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2022-05-19

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稀土元素的化学活性很强，其活性由钪、钇至镧递增，由镧至镥逐渐减弱，尤以镧、铈和铕为最活泼。在较低的温度下，稀土元素能与氢、碳、氮、磷及其他一些元素相互反应。稀土金属燃点很低，铈为160℃，错为190℃，钕为270℃，它们能生成极稳定的氧化物、卤化物和硫化物。

稀土金属能使水分解，且易溶于盐酸、硫酸和硝酸中。稀土金属不与碱作用。稀土金属由于能形成难溶的氟化物和磷酸盐的保护膜，因而难溶于氢氟酸和磷酸中。稀土金属能与多种金属元素生成金属间化合物或合金。

1．与氧反应

稀土金属在室温下能与空气中的氧发生反应。首先是其表面被氧化，继续氧化的程度，依据所生成的氧化物的结构性质的不同而异。例如，镧、铈和错在空气中的氧化速度较快，而钕、钐和钆的氧化速度较慢，甚至能较长时间保持金属光泽。

所有稀土金属在空气中加热至180～200℃时，迅速氧化并放出热量。铈生成CeO₂，镨生成Pr₆O₁₁（4PrO₂·Pr₂O₃），铽生成Tb₄O₇（2TbO₂·Tb₂O₃）；其他稀土金属则生成RE₂O₃型氧化物。

2．与氢反应

稀土金属在室温下能吸收氢，温度升高，吸氢速度加快。当加热至250～300℃时，其能强烈吸氢，并生成组成为REH_x（x＝2～3）型的氢化物。稀土氢化物性较脆，在潮湿空气中不稳定，易溶于酸或被碱分解。在真空中，加热至1000℃以上，其可以完全释放出氢。这一特殊性质常用于稀土金属粉末的制取。

3．与碳反应

无论是熔融状态还是固态稀土金属，在高温下与碳作用，均能生成RE₃C型化合物。而稀土金属氢化物在高温下与石墨作用，也可以生成RE₂C₃、REC₂型化合物，它们具有金属的导电性。所有的稀土碳化物在室温下遇水都水解成稀土氢氧化物和气体产物。

4．与氮反应

熔融状态或者固态稀土金属，在高温下与氮发生反应生成REN型化合物，在高温下非常稳定，但遇水后会缓慢水解并放出氨；REN能够迅速溶解于酸中，遇碱则生成氢氧化物和氨气。

5．与硫反应

稀土金属与硫蒸气作用，生成RE₂S₃和RES型的硫化物。硫化物的特点是熔点高、化学性质稳定和耐蚀性强。稀土硫化物不溶于水，在空气中稳定；稀土硫化物在空气中加热到200～300℃时开始氧化生成碱式硫酸盐。

6．与卤素反应

在高于200℃的温度下，稀土金属均能与卤素发生剧烈反应，主要生成三价的REX₃型化合物，其作用强度由氟向碘递减。而钐、铕还可生成REX₂型化合物，铈可生成REX₄型的化合物，但都属不稳定的中间化合物。

一般情况下，卤化物都含有一定的水分子，因此稀土卤化物均有很强的吸湿性。稀土元素的REX₂（X＝C1、Br、I）型的化合物在空气和水中均不稳定，能迅速氧化为稀土氢氧化物和氢气。

7．与金属元素反应

稀土金属几乎能同所有的金属元素反应，生成组成不同的金属间化合物或合金。例如，与镁生成 REMg、REMg₂、REMg₄等化合物（稀土金属微溶于镁）；与铝生成 RE₃Al、RE₃Al₂、REAl、REAl₂、REAl₃、RE₃Al₄等化合物；与钴生成 RECO₂、RECO₃、RECO₄、RECO₅、RECO₇等化合物，其中Sm₂CO₇、SmCO₅为永磁材料；与镍生成 LaNi、LaNi₅、La₃Ni₅等化合物；与铜生成YCu、YCu₂、YCu₃、YCu₄、NdCu₅、CeCu、CeCu₂、CeCu₄、CeCu₆等化合物；与铁生成CeFe₂、CeFe₃、Ce₂Fe₃、 YFe₂等化合物，但镧与铁只生成低共熔体，镧铁合金的延展性很好。

稀土金属与碱金属及钙、钡等均不生成互溶体系。稀土金属在锆、铌、钽中溶解度很小，一般只形成低共熔体，与钨、钼不能生成化合物。

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