《稀土元素化学》PPT课件.ppt

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1、（三）稀土氮化物,（1）稀土氮化物的制备,稀土氮化物可以通过以下方法合成：,1.稀土金属与氮气直接化合,在电弧炉中，将金属加热到8001200，通入氮气即可:,2RE+N2=2REN,2.稀土氢化物与氮气作用，反应温度9001000：,3REH3+2N2=2REN+2NH3,(3)Eu和Yb溶于液氮，得Eu(NH3)6,缓慢变化生成Eu(NH2)2,在真空条件下，加热到1000以上，即可得到EuN和YbN,（2）性质,REN在高温下非常稳定，熔点一般高于2400，大部分REN为半金属导体，而ScN,GdN,YbN则有半导体的特征，,REN遇水后会缓慢水解并放出氨气：,REN可以迅速溶解于酸中，

2、与碱反应则生成氢氧化物并放出氮气。,（3）结构,REN具有立方晶系的NaCl型结构，每个RE原子周围有6个N原子，而每个N原子周围有6个RE原子，即RE为6配位的。RE-N之间的化学健为离子键。,（四）稀土硫化物,（1）稀土硫化物的制备,稀土硫化物可以通过以下方法合成：,1.稀土金属与硫直接化合,在封闭管中，将金属RE与S 按一定的比例混合，缓慢升温，然后保持在1000，即可得到RES.,RE+S=RES,2.用Al还原RE2S3。混合物加热到10001200。产生RE3 O4,继续加热到1500，在真空（1.33Pa）条件下，得RES，而Al2S3可升华分出，反应如下：,(3)金属氢化物与R

3、E2S3在18002200，133(10-410-5)Pa的压力下反应可得到RES，例如：,CeH3+Ce2S3=3CeS+3/2H2,(4)熔盐电解RE2S3,如用CeCl3和Ce2S3溶于NaCl-KCl低共熔混合物中，在800条件下电解，最初产物为Ce,但随后Ce溶于熔盐而将Ce2S3还原，即,Ce2S3 Ce3S4 CeS,稀土中EuS不能用该法制备，但可用H2S和EuCl反应制得。,2EuCl3+3H2S=2 EuS+6HCl+S,（2）性质,1.稳定性：硫化物不溶于水，在空气中稳定，但在湿空气中略有水解，并放出硫化氢。稀土硫化物易与酸反应生成相应的盐，并放出硫化氢。,2.硫化物的熔

4、点较高，RE2S3在熔点时有较高的蒸汽压，在高温时分解，如Sm2S3与1800分解成Sm3S4和S，Y2S3在1700分解为Y5S7.,（3）结构,RES的结构属于面心立方NaCl型结构，每个RE原子周围有6个S原子，而每个S原子周围有6个RE原子，即RE和S的配位数为6。,（五）氧化物和氢氧化物,1.稀土氧化物的制备,稀土氧化物除Ce,Tb,Pr外可用RE2O3通式表示，它可通过灼烧氢氧化物、RE2(CO3)3,RE2(C2O4)3制备，在空气中灼烧Ce,Pr,Tb的灼烧氢氧化物、RE2(CO3)3,RE2(C2O4)3，则得到CeO2,Pr6O11和Tb4O7等氧化合物,2.稀土氧化物的性

5、质,稀土氧化物不溶于水和碱，但能溶于无机酸生成相应的盐，氧化物可以与水结合生成氢氧化物，例如用水蒸气法，令水蒸气与氧化物一起加热，可以得到REO(OH)2和RE(OH)3.,稀土氧化物在空气中能吸收CO2，生成碱式碳酸盐，在800进行灼烧可得到无碳酸盐的氧化物。,3.稀土氢氧化物的制备,往稀土盐的溶液中加入氨水或其它碱，可以生成稀土氢氧化物。,稀土氧化物除Ce,Pr,Tb外可用RE2O3通式表示，可通过灼烧氢氧化物、RE2(CO3)3或RE2(C2O4)3制备，在空气中灼烧Ce,Pr,Tb的氢氧化物、RE2(CO3)3或RE2(C2O4)3，则得到CeO2,Pr6O11，Tb4O7等化合物。,

6、2.稀土氢氧化物的性质,稀土氢氧化物是一种胶状沉淀，受热不稳定，高于200，则发生脱水反应生成REO(OH),温度高则会生成RE2O3。,（六）卤化物,1.三价卤化物的制备,无水卤化物可由金属直接卤化或稀土金属与卤化汞反应制得：,2RE+3X2=2REX32RE+3HgX2=2REX3+3Hg,用水合物加热去水的方法，往往不能获得无水卤化物，因为在加热过程中往往有卤氧化物生成，反应如下：,2REX3nH2O=2REOX+2HX+(n-1)H2O,一般情况下，卤化物都含有一定的水分子。氟化物组成一般为REF3H2O;,氯化物La,Ce,Pr轻稀土为RECl37H2O;对NdLu，Sc,Y则为RECl37H2O；,溴化物Sc含有5个结晶水，其余各元素均可表示为REBr36H2O;,碘化物ScI3含有6个水分子，LaEu含有9个水分子，DyLu可用REI38H2O表示;对Tb,Gd可以是8个水合物，也可以是9个水合物,