走进奇妙的元素周期表
吉田隆嘉
四条河原町是京都最繁华的区域，之所以叫这个名字，是因为它位于南北走向的河原町大道与东西走向的四条大道的交汇处。
中日间对元素周期表中的主族元素、过渡元素及族的分类有差异。中国定义主族元素为表中1-2列及13-17列，过渡元素为表中3-10列，元素周期表共16个族，其中7个主族，7个副族，8-10列为一个族，称为第8族，第18列称为0族；日本定义主族元素为表中1-2列及12-18列，过渡元素为表中3-11列，共18个族，即每一列为一个族。本书后文不作特别指出时，均指日本的分类法。
第一章 元素周期表上究竟写了什么？
数量单位每差四位，从小到大分别是万、亿、兆、京、垓、秭、穰
土豆与绿色、黄色蔬菜中含有大量的钾。我们能通过进食摄入钾，为肌肉细胞和神经细胞加油。
被白血病侵袭的细胞会在遭受辐射二至三年后开始增加，在第六至第七年达到峰值。而胃癌、大肠癌等实体癌的发病率上升速度比白血病慢得多。
其实决定电子轨道的变量只有3个：主量子数n、角量子数l、磁量子数m。
=2时，能量非常高，甚至超过了n=4的部分轨道。因此l=2时的10个元素被安排到了第4周期。
第二章 通过元素周期表解读宇宙
元素的诞生有一项至关重要的条件——温度一定要超过1000万度
要创造出新的元素，就需要让一个原子的原子核和另一个原子的原子核接近到会产生核力的距离。然而，带电的原子核会相互排斥，除非有超级巨大的能量作用在它们身上，逼着它们接近。只有超过1000万度的超高温状态才能实现这样的效果。
科学家认为，宇宙中那些比铁更重的元素，几乎都是在超新星爆炸后的最初10秒内形成的。
不过，能在恒星内部形成的元素只到铁（Fe）为止。因为铁的原子核最稳定，恒星内部无法形成比铁更重的元素。
按质量计算，太阳系的70.7%是氢，27.4%是氦。其他元素全部加起来也不到2%。
所谓暗星云，就是自体不发光，且能够遮蔽其背后的星云与星体的光亮，显得比周围更暗的区域。我所在的研究小组选择这个课题，是为了证明“生命之源氨基酸来源于宇宙，而非形成于地球”。
英仙座流星雨就是斯威夫特·塔特尔彗星每隔一百三十三年留下的碎片。
第三章 不断进行化学反应的人体
顺便一提，人几乎不会通过尿液排出碳原子，除非患上了糖尿病。
骨骼与牙齿的主要成分是一种叫“羟基磷灰石”的磷酸钙化合物。
我们的毛发有一定的弹性，稍微用力拉一下也不会断。这是由于硫原子紧密相连，维持毛发的强度。要是没有硫，毛发就会变得特别脆，稍微碰一下就成了一堆粉末。要是有人夸你的发质好，可得给硫记头功。
最理想的比例是在摄入两份钙的同时摄入一份镁。
海带、裙带菜等海藻，以及杏仁都是富含镁的食材。
用一句话来归纳，就是分子通过改变原子的组合，转移至能量更低、更为稳定的状态。
氦是一种非常稳定的元素，由4个质子与4个中子组成的铍8刚刚形成，会立刻分解成2个氦原子，所以宇宙中只存在少量多出一个中子的铍9。
因为硼不容易刺激眼结膜，却有抑制细菌繁殖的效果，人们常把它加在眼药水里当防腐剂。
总的来说，宇宙中大量存在的金属一般都对我们有益，而那些比较稀有的金属很可能有毒。
为什么热带的海水这么透明？因为那里的海水温度较高，溶解在水中的氧比较少，浮游生物不易存活，于是海水看起来清澈见底。而北方的海水水温较低，溶有更多的氧，更适合浮游生物繁殖，所以水看上去比较浑浊。浮游生物多了，以浮游生物为食的鱼也多，所以巨大的鲸鱼才会栖息在北极圈与南极圈。
第四章 为什么我们能“动”？
纯净的钠一旦暴露在空气中，就会迅速氧化。要是碰上水就更不得了，甚至可能爆炸。为了防止这种情况，研究室一般会把钠浸在煤油中。
天然的钾中也含有少量的放射性同位素钾40。人体每公斤的体重中含有2克钾，其中万分之一就是钾40。也就是说，一个体重60公斤的人有4000Bq的放射能。
豪华的建筑物常使用花岗岩装潢，而花岗岩中也含有大量钾，所以花岗岩也有辐射。
人一旦死亡，血液就会停止循环，肌肉无法维持伸展状态，收缩起来。这就是尸僵现象的本质。
细胞外侧有淋巴液和血液，这两种液体中含有大量钠，所以血的味道是咸的。
要是摄入过量的钠，我们的身体就只能增加淋巴液和血液中的水分，稀释钠离子的浓度。这会导致血液增多，从内向外压迫血管，血压上升；淋巴液也会相应增加，导致面部和其他部位水肿。
多吃钾能有效抑制肾脏重新吸收原尿中的钠，提升随尿液排出体外的钠的上限。
海带、羊栖菜这样的海藻类食品就更理想了。因为它们不仅含有大量的钾，还富含膳食纤维。这些纤维能和钠离子结合，防止人体吸收过量钠，可谓一举两得。
第五章 稀土元素并非局外人
“稀土”指的是元素周期表第3族中第4周期至第6周期的稀有金属。
用稀土元素制造的磁铁又名稀土强磁，它最吸引人的地方就是能长久保持强大的磁力。混合动力汽车与电动汽车的引擎就是用磁铁驱动的，磁力越大，车的动力越强，速度也越高。
而且稀土元素还有其他元素不具备的特性：它们的熔点极高，导热性也好
世界各地都有花岗岩，但直接从花岗岩中提取稀土元素成本太高。而中国南部存在由花岗岩风化而成的黏土层。花岗岩中的稀土元素都以离子状态附着在那些黏土上。只要把硫酸铵灌进去，就能提取出稀土离子，开采成本非常低。花岗岩只会在高温多湿的环境下风化，而中国南部恰巧有很长一段时间的气候符合这个条件。
表面积变大，原子核周围电子轨道的种类也相应增多，甚至会出现内层轨道的能量比外层更高的反常情况。这会导致电子先把外围轨道排满，然后才排布至内层轨道。有这种特征的元素被称为“过渡元素”。
铁原子有N极和S极，大量原子的朝向相同，一块铁就成了“磁铁”。然而好景不长，强磁铁造好后，会不断有铁原子“掉头”。久而久之，磁性就被抵消了。但要是在铁里掺一些钕、镝这类稀土元素，就能防止磁性消失，打造出强劲的磁铁。稀土元素从外往里数第2层轨道有空位，所以原子的形状有点瘪。把稀土原子夹在中间，铁原子就不容易掉头。钕和镝的防掉头效果特别好。从外往里数第2层轨道（次外层）总共能容纳14个电子，而钕的次外层只有4个电子，空了10个位置。镝则正好相反，有10个电子，空了4个位置。在这两种情况下，原子都会瘪得特别明显，所以它们能长久维持磁铁的磁性。
第六章 美妙的稀有气体与气体的世界
氖气通电后，巨大的能量会把在稳定轨道上运行的电子推到更外层的轨道上。可这种状态很不稳定，所以电子会想方设法回到原先的轨道上。在这个过程中，多余的能量会以光的形式释放出来。这就是霓虹灯的工作原理。
氡（Rn）是最重的稀有气体元素。
矿物中含有少量的镭，镭衰变后就成了氡，所以氡是被封存在岩石里的。久而久之，它们就融入了温泉，成为我们熟悉的氡温泉。
吸了氦气之后声音会变高，是因为氦气很轻。音高由气体振动的频率决定。振动速度越快，也就是“频率越高”，声音就越高。只要你呼出的气变轻了，就算音调不变，声带的振动速度还是会变快，于是声音就变尖了。
潜得越深，水压就越高，在地面很稳定的氮也会逐渐溶于血液。届时，氮就会像吸入式麻醉剂一样，阻碍神经传递信息，使人出现醉氮症状。
在周期表中越靠下的稀有气体越容易溶于水，也越容易“醉人”。氪和氙就有很强的麻醉性。有些医院已经开始试验用氙气当麻醉剂。
第七章 通过周期表判断元素是否有益健康
在主族元素中，位于“人体常用元素”正下方的元素往往有毒性。2．过渡元素基本是整行“有毒”或整行“有益”。
汞与甲基结合而成的甲基汞易溶于油脂，容易被人体吸收。它还能与一种叫半胱氨酸的氨基酸形成复合体，不断入侵我们的大脑。久而久之，中枢神经就会受到损伤，感官也会出现异常，出现运动能力失常、视野异常狭窄、语言功能异常、四肢发抖等严重症状。
过多的锌会导致有益健康的HDL胆固醇减少。
生蚝、牛肉、鳗鱼和坚果中都有大量的锌。推荐大家平时有意识地多吃这些食材。
铷的最外层轨道也只有一个电子，而且它进入人体后的移动模式比铯更像钾。于是人们利用这种性质，将它应用在PET（正电子发射型计算机断层显像）中，在心肌梗塞的诊断方面发挥着重要的作用。
给病人输的血在正式使用之前都需要用铯137照一下。白细胞有好几种类型，如果输的血里还有白细胞，这些白细胞就可能攻击病人的细胞。通过放射线的照射使白细胞失去活性，就能防止这种情况。
硒常见于大葱、糙米、生蚝与沙丁鱼等食材，它的抗氧化能力约为维生素E的500倍，能预防癌症、动脉硬化等疾病，还有改善更年期综合症的效果，因此硒也是人体必需的微量元素。但硒绝对不能多吃，否则反而会诱发癌症，还有可能引起高血压、白内障等疾病。换言之，硒就在“有益健康”与“危害人体”的分界线上。而位于硒正下方的碲（Te）就有毒。
细胞分裂也离不开铁，缺铁会严重影响咽喉及肠胃黏膜等细胞分裂比较活跃的部位
钴是维生素B12的组成部分。缺了它，人也会贫血。
吉田隆嘉
四条河原町是京都最繁华的区域，之所以叫这个名字，是因为它位于南北走向的河原町大道与东西走向的四条大道的交汇处。
中日间对元素周期表中的主族元素、过渡元素及族的分类有差异。中国定义主族元素为表中1-2列及13-17列，过渡元素为表中3-10列，元素周期表共16个族，其中7个主族，7个副族，8-10列为一个族，称为第8族，第18列称为0族；日本定义主族元素为表中1-2列及12-18列，过渡元素为表中3-11列，共18个族，即每一列为一个族。本书后文不作特别指出时，均指日本的分类法。
第一章 元素周期表上究竟写了什么？
数量单位每差四位，从小到大分别是万、亿、兆、京、垓、秭、穰
土豆与绿色、黄色蔬菜中含有大量的钾。我们能通过进食摄入钾，为肌肉细胞和神经细胞加油。
被白血病侵袭的细胞会在遭受辐射二至三年后开始增加，在第六至第七年达到峰值。而胃癌、大肠癌等实体癌的发病率上升速度比白血病慢得多。
其实决定电子轨道的变量只有3个：主量子数n、角量子数l、磁量子数m。
=2时，能量非常高，甚至超过了n=4的部分轨道。因此l=2时的10个元素被安排到了第4周期。
第二章 通过元素周期表解读宇宙
元素的诞生有一项至关重要的条件——温度一定要超过1000万度
要创造出新的元素，就需要让一个原子的原子核和另一个原子的原子核接近到会产生核力的距离。然而，带电的原子核会相互排斥，除非有超级巨大的能量作用在它们身上，逼着它们接近。只有超过1000万度的超高温状态才能实现这样的效果。
科学家认为，宇宙中那些比铁更重的元素，几乎都是在超新星爆炸后的最初10秒内形成的。
不过，能在恒星内部形成的元素只到铁（Fe）为止。因为铁的原子核最稳定，恒星内部无法形成比铁更重的元素。
按质量计算，太阳系的70.7%是氢，27.4%是氦。其他元素全部加起来也不到2%。
所谓暗星云，就是自体不发光，且能够遮蔽其背后的星云与星体的光亮，显得比周围更暗的区域。我所在的研究小组选择这个课题，是为了证明“生命之源氨基酸来源于宇宙，而非形成于地球”。
英仙座流星雨就是斯威夫特·塔特尔彗星每隔一百三十三年留下的碎片。
第三章 不断进行化学反应的人体
顺便一提，人几乎不会通过尿液排出碳原子，除非患上了糖尿病。
骨骼与牙齿的主要成分是一种叫“羟基磷灰石”的磷酸钙化合物。
我们的毛发有一定的弹性，稍微用力拉一下也不会断。这是由于硫原子紧密相连，维持毛发的强度。要是没有硫，毛发就会变得特别脆，稍微碰一下就成了一堆粉末。要是有人夸你的发质好，可得给硫记头功。
最理想的比例是在摄入两份钙的同时摄入一份镁。
海带、裙带菜等海藻，以及杏仁都是富含镁的食材。
用一句话来归纳，就是分子通过改变原子的组合，转移至能量更低、更为稳定的状态。
氦是一种非常稳定的元素，由4个质子与4个中子组成的铍8刚刚形成，会立刻分解成2个氦原子，所以宇宙中只存在少量多出一个中子的铍9。
因为硼不容易刺激眼结膜，却有抑制细菌繁殖的效果，人们常把它加在眼药水里当防腐剂。
总的来说，宇宙中大量存在的金属一般都对我们有益，而那些比较稀有的金属很可能有毒。
为什么热带的海水这么透明？因为那里的海水温度较高，溶解在水中的氧比较少，浮游生物不易存活，于是海水看起来清澈见底。而北方的海水水温较低，溶有更多的氧，更适合浮游生物繁殖，所以水看上去比较浑浊。浮游生物多了，以浮游生物为食的鱼也多，所以巨大的鲸鱼才会栖息在北极圈与南极圈。
第四章 为什么我们能“动”？
纯净的钠一旦暴露在空气中，就会迅速氧化。要是碰上水就更不得了，甚至可能爆炸。为了防止这种情况，研究室一般会把钠浸在煤油中。
天然的钾中也含有少量的放射性同位素钾40。人体每公斤的体重中含有2克钾，其中万分之一就是钾40。也就是说，一个体重60公斤的人有4000Bq的放射能。
豪华的建筑物常使用花岗岩装潢，而花岗岩中也含有大量钾，所以花岗岩也有辐射。
人一旦死亡，血液就会停止循环，肌肉无法维持伸展状态，收缩起来。这就是尸僵现象的本质。
细胞外侧有淋巴液和血液，这两种液体中含有大量钠，所以血的味道是咸的。
要是摄入过量的钠，我们的身体就只能增加淋巴液和血液中的水分，稀释钠离子的浓度。这会导致血液增多，从内向外压迫血管，血压上升；淋巴液也会相应增加，导致面部和其他部位水肿。
多吃钾能有效抑制肾脏重新吸收原尿中的钠，提升随尿液排出体外的钠的上限。
海带、羊栖菜这样的海藻类食品就更理想了。因为它们不仅含有大量的钾，还富含膳食纤维。这些纤维能和钠离子结合，防止人体吸收过量钠，可谓一举两得。
第五章 稀土元素并非局外人
“稀土”指的是元素周期表第3族中第4周期至第6周期的稀有金属。
用稀土元素制造的磁铁又名稀土强磁，它最吸引人的地方就是能长久保持强大的磁力。混合动力汽车与电动汽车的引擎就是用磁铁驱动的，磁力越大，车的动力越强，速度也越高。
而且稀土元素还有其他元素不具备的特性：它们的熔点极高，导热性也好
世界各地都有花岗岩，但直接从花岗岩中提取稀土元素成本太高。而中国南部存在由花岗岩风化而成的黏土层。花岗岩中的稀土元素都以离子状态附着在那些黏土上。只要把硫酸铵灌进去，就能提取出稀土离子，开采成本非常低。花岗岩只会在高温多湿的环境下风化，而中国南部恰巧有很长一段时间的气候符合这个条件。
表面积变大，原子核周围电子轨道的种类也相应增多，甚至会出现内层轨道的能量比外层更高的反常情况。这会导致电子先把外围轨道排满，然后才排布至内层轨道。有这种特征的元素被称为“过渡元素”。
铁原子有N极和S极，大量原子的朝向相同，一块铁就成了“磁铁”。然而好景不长，强磁铁造好后，会不断有铁原子“掉头”。久而久之，磁性就被抵消了。但要是在铁里掺一些钕、镝这类稀土元素，就能防止磁性消失，打造出强劲的磁铁。稀土元素从外往里数第2层轨道有空位，所以原子的形状有点瘪。把稀土原子夹在中间，铁原子就不容易掉头。钕和镝的防掉头效果特别好。从外往里数第2层轨道（次外层）总共能容纳14个电子，而钕的次外层只有4个电子，空了10个位置。镝则正好相反，有10个电子，空了4个位置。在这两种情况下，原子都会瘪得特别明显，所以它们能长久维持磁铁的磁性。
第六章 美妙的稀有气体与气体的世界
氖气通电后，巨大的能量会把在稳定轨道上运行的电子推到更外层的轨道上。可这种状态很不稳定，所以电子会想方设法回到原先的轨道上。在这个过程中，多余的能量会以光的形式释放出来。这就是霓虹灯的工作原理。
氡（Rn）是最重的稀有气体元素。
矿物中含有少量的镭，镭衰变后就成了氡，所以氡是被封存在岩石里的。久而久之，它们就融入了温泉，成为我们熟悉的氡温泉。
吸了氦气之后声音会变高，是因为氦气很轻。音高由气体振动的频率决定。振动速度越快，也就是“频率越高”，声音就越高。只要你呼出的气变轻了，就算音调不变，声带的振动速度还是会变快，于是声音就变尖了。
潜得越深，水压就越高，在地面很稳定的氮也会逐渐溶于血液。届时，氮就会像吸入式麻醉剂一样，阻碍神经传递信息，使人出现醉氮症状。
在周期表中越靠下的稀有气体越容易溶于水，也越容易“醉人”。氪和氙就有很强的麻醉性。有些医院已经开始试验用氙气当麻醉剂。
第七章 通过周期表判断元素是否有益健康
在主族元素中，位于“人体常用元素”正下方的元素往往有毒性。2．过渡元素基本是整行“有毒”或整行“有益”。
汞与甲基结合而成的甲基汞易溶于油脂，容易被人体吸收。它还能与一种叫半胱氨酸的氨基酸形成复合体，不断入侵我们的大脑。久而久之，中枢神经就会受到损伤，感官也会出现异常，出现运动能力失常、视野异常狭窄、语言功能异常、四肢发抖等严重症状。
过多的锌会导致有益健康的HDL胆固醇减少。
生蚝、牛肉、鳗鱼和坚果中都有大量的锌。推荐大家平时有意识地多吃这些食材。
铷的最外层轨道也只有一个电子，而且它进入人体后的移动模式比铯更像钾。于是人们利用这种性质，将它应用在PET（正电子发射型计算机断层显像）中，在心肌梗塞的诊断方面发挥着重要的作用。
给病人输的血在正式使用之前都需要用铯137照一下。白细胞有好几种类型，如果输的血里还有白细胞，这些白细胞就可能攻击病人的细胞。通过放射线的照射使白细胞失去活性，就能防止这种情况。
硒常见于大葱、糙米、生蚝与沙丁鱼等食材，它的抗氧化能力约为维生素E的500倍，能预防癌症、动脉硬化等疾病，还有改善更年期综合症的效果，因此硒也是人体必需的微量元素。但硒绝对不能多吃，否则反而会诱发癌症，还有可能引起高血压、白内障等疾病。换言之，硒就在“有益健康”与“危害人体”的分界线上。而位于硒正下方的碲（Te）就有毒。
细胞分裂也离不开铁，缺铁会严重影响咽喉及肠胃黏膜等细胞分裂比较活跃的部位
钴是维生素B12的组成部分。缺了它，人也会贫血。
是什么成就了稀土这张王牌
2019-06-06 14:29:51 来源: 科技日报 作者: 谢开飞
稀土非土在化学元素周期表中，稀土指的是镧系元素和钪、钇共17种金属元素的总称。
作为不可再生的稀缺性战略资源，它有“工业维生素”“新材料之母”之称，广泛应用于尖端科技领域和军工领域。
在炼钢过程中，仅需在钢中加入少量稀土，就能使原本优质的钢变得更加“坚强”，提高其使用寿命。
在军事领域，稀土能够大幅度提高武器装备的合金战术性能，如海湾战争中，加入稀土元素镧的夜视仪成为了美军坦克压倒性优势的来源。
在核能领域，稀土元素钆及其同位素都是最有效的中子吸收剂，可用作控制核电站的连锁反应级别的抑制剂，成为核反应堆的“安全保护神”……
现实中，小到手机屏幕、数码相机，大到导弹、雷达、潜艇，稀土无处不在。作为不可再生的稀缺性战略资源，它有“工业维生素”“新材料之母”之称，广泛应用于尖端科技领域和军工领域。那么，稀土是如何被发现？又是如何开启新用途发现之旅？科技日报记者就这些问题采访了稀土分离技术方面的专家。
四个“世界第一” 我国可供应全部稀土元素
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。事实上，稀土是镧、钪、钇等17种金属元素的总称。因为当时冶炼提纯难度较大，用于提取这类元素的矿物比较稀少，而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，且外观酷似“土壤”，而称之为稀土，这一名称从18世纪沿用至今。
稀土“大家族”有轻稀土和中重稀土之分。镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕为轻稀土元素，亦称铈组稀土元素；钪、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇为中重稀土元素，亦称钇组稀土元素。两者的元素原子电子层结构和物理化学性质，以及它们在矿物中共生情况和离子半径皆不同。
在应用上，轻稀土也被业内人士称为“假稀土”，虽然存量大、应用广，但价值相对低廉；而重稀土资源稀缺，可用于航天、军事、国防及新材料合成等高科技领域，价格昂贵，可替代性小。
据上述专家介绍，稀土元素在地壳中分布十分广泛，但是却很不均匀，其中稀土储量较多的，亚洲有中国、印度，北美有美国、加拿大，还有俄罗斯、澳大利亚、南非、埃及等几个国家。我国稀土矿藏丰富，雄踞着四个世界第一：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。
不仅如此，我国南方的离子型矿中有全球70%以上的重稀土资源，主要分布于我国江西、广东、福建、广西等省份，其重稀土高达30%—80%，是具有绝对竞争优势的战略资源。中国还是目前全球唯一可以供应全部稀土元素的国家。
充满历史性误会 “孪生兄弟”被当成“一个人”
稀土元素是在1794年，由芬兰化学家加多林从未知的矿化物发现的，即从硅铍钇矿中发现了“钇土”(氧化钇)。从1794年发现钇土开始，到1947年最后一个稀土元素钷被提取出来，前后共经历了150多年，期间充满了诸多历史性的误会。
上述专家介绍道，事实上，稀土元素最初被发现是这样被描述的：稀土的发现始于北欧，1787年业余矿物学家阿累尼乌斯在斯德哥尔摩附近一个名叫伊特比(Yteerby)的小村寻得了一块他从未见过的黑色矿石，就借用这个村名将其命名为Yteerite。1794年加多林声称从这种矿物中发现了一种新元素“钇土”，将其命名为Yteelium(钇)。
人们就把这一年看作是发现了第一个稀土元素“钇”的年代。其实，这是一种误会。因为，加多林当初发现的“钇土”并不是一种稀土元素，而只能说是“钇组稀土”混合氧化物。后来的科学家，又从这种“钇土”中相继发现了镱、铒、铽等重稀土元素。原来是当初的化学家们把这几个“孪生兄弟”都当成“一个人”了。同样的误会也发生在轻稀土身上。
在中国，最早的稀土矿发现于1934年，发现人是何作霖教授。之后，中国地质科学工作者不断探索和总结中国地质构造演化、发展的特点，运用和创立新的成矿理论，在全国范围内发现并探明了一批重要稀土矿床，并总结出中国稀土资源具有成矿条件好、分布面广、北轻南重、有价元素含量高、综合利用价值大等最基本的特点。
稀土元素中有15个“成员”源自一个庞大的“家族”——镧系元素，它们是元素周期表中第57号元素镧到71号元素镥15种元素的统称。
在物理性质上，镧系金属为银白色，较软，有延展性。活泼性较强，仅次于碱金属和碱土金属，需要隔绝空气保存。同时镧系金属是强还原剂，其还原能力仅次于金属镁（Mg），其反应性可与铝相比。随着原子序数的增加，还原能力呈逐渐减弱的趋势，其电子逐渐排布在内层4f轨道，外层电子排布基本相同，因此这些“成员”的化学性质比较相似。
个个身手不凡 开启现代应用发现之旅
由于各种稀土元素的性质极其相似，又多以氧化物混合物的形式存在于各种复杂的矿物中，因此稀土元素的分离和提纯是一项极其困难的工作。直到1947年，美国科学家发明了用离子交换法分离稀土，并由著名学者斯佩丁改进了离子交换法工艺，制备出公斤级的纯净单一稀土，为研究各种单一稀土的本征特性和开发稀土的用途创造了基本的条件。人们逐步对稀土丰富的光、电、磁和核性质有所认识，为各种稀土功能新材料和新器件的研制和应用奠定了基础。
信息、生物、新材料、新能源、空间和海洋被当代科学家推为六大新科技群，人们之所以重视稀土、研究稀土、开发稀土，就是因为稀土每个成员均有特性，个个身手不凡，在高精尖端科技领域各显神通。目前，由稀土元素生产的稀土永磁、发光、储氢、催化等功能材料已是先进装备制造业、新能源等高新技术产业不可缺少的原材料，还广泛应用于电子、石油化工、治金、机械、新能源、轻工、环境保护、农业等。
如镧能够应用到制备许多有机化工产品的催化剂中以及光转换农用薄膜，在国外，科学家把镧对作物的作用赋予“超级钙”的美称；铈的合金耐高热，可以用来制造喷气式推进器零件，作为玻璃添加剂，能吸收紫外线与红外线，还被用作优良的环保材料，应用到汽车尾气净化催化剂中，可有效防止大量汽车废气排到空气中。
钕的最大用户是钕铁硼永磁材料，以其优异的性能广泛用于电子、机械等行业，钕铁硼永磁体的问世，为稀土高科技领域注入了新的生机与活力。被称作当代“永磁之王”，其中阿尔法磁谱仪的研制成功，标志着我国钕铁硼磁体的各项磁性能已跨入世界一流水平。
在医疗上，钆的水溶性顺磁络合物，可提高人体的核磁共振成像信号；铥可用作医用轻便X光机射线源，用以制造便携式血液辐射仪，这种辐射仪放射出X射线照射血液并使白细胞下降，从而减少了器官移植早期的排异反应。由于对肿瘤组织具有较高亲合性，铥还可应用于肿瘤的临床诊断和治疗。
同时，稀土还可以作为优良的荧光、激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。稀土离子与羟基、偶氮基或磺酸基等形成络合物，使稀土广泛用于印染行业。而某些稀土元素具有中子俘获截面积大的特性，如钐、铕、钆、镝和铒，可用作原子能反应堆的控制材料和减速剂。而铈、钇的中子俘获截面积小，则可作为反应堆燃料的稀释剂。
几乎每隔3—5年，科学家们就能够发现稀土的新用途，每6项发明中，就有一项离不开稀土。随着科学技术的发展，稀土科技领域的拓展和延伸，稀土元素将会有更广阔的利用空间。
2019-06-06 14:29:51 来源: 科技日报 作者: 谢开飞
稀土非土在化学元素周期表中，稀土指的是镧系元素和钪、钇共17种金属元素的总称。
作为不可再生的稀缺性战略资源，它有“工业维生素”“新材料之母”之称，广泛应用于尖端科技领域和军工领域。
在炼钢过程中，仅需在钢中加入少量稀土，就能使原本优质的钢变得更加“坚强”，提高其使用寿命。
在军事领域，稀土能够大幅度提高武器装备的合金战术性能，如海湾战争中，加入稀土元素镧的夜视仪成为了美军坦克压倒性优势的来源。
在核能领域，稀土元素钆及其同位素都是最有效的中子吸收剂，可用作控制核电站的连锁反应级别的抑制剂，成为核反应堆的“安全保护神”……
现实中，小到手机屏幕、数码相机，大到导弹、雷达、潜艇，稀土无处不在。作为不可再生的稀缺性战略资源，它有“工业维生素”“新材料之母”之称，广泛应用于尖端科技领域和军工领域。那么，稀土是如何被发现？又是如何开启新用途发现之旅？科技日报记者就这些问题采访了稀土分离技术方面的专家。
四个“世界第一” 我国可供应全部稀土元素
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。事实上，稀土是镧、钪、钇等17种金属元素的总称。因为当时冶炼提纯难度较大，用于提取这类元素的矿物比较稀少，而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，且外观酷似“土壤”，而称之为稀土，这一名称从18世纪沿用至今。
稀土“大家族”有轻稀土和中重稀土之分。镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕为轻稀土元素，亦称铈组稀土元素；钪、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇为中重稀土元素，亦称钇组稀土元素。两者的元素原子电子层结构和物理化学性质，以及它们在矿物中共生情况和离子半径皆不同。
在应用上，轻稀土也被业内人士称为“假稀土”，虽然存量大、应用广，但价值相对低廉；而重稀土资源稀缺，可用于航天、军事、国防及新材料合成等高科技领域，价格昂贵，可替代性小。
据上述专家介绍，稀土元素在地壳中分布十分广泛，但是却很不均匀，其中稀土储量较多的，亚洲有中国、印度，北美有美国、加拿大，还有俄罗斯、澳大利亚、南非、埃及等几个国家。我国稀土矿藏丰富，雄踞着四个世界第一：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。
不仅如此，我国南方的离子型矿中有全球70%以上的重稀土资源，主要分布于我国江西、广东、福建、广西等省份，其重稀土高达30%—80%，是具有绝对竞争优势的战略资源。中国还是目前全球唯一可以供应全部稀土元素的国家。
充满历史性误会 “孪生兄弟”被当成“一个人”
稀土元素是在1794年，由芬兰化学家加多林从未知的矿化物发现的，即从硅铍钇矿中发现了“钇土”(氧化钇)。从1794年发现钇土开始，到1947年最后一个稀土元素钷被提取出来，前后共经历了150多年，期间充满了诸多历史性的误会。
上述专家介绍道，事实上，稀土元素最初被发现是这样被描述的：稀土的发现始于北欧，1787年业余矿物学家阿累尼乌斯在斯德哥尔摩附近一个名叫伊特比(Yteerby)的小村寻得了一块他从未见过的黑色矿石，就借用这个村名将其命名为Yteerite。1794年加多林声称从这种矿物中发现了一种新元素“钇土”，将其命名为Yteelium(钇)。
人们就把这一年看作是发现了第一个稀土元素“钇”的年代。其实，这是一种误会。因为，加多林当初发现的“钇土”并不是一种稀土元素，而只能说是“钇组稀土”混合氧化物。后来的科学家，又从这种“钇土”中相继发现了镱、铒、铽等重稀土元素。原来是当初的化学家们把这几个“孪生兄弟”都当成“一个人”了。同样的误会也发生在轻稀土身上。
在中国，最早的稀土矿发现于1934年，发现人是何作霖教授。之后，中国地质科学工作者不断探索和总结中国地质构造演化、发展的特点，运用和创立新的成矿理论，在全国范围内发现并探明了一批重要稀土矿床，并总结出中国稀土资源具有成矿条件好、分布面广、北轻南重、有价元素含量高、综合利用价值大等最基本的特点。
稀土元素中有15个“成员”源自一个庞大的“家族”——镧系元素，它们是元素周期表中第57号元素镧到71号元素镥15种元素的统称。
在物理性质上，镧系金属为银白色，较软，有延展性。活泼性较强，仅次于碱金属和碱土金属，需要隔绝空气保存。同时镧系金属是强还原剂，其还原能力仅次于金属镁（Mg），其反应性可与铝相比。随着原子序数的增加，还原能力呈逐渐减弱的趋势，其电子逐渐排布在内层4f轨道，外层电子排布基本相同，因此这些“成员”的化学性质比较相似。
个个身手不凡 开启现代应用发现之旅
由于各种稀土元素的性质极其相似，又多以氧化物混合物的形式存在于各种复杂的矿物中，因此稀土元素的分离和提纯是一项极其困难的工作。直到1947年，美国科学家发明了用离子交换法分离稀土，并由著名学者斯佩丁改进了离子交换法工艺，制备出公斤级的纯净单一稀土，为研究各种单一稀土的本征特性和开发稀土的用途创造了基本的条件。人们逐步对稀土丰富的光、电、磁和核性质有所认识，为各种稀土功能新材料和新器件的研制和应用奠定了基础。
信息、生物、新材料、新能源、空间和海洋被当代科学家推为六大新科技群，人们之所以重视稀土、研究稀土、开发稀土，就是因为稀土每个成员均有特性，个个身手不凡，在高精尖端科技领域各显神通。目前，由稀土元素生产的稀土永磁、发光、储氢、催化等功能材料已是先进装备制造业、新能源等高新技术产业不可缺少的原材料，还广泛应用于电子、石油化工、治金、机械、新能源、轻工、环境保护、农业等。
如镧能够应用到制备许多有机化工产品的催化剂中以及光转换农用薄膜，在国外，科学家把镧对作物的作用赋予“超级钙”的美称；铈的合金耐高热，可以用来制造喷气式推进器零件，作为玻璃添加剂，能吸收紫外线与红外线，还被用作优良的环保材料，应用到汽车尾气净化催化剂中，可有效防止大量汽车废气排到空气中。
钕的最大用户是钕铁硼永磁材料，以其优异的性能广泛用于电子、机械等行业，钕铁硼永磁体的问世，为稀土高科技领域注入了新的生机与活力。被称作当代“永磁之王”，其中阿尔法磁谱仪的研制成功，标志着我国钕铁硼磁体的各项磁性能已跨入世界一流水平。
在医疗上，钆的水溶性顺磁络合物，可提高人体的核磁共振成像信号；铥可用作医用轻便X光机射线源，用以制造便携式血液辐射仪，这种辐射仪放射出X射线照射血液并使白细胞下降，从而减少了器官移植早期的排异反应。由于对肿瘤组织具有较高亲合性，铥还可应用于肿瘤的临床诊断和治疗。
同时，稀土还可以作为优良的荧光、激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。稀土离子与羟基、偶氮基或磺酸基等形成络合物，使稀土广泛用于印染行业。而某些稀土元素具有中子俘获截面积大的特性，如钐、铕、钆、镝和铒，可用作原子能反应堆的控制材料和减速剂。而铈、钇的中子俘获截面积小，则可作为反应堆燃料的稀释剂。
几乎每隔3—5年，科学家们就能够发现稀土的新用途，每6项发明中，就有一项离不开稀土。随着科学技术的发展，稀土科技领域的拓展和延伸，稀土元素将会有更广阔的利用空间。
是什么成就了稀土这张王牌
稀土非土
在化学元素周期表中，稀土指的是镧系元素和钪、钇共17种金属元素的总称。
作为不可再生的稀缺性战略资源，它有“工业维生素”“新材料之母”之称，广泛应用于尖端科技领域和军工领域。
在炼钢过程中，仅需在钢中加入少量稀土，就能使原本优质的钢变得更加“坚强”，提高其使用寿命。
在军事领域，稀土能够大幅度提高武器装备的合金战术性能，如海湾战争中，加入稀土元素镧的夜视仪成为了美军坦克压倒性优势的来源。
在核能领域，稀土元素钆及其同位素都是最有效的中子吸收剂，可用作控制核电站的连锁反应级别的抑制剂，成为核反应堆的“安全保护神”……
现实中，小到手机屏幕、数码相机，大到导弹、雷达、潜艇，稀土无处不在。作为不可再生的稀缺性战略资源，它有“工业维生素”“新材料之母”之称，广泛应用于尖端科技领域和军工领域。那么，稀土是如何被发现？又是如何开启新用途发现之旅？科技日报记者就这些问题采访了稀土分离技术方面的专家。
四个“世界第一” 我国可供应全部稀土元素
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。事实上，稀土是镧、钪、钇等17种金属元素的总称。因为当时冶炼提纯难度较大，用于提取这类元素的矿物比较稀少，而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，且外观酷似“土壤”，而称之为稀土，这一名称从18世纪沿用至今。
稀土“大家族”有轻稀土和中重稀土之分。镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕为轻稀土元素，亦称铈组稀土元素；钪、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇为中重稀土元素，亦称钇组稀土元素。两者的元素原子电子层结构和物理化学性质，以及它们在矿物中共生情况和离子半径皆不同。
在应用上，轻稀土也被业内人士称为“假稀土”，虽然存量大、应用广，但价值相对低廉；而重稀土资源稀缺，可用于航天、军事、国防及新材料合成等高科技领域，价格昂贵，可替代性小。
据上述专家介绍，稀土元素在地壳中分布十分广泛，但是却很不均匀，其中稀土储量较多的，亚洲有中国、印度，北美有美国、加拿大，还有俄罗斯、澳大利亚、南非、埃及等几个国家。我国稀土矿藏丰富，雄踞着四个世界第一：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。
不仅如此，我国南方的离子型矿中有全球70%以上的重稀土资源，主要分布于我国江西、广东、福建、广西等省份，其重稀土高达30%—80%，是具有绝对竞争优势的战略资源。中国还是目前全球唯一可以供应全部稀土元素的国家。
充满历史性误会 “孪生兄弟”被当成“一个人”
稀土元素是在1794年，由芬兰化学家加多林从未知的矿化物发现的，即从硅铍钇矿中发现了“钇土”(氧化钇)。从1794年发现钇土开始，到1947年最后一个稀土元素钷被提取出来，前后共经历了150多年，期间充满了诸多历史性的误会。
上述专家介绍道，事实上，稀土元素最初被发现是这样被描述的：稀土的发现始于北欧，1787年业余矿物学家阿累尼乌斯在斯德哥尔摩附近一个名叫伊特比(Yteerby)的小村寻得了一块他从未见过的黑色矿石，就借用这个村名将其命名为Yteerite。1794年加多林声称从这种矿物中发现了一种新元素“钇土”，将其命名为Yteelium(钇)。
人们就把这一年看作是发现了第一个稀土元素“钇”的年代。其实，这是一种误会。因为，加多林当初发现的“钇土”并不是一种稀土元素，而只能说是“钇组稀土”混合氧化物。后来的科学家，又从这种“钇土”中相继发现了镱、铒、铽等重稀土元素。原来是当初的化学家们把这几个“孪生兄弟”都当成“一个人”了。同样的误会也发生在轻稀土身上。
在中国，最早的稀土矿发现于1934年，发现人是何作霖教授。之后，中国地质科学工作者不断探索和总结中国地质构造演化、发展的特点，运用和创立新的成矿理论，在全国范围内发现并探明了一批重要稀土矿床，并总结出中国稀土资源具有成矿条件好、分布面广、北轻南重、有价元素含量高、综合利用价值大等最基本的特点。
稀土元素中有15个“成员”源自一个庞大的“家族”——镧系元素，它们是元素周期表中第57号元素镧到71号元素镥15种元素的统称。
在物理性质上，镧系金属为银白色，较软，有延展性。活泼性较强，仅次于碱金属和碱土金属，需要隔绝空气保存。同时镧系金属是强还原剂，其还原能力仅次于金属镁（Mg），其反应性可与铝相比。随着原子序数的增加，还原能力呈逐渐减弱的趋势，其电子逐渐排布在内层4f轨道，外层电子排布基本相同，因此这些“成员”的化学性质比较相似。
个个身手不凡 开启现代应用发现之旅
由于各种稀土元素的性质极其相似，又多以氧化物混合物的形式存在于各种复杂的矿物中，因此稀土元素的分离和提纯是一项极其困难的工作。直到1947年，美国科学家发明了用离子交换法分离稀土，并由著名学者斯佩丁改进了离子交换法工艺，制备出公斤级的纯净单一稀土，为研究各种单一稀土的本征特性和开发稀土的用途创造了基本的条件。人们逐步对稀土丰富的光、电、磁和核性质有所认识，为各种稀土功能新材料和新器件的研制和应用奠定了基础。
信息、生物、新材料、新能源、空间和海洋被当代科学家推为六大新科技群，人们之所以重视稀土、研究稀土、开发稀土，就是因为稀土每个成员均有特性，个个身手不凡，在高精尖端科技领域各显神通。目前，由稀土元素生产的稀土永磁、发光、储氢、催化等功能材料已是先进装备制造业、新能源等高新技术产业不可缺少的原材料，还广泛应用于电子、石油化工、治金、机械、新能源、轻工、环境保护、农业等。
如镧能够应用到制备许多有机化工产品的催化剂中以及光转换农用薄膜，在国外，科学家把镧对作物的作用赋予“超级钙”的美称；铈的合金耐高热，可以用来制造喷气式推进器零件，作为玻璃添加剂，能吸收紫外线与红外线，还被用作优良的环保材料，应用到汽车尾气净化催化剂中，可有效防止大量汽车废气排到空气中。
钕的最大用户是钕铁硼永磁材料，以其优异的性能广泛用于电子、机械等行业，钕铁硼永磁体的问世，为稀土高科技领域注入了新的生机与活力。被称作当代“永磁之王”，其中阿尔法磁谱仪的研制成功，标志着我国钕铁硼磁体的各项磁性能已跨入世界一流水平。
在医疗上，钆的水溶性顺磁络合物，可提高人体的核磁共振成像信号；铥可用作医用轻便X光机射线源，用以制造便携式血液辐射仪，这种辐射仪放射出X射线照射血液并使白细胞下降，从而减少了器官移植早期的排异反应。由于对肿瘤组织具有较高亲合性，铥还可应用于肿瘤的临床诊断和治疗。
同时，稀土还可以作为优良的荧光、激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。稀土离子与羟基、偶氮基或磺酸基等形成络合物，使稀土广泛用于印染行业。而某些稀土元素具有中子俘获截面积大的特性，如钐、铕、钆、镝和铒，可用作原子能反应堆的控制材料和减速剂。而铈、钇的中子俘获截面积小，则可作为反应堆燃料的稀释剂。
几乎每隔3—5年，科学家们就能够发现稀土的新用途，每6项发明中，就有一项离不开稀土。随着科学技术的发展，稀土科技领域的拓展和延伸，稀土元素将会有更广阔的利用空间。
记者 谢开飞
稀土非土
在化学元素周期表中，稀土指的是镧系元素和钪、钇共17种金属元素的总称。
作为不可再生的稀缺性战略资源，它有“工业维生素”“新材料之母”之称，广泛应用于尖端科技领域和军工领域。
在炼钢过程中，仅需在钢中加入少量稀土，就能使原本优质的钢变得更加“坚强”，提高其使用寿命。
在军事领域，稀土能够大幅度提高武器装备的合金战术性能，如海湾战争中，加入稀土元素镧的夜视仪成为了美军坦克压倒性优势的来源。
在核能领域，稀土元素钆及其同位素都是最有效的中子吸收剂，可用作控制核电站的连锁反应级别的抑制剂，成为核反应堆的“安全保护神”……
现实中，小到手机屏幕、数码相机，大到导弹、雷达、潜艇，稀土无处不在。作为不可再生的稀缺性战略资源，它有“工业维生素”“新材料之母”之称，广泛应用于尖端科技领域和军工领域。那么，稀土是如何被发现？又是如何开启新用途发现之旅？科技日报记者就这些问题采访了稀土分离技术方面的专家。
四个“世界第一” 我国可供应全部稀土元素
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。事实上，稀土是镧、钪、钇等17种金属元素的总称。因为当时冶炼提纯难度较大，用于提取这类元素的矿物比较稀少，而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，且外观酷似“土壤”，而称之为稀土，这一名称从18世纪沿用至今。
稀土“大家族”有轻稀土和中重稀土之分。镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕为轻稀土元素，亦称铈组稀土元素；钪、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇为中重稀土元素，亦称钇组稀土元素。两者的元素原子电子层结构和物理化学性质，以及它们在矿物中共生情况和离子半径皆不同。
在应用上，轻稀土也被业内人士称为“假稀土”，虽然存量大、应用广，但价值相对低廉；而重稀土资源稀缺，可用于航天、军事、国防及新材料合成等高科技领域，价格昂贵，可替代性小。
据上述专家介绍，稀土元素在地壳中分布十分广泛，但是却很不均匀，其中稀土储量较多的，亚洲有中国、印度，北美有美国、加拿大，还有俄罗斯、澳大利亚、南非、埃及等几个国家。我国稀土矿藏丰富，雄踞着四个世界第一：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。
不仅如此，我国南方的离子型矿中有全球70%以上的重稀土资源，主要分布于我国江西、广东、福建、广西等省份，其重稀土高达30%—80%，是具有绝对竞争优势的战略资源。中国还是目前全球唯一可以供应全部稀土元素的国家。
充满历史性误会 “孪生兄弟”被当成“一个人”
稀土元素是在1794年，由芬兰化学家加多林从未知的矿化物发现的，即从硅铍钇矿中发现了“钇土”(氧化钇)。从1794年发现钇土开始，到1947年最后一个稀土元素钷被提取出来，前后共经历了150多年，期间充满了诸多历史性的误会。
上述专家介绍道，事实上，稀土元素最初被发现是这样被描述的：稀土的发现始于北欧，1787年业余矿物学家阿累尼乌斯在斯德哥尔摩附近一个名叫伊特比(Yteerby)的小村寻得了一块他从未见过的黑色矿石，就借用这个村名将其命名为Yteerite。1794年加多林声称从这种矿物中发现了一种新元素“钇土”，将其命名为Yteelium(钇)。
人们就把这一年看作是发现了第一个稀土元素“钇”的年代。其实，这是一种误会。因为，加多林当初发现的“钇土”并不是一种稀土元素，而只能说是“钇组稀土”混合氧化物。后来的科学家，又从这种“钇土”中相继发现了镱、铒、铽等重稀土元素。原来是当初的化学家们把这几个“孪生兄弟”都当成“一个人”了。同样的误会也发生在轻稀土身上。
在中国，最早的稀土矿发现于1934年，发现人是何作霖教授。之后，中国地质科学工作者不断探索和总结中国地质构造演化、发展的特点，运用和创立新的成矿理论，在全国范围内发现并探明了一批重要稀土矿床，并总结出中国稀土资源具有成矿条件好、分布面广、北轻南重、有价元素含量高、综合利用价值大等最基本的特点。
稀土元素中有15个“成员”源自一个庞大的“家族”——镧系元素，它们是元素周期表中第57号元素镧到71号元素镥15种元素的统称。
在物理性质上，镧系金属为银白色，较软，有延展性。活泼性较强，仅次于碱金属和碱土金属，需要隔绝空气保存。同时镧系金属是强还原剂，其还原能力仅次于金属镁（Mg），其反应性可与铝相比。随着原子序数的增加，还原能力呈逐渐减弱的趋势，其电子逐渐排布在内层4f轨道，外层电子排布基本相同，因此这些“成员”的化学性质比较相似。
个个身手不凡 开启现代应用发现之旅
由于各种稀土元素的性质极其相似，又多以氧化物混合物的形式存在于各种复杂的矿物中，因此稀土元素的分离和提纯是一项极其困难的工作。直到1947年，美国科学家发明了用离子交换法分离稀土，并由著名学者斯佩丁改进了离子交换法工艺，制备出公斤级的纯净单一稀土，为研究各种单一稀土的本征特性和开发稀土的用途创造了基本的条件。人们逐步对稀土丰富的光、电、磁和核性质有所认识，为各种稀土功能新材料和新器件的研制和应用奠定了基础。
信息、生物、新材料、新能源、空间和海洋被当代科学家推为六大新科技群，人们之所以重视稀土、研究稀土、开发稀土，就是因为稀土每个成员均有特性，个个身手不凡，在高精尖端科技领域各显神通。目前，由稀土元素生产的稀土永磁、发光、储氢、催化等功能材料已是先进装备制造业、新能源等高新技术产业不可缺少的原材料，还广泛应用于电子、石油化工、治金、机械、新能源、轻工、环境保护、农业等。
如镧能够应用到制备许多有机化工产品的催化剂中以及光转换农用薄膜，在国外，科学家把镧对作物的作用赋予“超级钙”的美称；铈的合金耐高热，可以用来制造喷气式推进器零件，作为玻璃添加剂，能吸收紫外线与红外线，还被用作优良的环保材料，应用到汽车尾气净化催化剂中，可有效防止大量汽车废气排到空气中。
钕的最大用户是钕铁硼永磁材料，以其优异的性能广泛用于电子、机械等行业，钕铁硼永磁体的问世，为稀土高科技领域注入了新的生机与活力。被称作当代“永磁之王”，其中阿尔法磁谱仪的研制成功，标志着我国钕铁硼磁体的各项磁性能已跨入世界一流水平。
在医疗上，钆的水溶性顺磁络合物，可提高人体的核磁共振成像信号；铥可用作医用轻便X光机射线源，用以制造便携式血液辐射仪，这种辐射仪放射出X射线照射血液并使白细胞下降，从而减少了器官移植早期的排异反应。由于对肿瘤组织具有较高亲合性，铥还可应用于肿瘤的临床诊断和治疗。
同时，稀土还可以作为优良的荧光、激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。稀土离子与羟基、偶氮基或磺酸基等形成络合物，使稀土广泛用于印染行业。而某些稀土元素具有中子俘获截面积大的特性，如钐、铕、钆、镝和铒，可用作原子能反应堆的控制材料和减速剂。而铈、钇的中子俘获截面积小，则可作为反应堆燃料的稀释剂。
几乎每隔3—5年，科学家们就能够发现稀土的新用途，每6项发明中，就有一项离不开稀土。随着科学技术的发展，稀土科技领域的拓展和延伸，稀土元素将会有更广阔的利用空间。
记者 谢开飞
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