所以J=L－S＝0。则光谱项为2S+1LJ即为7F0 光谱支项有支项数＝ L＋S 、L＋S－1、L＋S－2 ……L－S。即有6、5、4、3、2、1、0，支项光谱为
7
F67F57F47F37F27F17F0
（2）Tb3+最外层有8个4f电子。L＝∑m＝6＋2＋1＋0－1－2－3＝3。
则其磁量子数为3，对应的光谱符号为F。S＝∑ms ＝3。因为4f电子数大于7，所以J=L＋S＝6。则光谱项为
7
2S+1
LJ即为7F6，光谱支项有
F67F57F47F37F27F17F0
（3）Gd3＋最外层有7个4f电子。L＝∑m＝3＋2＋1＋0－1－2－3＝0。
则其磁量子数为0，对应的光谱符号为S。S＝∑ms ＝7/2。因为4f电子数等于7，所以J=L＋S＝7/2。则光谱项为
8
2S+1
LJ即为8S7/2 光谱支项有
S7/2，
（４）Ce3+ 最外层有1个4f电子。其磁量子数为3，则L＝∑m＝3。对
应的光谱符号为F。S＝∑ms ＝1/2。因为4f电子数小于7，所以J=L－S＝5/2。则光谱项为2S+1LJ即为2F5/2光谱支项有L-S＝2个，即2F5/2和2F7/2 (5)Dy3+最外层有9个4f电子。则L＝∑m＝3×2＋2×2＋1＋0＋（－1）+(-2)+(-3)=5。对应的光谱符号为H。S＝∑ms ＝5×1/2=5/2。因为4f电子数大于7，所以J=L＋S＝15/2。则2S+1L 为6H 光谱支项有J=L＋S＝15/2，即
6
6
H15/2和
J=L＋S-1=13/2,即
6
H13/2类推还有
H11/26H9/26H7/26H5/26H3/26H1/2（不应该有这两个吧）
(6)Sm3+最外层有5个4f电子。则L＝∑m＝3＋2＋1＋0＋（－1）=5。对应的光谱符号为H。S＝∑ms ＝5×1/2=5/2。因为4f电子数小于7，所以J=L－S＝5/2。则2S+1L 为6H 光谱支项有J=L＋S＝15/2，即6H15/2和J=L＋S-1=13/2,即6H13/2类推还有6H11/26H9/26H7/26H5/2
28、 物质的磁性可以分为几类？稀土元素和d族过渡元素
相比有哪些特点？
答：物质的磁性可以分为顺磁性、抗磁性、铁磁性和反铁磁性几种。稀土元素和d族过渡元素相比有以下特点：
1）轨道数目不同，所以镧系元素是顺磁化率最大的元素。
2）镧系元素受屏蔽作用得影响，受外场得影响不大，而过渡元素则不同。 3)稀土元素具有很高得饱和磁化率。 4）稀土元素的居里温度较低。
5）过渡元素的自旋－轨道作用较弱，轨道作用较强。
29、 解释稀土离子在水溶液呈各种颜色的原因。
答：稀土离子的价电子可以在f轨道之间跃迁（即电子从一种轨道迁移到另一种轨道），也可以在f与d轨道之间跃迁，从而造成对各种波长的光的吸收。因此，多数稀土离子在水溶液中具有各种颜色。
30、 什么叫磁矩、磁化强度、磁化率和磁导率？
答：磁矩是指描述载流线圈或微观粒子磁性的物理量。 分子的磁矩就是电子轨道磁矩以及电子和核的自旋磁矩构成的，磁介质的磁化就是外磁场对分子磁矩作用的结果。
磁化强度是指描述磁介质磁化状态的物理量，它是物质在外加磁场作用下的合磁矩。是矢量，常用符号M表示。定义为单位体积内分子磁矩m的矢量和 磁化率是指表征磁介质属性的物理量, 描述物质对外加磁场的磁性响应。常用符号cm表示，等于磁化强度M与磁场强度H之比
磁导率是指表征磁介质磁性的物理量。常用符号μ表示，表示物质磁性的一种磁学量，是物质中磁感应强度B与磁场强度H之比：μ=B/H。
31、 稀土磁致冷材料是如何达到致冷的目的？
答：磁致冷首先是给磁体加磁场，使磁矩按磁场方向整齐排列，然后再撤去磁场，使磁矩的方向变得杂乱，这时磁体从周围吸收热量，通过热交换使周围环境的温度降低，达到致冷的目的。
32、 什么叫磁致伸缩效应？
答：磁致伸缩效应是1842年由焦耳发现的，故又称焦耳效应
磁性材料由于磁场的变化，其长度和体积都要发生微小的变化，这种现象称为磁致伸缩。
33、 稀土元素有哪些物理和化学性质？
答：物理性质：
1）具有典型的金属属性，有金属光泽。
2）稀土金属的硬度不大，具有较高的熔点和沸点。 3）稀土金属的导电性不是很好，常温时电阻率高。 4）稀土元素的化合物都是离子型化合物，导电性较好。 化学性质： 1） 2） 3）
典型的金属，所以化学活泼性很强。 稀土金属都是很强的还原剂。
稀土的酸碱性是随原子序数的增大而逐渐减弱的。
34、 常见的稀土化合物、盐类及非金属化合物有哪些？写出
五种以上的名称。
答：有稀土氧化物、稀土氢氧化物；稀土卤化物、稀土硝酸盐、稀土硫酸盐、稀
土碳酸盐、稀土草酸盐、稀土磷酸盐、稀土卤酸盐、稀土硅酸盐等 稀土氢化物、稀土硼化物、稀土碳化物、稀土硅化物、稀土氮化物、稀土硫化物。
35、 稀土配合物的类型有哪几种？
答： （1）离子缔合物。稀土离子与无机配位体主要形成离子缔合物，稳定性
较弱，只能存在于溶液中，在固体化合物中不存在。
（2）不溶性的加合物 不溶的加合物或称不溶的非鳌合物类，这类配合物仅安替比林衍生物在水中稳定，其他如氨或铵类稳定性均弱。
（3）鳌合物 鳌合物由于形成环形结构，比其他类型配合物稳定。分子型鳌合物难溶于水，易溶于有机溶剂，如苯或三氯甲烷。 （4）其他
36、 以独居石或氟碳铈矿为例，说明精矿分解的工艺流程。
答：用烧碱法处理独居石精矿分解的工艺流程： 1） 2） 3）
将精矿球磨至200目以下。在常压下于140度用浓氢氧化钠分解。 加热浓缩滤液至137度沸点，99％的磷酸三钠析出。
在PH值为3.5到4.5的条件下，用盐酸热浸滤饼。过滤分离稀土溶液和残渣。 4）
调整稀土氯化物溶液的浓度和酸度，再用逆流多级混合澄清槽进行溶剂萃取。 5） 6）
萃取余物中含轻稀土，经蒸发浓缩后再结晶。得到轻稀土。 盐酸热浸出的不溶物，再经硝酸溶解后，再萃取得稀土。
氟碳铈矿的分解有许多方法，我们以氧化－酸浸－制取氧化铕为例：
1） 2） 3） 4） 5）
焙烧。将精矿在800度下焙烧。
浸出。在浸出槽中，将冷却后的焙烧物加水，然后加入30％的盐酸。 洗涤。将出的矿浆洗涤、富集。 萃取分组。用专用的萃取液萃取分组。 提取铕。
37、 稀土分离可以由粗分离和精制两个部分组成，这两个部
分通常采用的方法有哪些？
答：粗分离：中和法、硫酸稀土铵（钠）复盐沉淀法、草酸盐法等；
精制：草酸盐沉淀法、硫化物沉淀法、萃取法。
38、 稀土材料制备的五个特点是什么？
答：①稀土材料的组成和结构复杂，因此对其化学组分和显微结构要严格设计和
控制。
②因为其活泼和其特有的特性，所以制备环境苛刻。 ③要采用新的高新制备技术。
④由于要求纯度高，故制备条件苛刻且多限于少量制备，成本高，产品价格也高。
⑤技术保密性和知识产权保护性强。
39、 稀土材料制备中的离子取代分几种？
答：根据结晶化学原理，离子半径相近的离子易于相互取代。离子取代可以分成等价取代和不等价取代两种方法。在发生等价离子取代时，无需电荷补偿。在不等价离子取代中产生的空位缺陷，可利用加入电荷补偿剂进行电荷补偿，或者由