稀土元素各级电离能的相关性方程的建立及其应用.docxVIP

稀土元素各级电离能的相关性方程的建立及其应用 一、 稀土元素各级电离能的概述 稀土元素（Rare Earth Elements，简称REEs）是指化学符号中大写字母为La～Lu（三价铋除外）的17种原子，或称Lanthanide Elements，都有共同的特性：它们拥有中升级电离能。稀土元素的各级电离能完全有规律，且具有中间延申性，因而在稀土元素化学研究与应用上具有很大的利用价值。 稀土元素各级电离能的建立，得益于穆勒的克劳斯—狄拉克电离能规律（KLDR）和元素周期律。依据KLDR的定义，对于任何一种原子态的元素，它的每一个以自身通用原子序数为序号的圆柱形电子层上的外层电子有一系列的电离能，它们是以簇增量为间隔依次由低向高递增的。根据该规律，稀土元素的各级电离能可以以公式表达： 电子级电离能[ML]n = Z/n^2（n = 4，5，6） 其中Z表示稀土元素的原子序数。根据稀土元素的共有特性，以及它们以原子序数伴随电离能的增加，可以推出稀土元素的三级电离能的相对值，以及其他级别的值，至此，稀土元素的各级电离能的相关性方程建立完成。 由于稀土元素各级电离能具有较强的一致性，并具有中间延伸性，因而稀土元素各级电离能的相关性方程有多种实际应用。其一，可以运用相关性方程定量计算某个原子级别未知的电离能值；其二，由于圆柱体电子层的大小决定元素的性质，用相关性方程可以预测稀土元素的性质，进而有助于稀土元素的新型合成；其三，稀土元素各级电离能的推导可以帮助理解它们在化学反应中的结合情况，从而为稀土元素合成提供帮助；其四，稀土元素各级电离能的相关性方程也可以用来预测电离指数和反应活性，并从而应用测试特定元素，如光照活性、稳定性和可见光时效等。 总之，稀土元素各级电离能的相关性方程建立起来后，其应用也有很多，它不仅能够帮助稀土元素的新型合成，而且可以用来估算稀土元素的性质、电离指数和反应活性等，为其进行特定化学反应提供很大的便利，大大提高了稀土元素的利用率。