什么是稀土?每種元素如何應用

稀土就是化學元素周期表中鑭系元素—鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)，以及與鑭系的15個元素密切相關的兩個元素—鈧(Sc)和釔(Y)共17種元素，稱為稀土元素(Rare Earth)。簡稱稀土(RE或R)。

稀土元素最初是從瑞典產的比較稀少的礦物中發現的，“土”是按當時的習慣，稱不溶于水的物質，故稱稀土。根據稀土元素原子電子層結構和物理化學性質，以及它們在礦物中共生情況和不同的離子半徑可產生不同性質的特征，十七種稀土元素通常分為二組。

輕稀土(又稱鈰組)包括：鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓。

重稀土(又稱釔組)包括：鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔。

稱鈰組或釔組，是因為礦物經分離得到的稀土混合物中，常以鈰或釔占優勢而得名。

稀土元素的主要物理化學性質

稀土元素是典型的金屬元素。它們的金屬活潑性僅次于堿金屬和堿土金屬元素，而比其他金屬元素活潑。在17個稀土元素當中，按金屬的活潑次序排列，由鈧，釔、鑭遞增，由鑭到镥遞減，即鑭元素最活潑。稀土元素能形成化學穩定的氧化物、鹵化物、硫化物。稀土元素可以和氮、氫、碳、磷發生反應，易溶于鹽酸、硫酸和硝酸中。

稀土易和氧、硫、鉛等元素化合生成熔點高的化合物，因此在鋼水中加入稀土，可以起到凈化鋼的效果。由于稀土元素的金屬原子半徑比鐵的原子半徑大，很容易填補在其晶粒及缺陷中，并生成能阻礙晶粒繼續生長的膜，從而使晶粒細化而提高鋼的性能。

稀土元素具有未充滿的4f電子層結構，并由此而產生多種多樣的電子能級。因此，稀土可以作為優良的熒光，激光和電光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。

稀土離子與羥基、偶氮基或磺酸基等形成結合物，使稀土廣泛用于印染行業。而某些稀土元素具有中子俘獲截面積大的特性，如釤、銪、釓、鏑和鉺，可用作原子能反應堆的控制材料和減速劑。而鈰、釔的中子俘獲截面積小，則可作為反應堆燃料的稀釋劑。

稀土具有類似微量元素的性質，可以促進農作物的種子萌發，促進根系生長，促進植物的光合作用。