窦光宇

在2008年度国家科学技术奖励大会上，来自北京大学的徐光宪院士，因在稀土材料研究方面成绩卓著而获得国家最高科技奖。对于徐光宪院士，本刊读者并不陌生，因为他曾为本刊撰文，介绍21世纪化学科学的前沿问题以及今天化学家的任务，其中重要的就是要在材料科学领域找到突破口，开发出新型稀土功能材料。“稀土”这种材料究竟有什么神奇的魔力呢?

稀土金属是一类稀有矿物的总称，指化学元素周期袁中的锎系元素，其中包括：镧(La)、铈(ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系15个元素密切相关的2个元素：钪(sc)和钇(Y)，加在一起总共有17种金属元素。

稀土金属是从瑞典开采出来的一些比较稀少的矿物中被发现的，“土”是按当时的习惯指不溶于水的物质，将两者结合在一起故称“稀土”。根据稀土金属原子电子层结构、物理化学性质以及它们在矿物中共生情况的不同，17种稀土金属通常被分为两组。一组是轻稀土(又称铈组)，包括：锎、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆；另一组是重稀土(又称钇组)，包括：铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。这两组稀土金属之所以称铈组或钇组，是因为矿物经分离得到的稀土混合物中，常以铈或钇占优势，分类名称也由此而来。

稀土元素通常在地壳中聚集出现，它们的物理性质和化学性质又比较接近，所以，对稀土元素的分离非常困难。稀土元素的提纯成为化学研究中的一个巨大难点。从1794年芬兰人加多林最先分离出钇，到1947年美国人马林斯基等人最后制得钷，对这17种稀土元素的逐一完全提纯，总共经历了150多年。……