稀土简史

从1894年人类发现第一个稀土元素钇，至今已整整116年了。但17个稀土元素并不是一下子就被全部发现的，到1947年找到最后一个稀土元素钷，整整经历了153年的艰苦历程。而且在变漫长的发现进程里，充满了历史性的误会。　　在关于化学元素发现史的书文中，对于稀土元素的最初发现都是这样描述的：稀土发现始于北欧。1987年，业余矿物学家、瑞典陆军中尉阿累尼乌斯（C.A.Arrhenius）在斯德哥尔摩附近一个名叫伊特比（Yteerby）的小村检到一块他从未见到过的黑色矿石，就借用这个村名将其命名为Yteerite。　　

1794年芬兰化学家加多林声称（J.Gadolin）从这种矿物中发现了一种新元素“钇土”，将其命名为Yteelium（钇）。大家都把这一年算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几个“孪生姐妹”都当成“一个人”了。同样的误会也发生在轻稀土身上。在发现“钇土”9年后的1803年，瑞典化学家伯采利乌斯（J.J.Berzelius）和他的老师黑新格尔（W.Hisingerr）提出发现了新元素“铈土”的报告，并将其命名为Cerium（铈）。其实，这个“铈”当初也不是比较纯的氧化铈，而只是“铈组稀土”的混合氧化物。其后的化学家们，又从其中分离出镧镨钕等轻单一稀土元素。他们同样是把几个面孔极为相象的轻稀土“孪生兄弟”误认为是“一个人”了。

这种艰难寻找和误会几乎充满了17种稀土元素发现的全过程。

1839年，也就是在伯采利乌斯发现“铈”之后经过36年，瑞典化学家莫桑德尔（CarlMosander）发现了“镧”（其命名源于希腊语为“隐藏者”之意）。两年后的1841年，莫桑德尔又从“铈土”中发现了“迪迪姆”（Didymium，希腊语为“孪生子”的意思），其实他就是镨钕化合物。直到1985年，奥地利化学家韦尔斯巴克（C.F.AuerVonWelsbach）才发现原来这个“迪迪姆”并非只与镧孪生，而他本身正是一对孪生子镨和钕。从镨钕化合物到真正发现单一的镨和钕元素，竟然经历了整整44年。重稀土的发现也同样经历了漫长的历程，从发现钇，经过发现铒（1894年）、镱（1878年）、钬（1879年）、铥（1879年），到1907年发现最后一个重稀土元素镥，竟然走过了113年。　　

化学元素周期表的最早发现者门捷列夫在世时，只发现了钇、镧、铈、铒和镨钕化合物（迪迪姆），他已经意识到稀土元素对他的周期表影响极大，但却无法安排好他们的位置。在他去世前曾痛苦地写道：“（稀土）这是周期表中最难的问题之一”。化学历史学家说，在1878年至1913年的35年中，各种科学杂志报道发现至少有100种稀土元素。当然，绝大部分后来都被否定了。甚至还有人在愚人节那天，声称发现了两种新的稀土元素，用稀土跟大家开了个玩笑，也算是给长期郁闷的稀土发现史添加一个滑稽的小插曲。　　

直到1947年，美国人马林斯克（J.A.Marinsky）和他的同事们在原子反应堆铀废料中分离出最后一个稀土元素钷，才算完成了17个稀土元素的全部发展史。也正是从这一年开始，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（F.H.Spedding）改进了离子交换法工艺，能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。使人们逐步对稀土丰富的光、电、磁和核性质有所认识，为各种稀土功能材料的研制和应用奠定了基础。由此，稀土才由充满误会的元素发现期，真正步入了产业化发展和作为战略元素的应用黄金期。稀土每个成员均有特性。它们个个身手不凡，在国民经济各领域各显神通。特别是研究稀土元素特有的丰富的电子能级，利用其优异的光、磁、电、声、热性能可以开发出拥的优异功能特性的新材料和新器件。科家们一至预言，在21世纪六大新技术领域——信息、生物、新材料、新能源、空间和海洋，稀土这个元素大家族一定会做出显赫的贡献。


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