本书是“无机化学探究式教学丛书”第22分册。全书共7章，包括f区元素概述、稀土元素的光谱性质和磁学性质、稀土元素的重要化合物、稀土元素配位化学简介、稀土元素的提取和分离、稀土元素的应用简介、锕系元素概述。编写时力图体现系统性、整体性和前沿性，融入学科发展，紧跟学科前沿。作为基础无机化学教学辅助用书，本书以促进学生科学素养发展为出发点，注重培养科学研究能力和训练创新思维，努力做到教师好使用、学生好自学。
样章试读
目录
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序
丛书出版说明
前言
第1章 f区元素概述 3
1.1 f区元素、镧系元素和稀土元素的概念 3
1.1.1 f区元素 3
1.1.2 镧系元素 3
1.1.3 稀土元素 4
1.2 稀土元素的发现和命名 5
1.3 稀土元素在自然界中的存在 6
1.3.1 稀土元素的丰度 6
1.3.2 稀土元素在地壳中分布的特点 7
1.3.3 稀土元素的存在状态 8
1.3.4 稀土元素资源的分布 9
1.3.5 我国稀土资源的分布和特点 9
1.4 稀土元素的一般性质 10
1.4.1 稀土元素的电子构型及成键情况 10
1.4.2 稀土离子的价态 11
1.4.3 稀土元素的原子半径和离子半径 12
1.4.4 镧系离子的颜色 16
1.4.5 稀土元素单质 17
历史事件回顾 1 混合稀土的分组命名 27
历史事件回顾 2 有关f区元素定义的争论 32
参考文献 38
第2章 稀土元素的光谱性质和磁学性质 42
2.1 稀土元素的光谱性质 42
2.1.1 镧系离子的电子构型及基态光谱项 42
2.1.2 镧系三价离子的能级 44
2.1.3 稀土离子的吸收光谱 48
2.2 稀土元素的磁学性质 53
2.2.1 稀土元素的磁性来源 53
2.2.2 稀土元素的磁学基础知识 54
2.2.3 稀土元素与3d过渡元素磁性的对比 59
参考文献 62
第3章 稀土元素的重要化合物 63
3.1 氧化数为+3的化合物 63
3.1.1 重要的稀土盐类 63
3.1.2 氧化物和氢氧化物 70
3.2 氧化数为+2和+4的化合物 72
3.2.1 氧化数为+2的化合物 73
3.2.2 氧化数为+4的化合物 76
3.3 纳米稀土氧化物 78
3.3.1 纳米氧化镧 78
3.3.2 纳米氧化铈 79
3.3.3 纳米氧化钇 80
参考文献 80
第4章 稀土元素配位化学简介 83
4.1 稀土元素结构化学 83
4.1.1 稀土元素的结构特征 83
4.1.2 f电子的配位场效应 83
4.2 稀土元素配合物简介 84
4.2.1 稀土元素配合物 84
4.2.2 稀土元素配合物与d过渡金属配合物的比较 85
4.3 稀土元素配合物的一般合成 88
4.3.1 直接反应 88
4.3.2 交换反应 88
4.3.3 模板反应 89
4.3.4 水/溶剂热反应 89
4.3.5 离子热反应 89
4.4 稀土元素配合物的热力学性质 91
4.4.1 稀土元素配合物的稳定性 91
4.4.2 稀土元素配合物的焓和熵 93
4.5 稀土元素配合物的构筑 94
4.5.1 稀土离子的影响 94
4.5.2 配体的影响 97
4.6 稀土元素与大环配体及其开链类似物生成的配合物 103
4.7 稀土元素生物配合物 104
参考文献 104
第5章 稀土元素的提取和分离 108
5.1 提取稀土元素的概况 108
5.1.1 摇篮时代 108
5.1.2 启蒙时代 109
5.1.3 黄金时代 110
5.2 提取稀土元素的工业原料及工艺 110
5.3 稀土精矿的分解 113
5.3.1 独居石精矿的分解 113
5.3.2 氟碳铈精矿的分解 117
5.3.3 混合型稀土精矿的分解 120
5.3.4 风化壳淋积型稀土矿的分解 121
5.4 稀土元素的化学法分离 123
5.4.1 化学法分离的基本原理 123
5.4.2 化学法分离的方法概述 125
5.5 稀土元素的离子交换法分离 134
5.5.1 离子交换法分离的基本原理 134
5.5.2 离子交换法分离的影响因素 137
5.6 稀土元素的溶剂萃取法分离 142
5.6.1 溶剂萃取法分离的基本原理 142
5.6.2 溶剂萃取法分离的影响因素 146
5.6.3 溶剂萃取法分离在稀土生产中的应用 150
历史事件回顾 3 徐光宪发展串联萃取理论 152
参考文献 156
第6章 稀土元素的应用简介 160
6.1 磁性材料 160
6.1.1 稀土永磁材料 160
6.1.2 单分子磁体材料 161
6.1.3 光致发光单分子磁体材料 162
6.2 荧光和激光材料 163
6.2.1 荧光材料 163
6.2.2 激光材料 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 储氢和超导材料 168
6.4.1 稀土储氢材料 168
6.4.2 稀土超导材料 169
6.5 冶金工业中的应用 169
6.6 催化中的应用 170
6.6.1 单原子位点催化剂 170
6.6.2 稀土合金催化剂 171
6.7 农业中的应用 172
6.8 医药中的应用 172
6.8.1 生物成像 172
6.8.2 光动力疗法 173
6.8.3 光热疗法 174
6.8.4 化学药物治疗 174
6.8.5 放射治疗 175
6.8.6 光遗传刺激 175
6.8.7 哺乳动物的近红外图像视觉 176
6.8.8 传感和检测 176
参考文献 176
第7章 锕系元素概述 187
7.1 锕系元素的概念 187
7.1.1 锕系元素的数目 187
7.1.2 锕系元素的存在和发现 188
7.2 锕系元素的性质 191
7.2.1 锕系元素的电子构型和氧化态 191
7.2.2 锕系元素的离子 194
7.2.3 锕系元素单质 196
7.3 锕系元素的几种重要反应 201
7.3.1 水溶液中的稳定性 201
7.3.2 水溶液中的氧化还原反应 203
7.3.3 配位平衡 206
7.3.4 水解反应 208
7.4 锕系元素的重要化合物 209
7.4.1 锕系元素共线的O—An—O单元 209
7.4.2 钍的重要化合物 210
7.4.3 铀的重要化合物 213
7.4.4 镎、钚和镅的重要化合物 217
7.5 锕系元素的分离 218
7.5.1 萃取法 219
7.5.2 离子交换法 223
7.5.3 其他分离方法 224
7.5.4 分离方法的研究进展简介 225
7.6 锕系元素的应用和毒性 226
7.6.1 锕系元素的应用 226
7.6.2 锕系元素的毒性 228
参考文献 230
练习题 234
第一类：学生自测练习题 234
第二类：课后习题 236
第三类：英文选做题 237
参考答案 238
学生自测练习题答案 238
课后习题答案 240
英文选做题答案 243
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