銩

化學名詞解釋：

銩 - 概述

銩為銀白色金屬，有延展性，質較軟可用刀切開;熔點1545°C，沸點1947°C，密度9.3208。銩在空氣中比較穩定;氧化銩為淡綠色晶體。銩的用途不多，主要是做金屬鹵素燈的添加劑。銀白色金屬，質軟，熔點時具有高的蒸氣壓。溶于酸，能與水起緩慢化學作用。鹽類(二價鹽)氧化物都呈淡綠色。

銩 - 性質

元素名稱：銩

元素原子量：168.9

原子體積：(立方厘米/摩爾)：18.1

元素在太陽中的含量：(ppm)：0.0002

元素在海水中的含量：(ppm)：大西洋表面 0.00000013

晶體結構：晶胞為六方晶胞。

晶胞參數：

a = 353.75 pm

b = 353.75 pm

c = 555.46 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

地殼中含量：(ppm)：0.48

維氏硬度：520MPa

氧化態：Main Tm+3

電離能 (kJ /mol)

M - M+ 596.7

M+ - M2+ 1163

M2+ - M3+ 2285

M3+ - M4+ 4119

相對原子質量：168.934

常見化合價：+3

電負性：1.25

外圍電子排布：4f13 6s2

核外電子排布：2,8,18,31,8,2

同位素及放射線：Tm-168[93.1d] Tm-169 Tm-170[128.6d] Tm-171[1.92y] Tm-172[2.65d]

電子親合和能：0 KJ•mol-1

第一電離能：596.4 KJ•mol-1

第二電離能：1163 KJ•mol-1

第三電離能：0 KJ•mol-1

單質密度： 9.321 g/cm3

單質熔點： 1545.0 ℃

單質沸點： 1727.0 ℃

原子半徑： 2.42 埃

離子半徑： 1.09(+3) 埃

共價半徑： 1.56 埃

銩 - 發現

發現人：克利夫(P.T.Cleve)

發現年代：1878年

發現過程：1878年，由克利夫(P.T.Cleve)發現的。

1842年莫桑德爾從釔土中分離出鉺土和鋱土后，不少化學家利用光譜分析鑒定，確定它們不是純凈的一種元素的氧化物，這就鼓勵了化學家們繼續去分離它們。在從氧化餌分離出氧化鐿和氧化鈧以后，1879年克利夫又分離出兩個新元素的氧化物。其中一個被命名為thulium，以紀念克利夫的祖國所在地斯堪的納維亞半島(Thulia)，元素符號曾為Tu，今用Tm。隨著銩以及其他一些稀土元素的發現，完成了發現稀土元素第三階段的另一半。

銩 - 來源及用途

元素來源：由無水氟化銩TmF3用該還原制得;或用金屬鑭與銩氧化

物的混合物中蒸氣硫制得。與其他稀土元素共存于硅鈹釔礦、黑稀金礦、磷釔礦和獨居石中。獨居石含稀土元素的質量分數一般達50%，其中銩占0.007%。

元素用途：在核反應中照射169Tm,生成170Tm,半衰期為129天，這個同位素克發射出很強的X射線。用它來制造輕便的，不需電源的手提式X射線機，也用作磷光體活化劑。在便攜式X射線機上使用放射性銩作射線源，這樣可以不必使用電氣設備。

名稱由來：得名于斯堪的納維亞半島的舊稱“Thule”。

銩 - 發現小史

銩是稀土金屬中的一種。稀土是歷史遺留的名稱，從18世紀末葉開始被陸續發現。當時人們慣于把不溶于水的固體氧化物稱作土，例如把氧化鋁叫做陶土，氧化鎂叫苦土。稀土是以氧化物狀態分離出來，很稀少，因而得名稀土，稀土元素的原子序數是21(Sc)、39(Y)、57(La)至71(Lu)。它們的化學性質很相似，這是由于核外電子結構特點所決定的。它們一般均生成三價化合物。鈧的化學性質與其它稀土差別明顯，一般稀土礦物中不含鈧。钷是從鈾反應堆裂變產物中獲得，放射性元素147Pm半衰期2.7年。過去認為钷在自然界中不存在，直到1965年，荷蘭的一個磷酸鹽工廠在處理磷灰石中，才發現了钷的痕量成分。

中國1968年將钷劃入64種有色金屬之外。 1787年瑞典人阿累尼斯(C.A.Arrhenius)在斯德哥爾摩(Stockholm)附近的伊特比(Ytterby)小鎮上尋得了一塊不尋常的黑色礦石，1794年芬蘭化學家加多林(J.Gadolin)研究了這種礦石，從其中分離出一種新物質，三年后(1797年)，瑞典人愛克伯格(A.G.Ekeberg)證實了這一發現，并以發現地名給新的物質命名為Ytteia(釔土)。后來為了紀念加多林，稱這種礦石為Gadolinite(加多林礦，即硅鈹釔礦)。 1803年德國化學家克拉普羅茲(M.H.Klaproth)和瑞典化學家柏齊力阿斯(J.J.Berzelius)及希生格爾(W.Hisinger)同時分別從另一礦石(鈰硅礦)中發現了另一種新的物質---鈰土(Ceria)。1839年瑞典人莫桑得爾(C.G.Mosander)發現了鑭和鐠釹混合物(didymium)。

1885年奧地利人威斯巴克(A.V.Welsbach)從莫桑得爾認為是“新元素”的鐠釹混合物中發現了鐠和釹。1879年法國人布瓦普德朗(L.D.Boisbauder)發現了釤。1901年法國人德馬爾賽(E.A.Demarcay)發現了銪。1880年瑞士馬利納克(J.C.G.De Marignac)發現了釓。1843年莫桑得爾發現了鋱和鉺。1886年布瓦普德朗發現了鏑。1879年瑞典人克利夫(P.T.Cleve)發現了鈥和銩。1974年美國人馬瑞斯克(J.A.Marisky)等從鈾裂產物中得到钷。1879年瑞典人尼爾松(L.F.Nilson)發現了鈧。從1794年加多林分離出釔土至1947年制得钷，歷時150多年。

銩 - 銩的性質

稀土金屬的光澤介于銀和鐵之間。雜質含量對它們的性質影響很大，因而載于文獻中物理性質常有明顯差異。鑭在6°K時是超導體。大多數稀土金屬呈現順磁性，釓在0℃時比鐵具有更強的鐵磁性。鋱、鏑、鈥、鉺等在低溫下也呈現鐵磁性。鑭、鈰的低熔點和釤、銪、鐿的

高蒸氣壓表現出稀土金屬的物理性質有極大差異。釤、銪、釓的熱中子吸收截面比廣泛用于核反應堆控制材料的鎘、硼還大。稀土金屬具有可塑性，以釤和意為最好。除鐿外，釔組稀土較鈰組稀土具有更高的硬度。稀土金屬的化學活性很強。當和氧作用時，生成穩定性很高的R2O3型氧化物(R表示稀土金屬)。鈰、鐠、鋱還生成CeO2、Pr6O11、TbO2型氧化物。它們的標準生成熱和標準自由焓負值比鈣、鋁、鎂氧化物的值還大。

稀土氧化物的熔點在2000℃以上，銪的原子半徑最大，性質最活潑，在室溫下暴露于空氣中立即失去光澤，很快氧化成粉末。鑭、鈰是、鐠、釹也易于氧化，在表面生成氧化物薄膜。金屬釔、釓、镥的抗腐蝕性強，能較長時間地保持其金屬光澤。稀土金屬能以不同速率與水反應。銪與冷水劇烈反應釋放出氫。鈰組稀土金屬在室溫下與水反應緩慢，溫度增高則反應加快。釔組稀土金屬則較為穩定。稀土金屬在高溫下與鹵素反應生成+2、+3、+4價的鹵化物。無水鹵化物吸水性很強，很容易水解生成ROX(X表示鹵素)型鹵氧化合物。稀土金屬還能和硼、碳、硫、氫、氮反應生成相應的化合物。

銩 - 銩的資源

目前世界上已知的稀土礦物及含有稀土元素的礦物有250多種，稀土元素含量較高的礦物有60多種，有工業價值的不到10種。我國稀土資源極其豐富，其特點可概括為：儲量大、品種全、有價值的元素含量高、分布廣。中國稀土的工業儲量(按氧化物計)是國外稀土工業儲量的2.2倍。國外稀土資源集中在美國、印度、巴西、澳大利亞和蘇聯等國，工業儲量(按氧化物計)為701.11萬噸。

銩 - 銩的用途

稀土金屬及其合金在煉鋼中起脫氧脫硫作用，能使兩者的含量降低到0.001%以下，并改變夾雜物的形態，細化晶粒，從而改善鋼的加工性能，提高強度、韌性、耐腐蝕性和抗氧化性等。稀土金屬及其合金用于制造球墨鑄鐵、高強灰鑄鐵和蠕墨鑄鐵，能改變鑄鐵中石墨的形態，改善鑄造工藝，提高鑄鐵的機械性能。在青銅和黃銅冶煉中添加少量的稀土金屬能提高合金的強度、延伸率、耐熱性和導

電性。在鑄造鋁硅合金中添加1%-1.5%的稀土金屬，可以提高高溫強度。在鋁合金導線中添加稀土金屬，能提高抗張強度和耐腐蝕性。Fe-Cr-Al電熱合金中添加0.3%的稀土金屬，能提高抗氧化能力，增加電阻率和高溫強度。在鈦及其合金中添加稀土金屬能細化晶粒，降低蠕變率，改善高溫抗腐蝕性能。用鈰族混合稀土氯化物和富鑭稀土氯化物制備的微球分子篩，用于石油催化裂化過程。稀土金屬和過渡金屬復合氧化物催化劑用于氧化凈化，能使一氧化碳和碳氫化物轉化為二氧化碳和水。鐠釹環烷—烷基鋁—氯化烷基鋁三元體系催化劑用于合成橡膠。

稀土拋光粉用于各種玻璃器件的拋光。單一的高純稀土氧化物用于合成各種熒光體，如彩色電視紅色熒光粉、投影電視白色熒光粉等熒光材料。稀土金屬碘化物用于制造金屬鹵素燈，代替碳精棒電弧燈作照明光源。用稀土金屬制備的稀土—鈷硬磁合金，具有高剩磁、高矯頑力的優點。釔鐵石榴石鐵氧體是用高純Y2O3和氧化鐵制成單晶或多晶的鐵磁材料。它們用于微波器件。高純Gd2O3用于制備釔鎵石榴石，它的單晶用作磁泡的基片。金屬鑭和鎳制成的LaNi5貯氫材料，吸氫和放氫速度快，每摩爾LaNi5可貯存6.5—6.7摩爾氫。在原子能工業中，利用銪和釓的同位素的中子吸收截面大的特性，作輕水堆和快中子增殖堆的控制棒和中子吸收劑。稀土元素作為微量化肥，對農作物有增產效果。打火石是稀土發火合金的傳統用途，目前仍是鈰組稀土金屬的重要用途。