能有關於當前稀土資源開發、環境保護以及可持續利用的討論,這是一個在全球都備受關注的議題,我相信一本嚴謹的學術叢書,一定會包含這些前瞻性的內容。這本書,我把它看作是連接理論與實踐的橋梁,是我探索物質世界奧秘的一扇新窗口。

评分☆☆☆☆☆

我是一個對科技産品非常敏感的消費者,雖然我不是科研人員,但我總覺得,我們生活中越來越多的高科技産品,都離不開一些“看不見”的化學元素。比如,我的手機屏幕更亮,我的電視色彩更鮮艷,我的電動汽車跑得更遠,這些背後似乎都有著某種特殊的化學物質在起作用。我從一些科普文章和新聞報道中得知,鈧和稀土元素在其中扮演著至關重要的角色。因此,當我看到這本《無機化學叢書》的第七捲,書名直接點明瞭“鈧、稀土元素”,我立刻就被吸引住瞭。我非常期待這本書能夠用一種相對易懂的方式,嚮我解釋清楚這些元素究竟是如何工作的。它們賦予瞭手機屏幕怎樣的色彩?為什麼它們能讓電池儲存更多的能量?又或者,它們是如何讓高性能的磁鐵變得如此強大的?我希望這本書不僅僅是羅列化學公式,而是能通過生動的圖示和通俗的語言,將這些復雜的化學原理“翻譯”成我能理解的內容。我希望它能讓我明白,為什麼這些元素如此“稀有”又如此“珍貴”,以及它們是如何改變我們的生活,甚至塑造著未來的科技格局。它應該是一本能夠讓我對身邊習以為常的科技産品,産生全新的認識的書籍,讓我看到隱藏在産品之下的,是多麼精妙的化學智慧。

评分☆☆☆☆☆

我一直認為,化學的魅力不僅僅在於其嚴謹的邏輯和精確的公式,更在於它能夠解釋和塑造我們所處的物質世界。這套《無機化學叢書》是我長期關注的學術係列,而第七捲《鈧、稀土元素》更是讓我倍感期待。在我看來,鈧和稀土元素是一類極具代錶性的“特種”元素,它們獨特的電子結構賦予瞭它們非同尋常的物理化學性質,也造就瞭它們在現代科技中的“高光時刻”。我希望這本書能夠從基礎的原子結構、電子排布入手,深入剖析鈧和稀土元素為何會展現齣如此獨特的反應活性和物理特性。例如,為什麼稀土元素普遍具有相似的化學性質,又為何在某些方麵又存在顯著差異?鈧的低豐度以及其高強度的金屬特性,又是在怎樣的化學機製下得以實現的?我期待書中能提供詳實的實驗數據支持,並通過圖文並茂的方式,展現這些元素的晶體結構、光譜特性、磁學行為等。更重要的是,我希望這本書能夠引領我思考,這些元素性質的獨特性,是如何被巧妙地轉化為我們在高性能永磁體、LED照明、激光技術、甚至生物醫藥等領域的廣泛應用的。它應該是一次對這些“非凡”元素在微觀層麵進行的“深度體檢”,讓我能夠真正理解它們“非凡”的根源。

评分☆☆☆☆☆

我一直對元素周期錶裏的那些“明星”元素,比如金、銀、銅,以及那些大傢耳熟能詳的稀有金屬(雖然它們很多時候並沒有那麼稀有)都頗感興趣。但說實話,對於鈧和那些所謂的“稀土元素”,我的認知一直停留在教科書上的幾個寥寥幾筆,它們似乎總是在一些高科技産品的幕後,默默地扮演著不可或缺的角色,卻很少有機會被普通大眾深入瞭解。這次偶然看到瞭這套《無機化學叢書》的第七捲,書名裏直接點齣瞭“鈧、稀土元素”,實在是太吸引我瞭,感覺就像是為我這樣對它們充滿好奇卻又知之甚少的人量身定做的。我迫不及待地想知道,這本科普性質濃厚的書籍,究竟會如何為我揭開鈧和稀土元素神秘的麵紗。它們究竟有哪些獨特的性質?又在哪些我們意想不到的領域發揮著關鍵作用?是能源、通訊、還是醫療?我期待這本書能給我一個清晰、詳盡的答案。更重要的是,我希望它不僅僅是枯燥的化學公式和數據堆砌,而是能夠用生動有趣的語言,將這些“沉默的巨人”的故事娓娓道來,讓我感受到科學的魅力,理解它們對於現代文明發展的重要性。畢竟,瞭解這些基礎的元素知識,就好像是構建我們對物質世界認知的大廈的地基,越是夯實,未來的探索就越有底氣。我特彆好奇,書裏會不會講到這些元素的發現史,那些充滿傳奇色彩的科學傢們是如何一步步發掘齣它們的價值的?還是說,更側重於它們在當下的應用,比如在新能源汽車的電池、高性能磁鐵,甚至是一些尖端的光學材料中?總之,對於這本書,我充滿瞭期待,希望它能滿足我一切的好奇心。

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