 啥是镧系元素？就是元素周期表下面那一行没人看的元素表，即57-71号元素，包括：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥。 为啥把它们放在一起？因为镧系元素有一个特性——镧系收缩。镧系元素的原子半径和离子半径随着原子序数的增加而逐渐减小的现象。这种收缩对于非过渡金属以及其他过渡金属来说是反常的（一般半径都是随着序数增大而增大）。  镧系收缩导致了稀土元素之间原子半径相差非常小，而且大多数稀土元素外层电子构型相同，即化学性质非常接近，也就导致了稀土元素的分离提纯极为困难。 这些元素都是金属，为啥叫稀“土”呢？ 因为稀土是历史遗留下来的名称。稀土是从18世纪末开始陆续发现，当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土，例如，将氧化铝称为“陶土”，氧化钙称为 “碱土”等。稀土一般是以氧化物状态分离出来的，当时比较稀少，因而得名为稀土。 稀土元素重要在哪里？ 稀土元素被称为“现代工业维生素”，广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料…… 比如钕元素，我们最常听说的就是钕磁铁，准确说应该是钕铁硼磁铁，被称作“永磁之王”。因为如此优异的磁性能，广泛应用于电子、电力机械、医疗器械、玩具、包装、五金机械、航天航空等领域，较常见的有永磁电机、扬声器、磁选机、计算机磁盘驱动器、磁共振成像设备仪表等。  钕磁铁 比如钆元素，在医疗领域，常以钆-二乙烯二胺五醋酸(DTPA)的络合物形式作为核磁共振（MRI）的显影剂使用，有利于病情的诊断。  比如镧元素，可以用于制造特种合金精密光学玻璃，高折射光学纤维板，适合做摄像机、照相机、显微镜镜头和高级光学仪器棱镜等。也就是说，我们日常离不开的手机的生产也离不开稀土元素。  2013年美国使用的稀土分配示意图 稀土如此重要，哪里有呢？  中国是名副其实的稀土大国，资源储量第一，占23%左右；产量第一，占世界稀土商品量的80%至90%；销售量第一，60%至70%的稀土产品出口到国外；应用第一，大部分的稀土在供国内使用。 其中最为著名的稀土矿莫过于内蒙古包头市白云鄂博铁-铌-稀土元素矿床。  白云鄂博矿是世界上最大的稀土矿床，截至2008年底，白云鄂博铁-铌-稀土矿床已探明铁矿石储量14.7亿吨，稀土工业储量3600万吨，居世界第一位，铌储量660万吨，居世界第2位。  如果中国只是在稀土储量上世界第一，算不上稀土强国，更关键的是中国掌握着最先进的稀土元素分离提纯技术。这里不得不提一个人——徐光宪院士。  上面提到，因为“镧系收缩”，导致稀土元素之间分离及其困难。20世纪70年代，徐光宪提出最优化串级萃取设计方案，建立了新的串级萃取理论，直接应用于生产实际，引导稀土分离技术的全面革新，促进了中国从稀土资源大国向高纯稀土生产大国的飞跃。2009年1月9日，徐光宪院士获得2008年度国家最高科学技术奖。 来源：安徽省地质博物馆 |
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