无机化学丛书 第七卷 钪、稀土元素

无机化学丛书 第七卷 钪、稀土元素 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社
作者:易宪武
出品人:
页数:735
译者:
出版时间:1992.01
价格:0
装帧:
isbn号码:9787030023247
丛书系列:
图书标签:
  • 无机化学
  • 稀土元素
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具体描述

《无机化学丛书 第七卷 钪、稀土元素》内容概要 本书聚焦于周期表中极具研究价值和工业应用潜力的元素——钪(Sc)及其所属的镧系元素(通常简称“稀土元素”,即La至Lu,以及钇Y)。作为《无机化学丛书》的第七卷,本书系统、深入地阐述了这些元素的基础化学特性、结构、反应活性、分离提纯技术及其在现代高新技术领域中的关键应用。全书内容严谨,数据翔实,旨在为从事相关领域研究的学者、工程师以及高年级本科生和研究生提供一本全面且深入的参考手册。 --- 第一部分 元素基础与电子结构 第一章 钪元素的特性与地位 本章首先回顾了钪元素(Sc)在周期表中的独特位置,作为第4周期首个d区元素,其化学性质兼具过渡金属与类稀土元素的特点。详细介绍了钪的物理性质,如熔点、密度、晶体结构等。重点讨论了钪的电子结构,尤其是其+3氧化态的稳定性及其孤立的3d¹构型对反应性的影响。概述了钪的天然储量分布、主要矿物(如独居石、磷灰石)及其初步的提取历史。 第二章 稀土元素概述与电子结构 本章对整个镧系元素族进行了宏观介绍。解释了镧(La)与镥(Lu)的电子结构差异,以及镧系元素与其他族元素(如碱土金属、d区过渡金属)的显著区别。核心内容聚焦于4f电子层的特性:屏蔽效应、轨道收缩(镧系收缩)、光谱学特征以及磁性表现。详细阐述了镧系元素氧化态的统一性(+3态为主)及其氧化态的变化趋势,并对比了Ce、Eu、Yb等少数具有稳定低氧化态或高氧化态的特殊案例。 第三章 镧系收缩与原子/离子半径变化 本章是理解镧系化学统一性的关键。通过量子力学模型和实验数据,深入分析了镧系收缩的成因——4f电子对核电荷的有效屏蔽能力弱于5s/5p电子。量化地展示了原子半径和离子半径随原子序数的系统性减小,并阐述了这一收缩对相邻的镵系元素(如Hf、Ta)化学性质的深远影响。 --- 第二部分 配合物化学与光谱特性 第四章 钪的配位化学 本章专门讨论钪(III)的配位行为。由于其较小的离子半径和高的电荷密度,$ ext{Sc}^{3+}$倾向于形成高配位数的配合物。详细分析了常见配体(如卤素、氧、氮供体)与钪形成的结构类型,包括四面体、八面体及更高配位数的络合物。探讨了钪配合物在催化反应中的潜在应用。 第五章 镧系离子的配位模式与结构 本章系统梳理了镧系离子在溶液和固态下的配位化学。由于4f轨道的空间弥散性,镧系离子表现出极高的配位灵活性,常见配位数为8到12。本章详细介绍了九配位和十二配位的几何结构(如双三棱柱、十二面体),并讨论了配位环境对手性识别和分离过程的影响。 第六章 镧系配合物的光学与磁学性质 这是本书中理论性较强的部分。详尽阐述了晶体场理论(CF)和配位场理论(LF)如何应用于解释镧系离子的特征锐利发射光谱。解释了J-J偶合在确定能级和光谱跃迁中的关键作用。对比了d区和f区金属的光谱差异,重点讨论了敏化效应(天线效应)在有机配体与镧系离子形成的配合物中如何增强其荧光性能,以及其在发光材料中的应用基础。 --- 第三部分 氧化物、卤化物及有机金属化学 第七章 钪和稀土元素的主要无机化合物 本章涵盖了这些元素关键的二元和三元化合物: 氧化物: 重点研究 $ ext{Sc}_2 ext{O}_3$(高熔点材料)以及镧系氧化物(如 $ ext{La}_2 ext{O}_3$, $ ext{Nd}_2 ext{O}_3$)的晶体结构(多晶型现象),及其作为特种陶瓷和催化剂载体的性质。 卤化物: 分析了 $ ext{Sc} ext{X}_3$ 和 $ ext{Ln} ext{X}_3$ 在不同氧化态下的结构差异,特别是水合卤化物和无水卤化物(如 $ ext{Ln} ext{Cl}_3$ 的晶体结构)。 氢化物与硫化物: 简要介绍了这些化合物在储氢材料和半导体领域的初步研究。 第八章 钪和稀土的有机金属化学 本章聚焦于$ ext{M-C}$键的形成与反应性。详细介绍了钪和稀土元素在环戊二烯基配合物(如$ ext{Sc}( ext{Cp})_3$)和双环辛四烯基配合物(如$ ext{Ln}( ext{COT})_2$)中的化学。阐述了这些化合物作为高效、高选择性聚合反应催化剂(特别是烯烃聚合)的作用机理,对比了它们与钛、锆催化剂的性能差异。 --- 第四部分 分离、提纯与工业应用 第九章 钪与稀土元素的分离技术 由于钪与稀土元素化学性质的极端相似性,分离提纯是工业应用中的核心挑战。本章详细介绍了现代工业分离方法: 1. 溶剂萃取法: 阐述了磷酸酯类(如$ ext{D}_2 ext{EHPA}$)和胺类萃取剂在选择性萃取不同镧系元素中的机理和优化参数。 2. 离子交换法: 分析了树脂的选择性、淋洗液的配方,以及如何利用微小的离子半径差异实现高纯度分离。 3. 金属还原法: 讨论了将高纯度氯化物还原为金属单质的冶金过程。 第十章 钪的应用 本章独立探讨钪的工业用途:高强度铝锂合金中的强化剂、燃料电池电解质组分、以及作为特定有机合成反应中的路易斯酸催化剂。 第十一章 稀土元素在高新技术中的关键应用 本章全面覆盖了镧系元素在现代科技中的不可替代性: 永磁材料: 重点分析 $ ext{Nd}_2 ext{Fe}_{14} ext{B}$ 磁体的结构、高矫顽力的来源以及镝(Dy)在高温磁体中的添加作用。 荧光与发光材料: 阐述了铕(Eu)用于红色磷光、铽(Tb)用于绿色磷光,以及铈(Ce)作为高效上转换材料的原理,及其在显示屏和固态照明中的应用。 催化剂与抛光剂: 讨论了铈(Ce)作为催化转化器中的氧存储剂,以及氧化铈在精密光学元件抛光中的独特作用。 核工业应用: 提及了钆(Gd)作为热中子吸收剂在核反应堆控制棒中的应用。 --- 附录: 提供了钪和全部15种稀土元素(镧至镥)的关键物理常数、氧化还原电位表以及标准晶体结构数据。全书贯穿大量的结构图、能级图和实验数据表,确保了作为参考工具书的严谨性和实用性。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我是一个对物理化学交叉领域有着浓厚兴趣的读者。在许多先进的材料科学研究中,钪和稀土元素都扮演着举足轻重的角色,它们的许多独特性质,都与量子力学、固体物理等紧密相关。因此,当我看到《无机化学丛书》第七卷《钪、稀土元素》时,我非常期待书中能从更深层次的物理原理出发,解释这些元素的奇特性质。例如,稀土元素特有的4f电子层结构,为何会赋予它们如此丰富的荧光性质和磁学特性?钪的高强度和耐高温性,又是否与其独特的晶体结构和金属键的性质有关?我希望书中能够引入一些前沿的理论模型和计算方法,来阐述这些宏观性质背后的微观机制。比如,通过量子化学计算来解释它们的电子态,通过固态物理理论来分析它们的晶格振动和磁畴结构。我更希望书中能有关于这些元素在新能源(如储氢材料)、量子计算、先进光学器件等领域的最新理论探索和实验进展的介绍,将无机化学的知识与物理学的最新进展融会贯通。这本书,对我来说,它更像是一座连接基础化学与前沿物理的桥梁,让我能够从更广阔的视角,去理解和探索这些“神奇”元素的奥秘。

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我是一名对环保和可持续发展理念深感关注的读者。在了解了许多高科技产品对资源和环境的影响后,我开始思考,那些被誉为“工业维生素”的稀土元素,它们的开采和使用,是否也会带来环境问题?因此,当我看到这本《无机化学丛书》的第七卷,书名直接点明了“钪、稀土元素”,我除了对它们的化学性质和应用感兴趣,更对它们的可持续发展方面充满了期待。我希望这本书能够客观地介绍钪和稀土元素的全球储量、分布情况,以及主要的开采和提炼技术。更重要的是,我希望书中能深入探讨这些过程对环境可能造成的影响,例如重金属污染、水资源消耗等。同时,我也希望这本书能介绍一些关于稀土资源回收、循环利用以及寻找替代材料的最新研究进展和技术方案。在我看来,一本真正优秀的科学书籍,不应该仅仅停留在知识的介绍,更应该引发我们对社会责任和未来发展的思考。我希望这本书能让我对钪和稀土元素的“全生命周期”有一个更全面的认知,理解如何在追求科技进步的同时,更好地保护我们的地球。

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我一直认为,化学的魅力不仅仅在于其严谨的逻辑和精确的公式,更在于它能够解释和塑造我们所处的物质世界。这套《无机化学丛书》是我长期关注的学术系列,而第七卷《钪、稀土元素》更是让我倍感期待。在我看来,钪和稀土元素是一类极具代表性的“特种”元素,它们独特的电子结构赋予了它们非同寻常的物理化学性质,也造就了它们在现代科技中的“高光时刻”。我希望这本书能够从基础的原子结构、电子排布入手,深入剖析钪和稀土元素为何会展现出如此独特的反应活性和物理特性。例如,为什么稀土元素普遍具有相似的化学性质,又为何在某些方面又存在显著差异?钪的低丰度以及其高强度的金属特性,又是在怎样的化学机制下得以实现的?我期待书中能提供详实的实验数据支持,并通过图文并茂的方式,展现这些元素的晶体结构、光谱特性、磁学行为等。更重要的是,我希望这本书能够引领我思考,这些元素性质的独特性,是如何被巧妙地转化为我们在高性能永磁体、LED照明、激光技术、甚至生物医药等领域的广泛应用的。它应该是一次对这些“非凡”元素在微观层面进行的“深度体检”,让我能够真正理解它们“非凡”的根源。

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我一直认为,真正掌握一门学科,需要从最基础的元素周期表开始,深入了解每一个家族的特点。这套《无机化学丛书》的第七卷,专门聚焦于“钪、稀土元素”,对我来说,这是填补我知识空白的一本重要著作。在我看来,钪和稀土元素虽然在化学性质上有一定的相似性,但它们各自的应用领域和技术重要性却是独一无二的。我非常想知道,钪作为一种相对“独立”的元素,它在哪些独特的领域有着不可替代的作用?它的高熔点、低密度以及出色的耐腐蚀性,是否使其成为某些极端环境下的理想材料?而稀土元素,我期待书中能够对包括镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥,以及钇在内的所有稀土元素,进行清晰的分类和逐一的介绍。我希望书中能够详细阐述它们之间在物理化学性质上的细微差异,以及这些差异是如何导致它们在光学、磁学、催化等不同领域发挥出各自的独特优势。这本书,在我看来,它应该是一份详尽的“元素族谱”,让我能够清晰地梳理出钪和稀土元素家族的脉络,理解它们的“亲缘关系”和“个性特征”。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对科技产品非常敏感的消费者,虽然我不是科研人员,但我总觉得,我们生活中越来越多的高科技产品,都离不开一些“看不见”的化学元素。比如,我的手机屏幕更亮,我的电视色彩更鲜艳,我的电动汽车跑得更远,这些背后似乎都有着某种特殊的化学物质在起作用。我从一些科普文章和新闻报道中得知,钪和稀土元素在其中扮演着至关重要的角色。因此,当我看到这本《无机化学丛书》的第七卷,书名直接点明了“钪、稀土元素”,我立刻就被吸引住了。我非常期待这本书能够用一种相对易懂的方式,向我解释清楚这些元素究竟是如何工作的。它们赋予了手机屏幕怎样的色彩?为什么它们能让电池储存更多的能量?又或者,它们是如何让高性能的磁铁变得如此强大的?我希望这本书不仅仅是罗列化学公式,而是能通过生动的图示和通俗的语言,将这些复杂的化学原理“翻译”成我能理解的内容。我希望它能让我明白,为什么这些元素如此“稀有”又如此“珍贵”,以及它们是如何改变我们的生活,甚至塑造着未来的科技格局。它应该是一本能够让我对身边习以为常的科技产品,产生全新的认识的书籍,让我看到隐藏在产品之下的,是多么精妙的化学智慧。

评分☆☆☆☆☆

作为一名科学史的爱好者,我对化学元素的发掘和应用历程总是充满着好奇。钪和稀土元素,作为元素周期表中比较特殊的成员,其发现和应用的历史本身就充满了曲折和传奇。这套《无机化学丛书》的第七卷,专注于介绍“钪、稀土元素”,我期待它不仅仅是枯燥的化学知识堆砌,更能穿插一些关于这些元素发现和研究的精彩历史故事。比如,钪这种元素,是如何被发现的?最初是谁发现了它?以及在那个时代,人们是如何认识到它的价值的?而稀土元素,这个名字本身就充满了故事性,它们是如何被一步步分离出来,又为何经历了漫长的“隐姓埋名”的时期,直到近现代才大放异彩?我希望书中能介绍那些在稀土研究史上留下足迹的科学家们,他们的坚持、他们的智慧,以及他们所面临的挑战。我也想了解,这些元素的命名背后是否有什么特殊的含义?它们的名字是否与它们的发现地、发现人,或者它们的性质有关?这本书,我希望它能像一部引人入胜的纪录片,用严谨的科学态度,讲述这些“沉默的宝石”波澜壮阔的生命史。

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作为一个对材料科学领域有着浓厚兴趣的爱好者,我一直在寻找能够深入了解各类金属元素特性的书籍。市面上关于常见金属的著作并不少,但真正系统地介绍钪以及包括镧系和钪、钇在内的整个稀土元素家族的书籍却相对稀少。因此,《无机化学丛书》第七卷《钪、稀土元素》的出现,对我来说无异于雪中送炭。我关注的不仅仅是它们的基本物理化学性质,更在于这些特性如何转化为实际应用。比如,钪的低密度、高强度以及耐高温的特性,是否使其在航空航天领域有巨大的潜力?而稀土元素,这个名字本身就带有一种神秘感,它们在永磁材料、荧光材料、催化剂等方面的卓越表现,早已在许多高科技产品中得到验证,但其背后的化学原理和工艺流程,往往是普通读者难以触及的。我希望这本书能够深入浅出地讲解这些内容,不仅提供理论知识,还能让我对这些元素的提取、分离、提纯等复杂过程有一个宏观的了解。更进一步,我希望书中能探讨不同稀土元素之间性质的细微差异,以及它们在合金化、掺杂等过程中如何产生协同效应,从而实现性能的飞跃。我尤其期待书中能有关于当前稀土资源开发、环境保护以及可持续利用的讨论,这是一个在全球都备受关注的议题,我相信一本严谨的学术丛书,一定会包含这些前瞻性的内容。这本书,我把它看作是连接理论与实践的桥梁,是我探索物质世界奥秘的一扇新窗口。

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我是一位化学专业的本科生,即将面临毕业设计和考研的抉择。在选择了无机化学作为我的专业方向后,我深知掌握元素周期表中每一类元素的特性及其应用的重要性。特别是在接触到一些涉及新材料、催化、能源储存等前沿研究课题时,钪和稀土元素的名字频繁出现,让我意识到对其进行系统性学习的紧迫性。这套《无机化学丛书》作为国内知名的学术系列,其第七卷《钪、稀土元素》无疑是我的首选资料。我期待这本书能够提供比教科书更深入、更细致的内容。例如,关于钪,我希望能了解其在合金、陶瓷、以及未来核能等领域的最新研究进展和应用前景。至于稀土元素,我期望书中能对每一类稀土元素(如镧、铈、镨、钕等)的独特性质进行详细的阐述,包括它们的电子构型、氧化还原行为、配合物形成能力等,并结合最新的实验数据和理论模型进行解释。同时,我也非常关注稀土元素在催化、光学、生物医学成像等领域的应用,希望书中能提供详实的案例分析和技术细节。对于我来说,这本书不仅仅是知识的来源,更是我未来学术研究的灵感宝库,我希望它能帮助我夯实基础,拓展视野,为我今后的学习和研究指明方向。它应该是对这些重要元素进行一次全面、深入的“解剖”,让我能够真正理解它们的“化学灵魂”。

评分☆☆☆☆☆

我是一位经验丰富的化学工程师,在化工生产一线工作多年。虽然我日常接触的化学品种类繁多,但对于钪和稀土元素,我更多的是在产品规格和质量控制中看到它们的身影,对其底层的化学机理和前沿研究了解相对有限。这次看到《无机化学丛书》第七卷《钪、稀土元素》,我觉得这是一个非常好的机会,可以系统地回顾和深入学习这些重要的元素。我尤其关注书中在元素提取、分离、纯化以及深加工方面的最新技术和工艺。在实际工作中,如何高效、低成本地获得高纯度的钪化合物和稀土氧化物,以及如何根据不同的应用需求,对它们进行精细的改性,是常常需要考虑的问题。我希望书中能提供一些具有参考价值的工业化生产思路和前沿技术动向。此外,我对稀土元素在催化剂、功能陶瓷、特种合金等工业领域的应用也充满兴趣,希望书中能有详细的案例分析,探讨不同稀土元素的协同效应和配比优化策略。这本书对我来说,不仅仅是理论知识的补充,更重要的是能为我解决实际生产中遇到的难题,启发新的工艺改进思路,提高生产效率和产品质量。我希望它能为我提供一个“技术升级”的机会。

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我一直对元素周期表里的那些“明星”元素,比如金、银、铜,以及那些大家耳熟能详的稀有金属(虽然它们很多时候并没有那么稀有)都颇感兴趣。但说实话,对于钪和那些所谓的“稀土元素”,我的认知一直停留在教科书上的几个寥寥几笔,它们似乎总是在一些高科技产品的幕后,默默地扮演着不可或缺的角色,却很少有机会被普通大众深入了解。这次偶然看到了这套《无机化学丛书》的第七卷,书名里直接点出了“钪、稀土元素”,实在是太吸引我了,感觉就像是为我这样对它们充满好奇却又知之甚少的人量身定做的。我迫不及待地想知道,这本科普性质浓厚的书籍,究竟会如何为我揭开钪和稀土元素神秘的面纱。它们究竟有哪些独特的性质?又在哪些我们意想不到的领域发挥着关键作用?是能源、通讯、还是医疗?我期待这本书能给我一个清晰、详尽的答案。更重要的是,我希望它不仅仅是枯燥的化学公式和数据堆砌,而是能够用生动有趣的语言,将这些“沉默的巨人”的故事娓娓道来,让我感受到科学的魅力,理解它们对于现代文明发展的重要性。毕竟,了解这些基础的元素知识,就好像是构建我们对物质世界认知的大厦的地基,越是夯实,未来的探索就越有底气。我特别好奇,书里会不会讲到这些元素的发现史,那些充满传奇色彩的科学家们是如何一步步发掘出它们的价值的?还是说,更侧重于它们在当下的应用,比如在新能源汽车的电池、高性能磁铁,甚至是一些尖端的光学材料中?总之,对于这本书,我充满了期待,希望它能满足我一切的好奇心。

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