历史上钕元素的发现者及发现过程

钋是一种银白色金属，能在黑暗中发光，由著名科学家居里夫人与丈夫皮埃尔在1898年发现，两人对这种元素的命名是为了纪念居里夫人的祖国波兰。钋是目前已知最稀有的元素之一，在地壳中含量约为100万亿分之一。天然的钋存在于所有铀矿石和钍矿石中，但由于含量过于微小，主要通过人工合成方式取得。钋是世界上最毒的物质。

1841年瑞典化学家莫桑德尔从铈土中得到镨、钕的混合物；1885年奥地利的韦耳斯拔从中分离出绿色的镨盐和玫瑰色的钕盐，并确定它们是两种新元素。钕在地壳中的含量为0.00239%，主要存在于独居石和氟碳铈矿中。自然界存在7种钕的同位素：钕142、143、144、145、146、148、150，其中钕142含量最高。

回顾100多年来矿产勘查的发展可以看出，人们都在自觉或不自觉地遵循和探索着某种模式或指导思想，以期实现矿产勘查的战略目的，客观上形成了矿产勘查的若干发展阶段。不同的研究者从不同的角度和侧重点出发，对这些阶段的划分与描述不尽一致。我们根据有关资料的综合，大致地将其分成以下几个阶段。

第一阶段：勘探——“找矿人”（1841～1900年）

在早期的勘探阶段，找矿人在广阔的原野上行走（例如带着狗），试图发现矿化的踪迹。这相当于现代的踏勘，他们主要依据地表矿化露头进行找矿，其中地表氧化带便成为当时矿产勘查的最有利的标志之一。例如，在澳大利亚，由于风化层较厚，次生富集十分强烈，因此寻找次生氧化带成为这一阶段的最佳找矿方式。这一阶段的地质找矿具有较大的偶然性。但这一时期发现的大矿床，后来都经开发成为重要成矿带。

第二阶段：发展——“传统”找矿（1901～1944年）

在这一阶段，基本持续上一阶段的水平，主要依据地表露头找矿。虽然开始了少量的地球物理和地球化学工作，但勘查者主要依据其经验和地表露头，地表的地质填图已经得到了重视，对裸露区多次反复地地质填图，以期发现地表的矿化，地质填图成为此阶段矿产勘查的主要手段。总体来说，从19世纪末到1944年，整个阶段可称为“传统找矿”的时代。

第三阶段：成矿理论的发展——理论勘查（1945～1972年）

二次世界大战后，各国普遍加强了矿产勘查活动。在这一阶段，新的矿床理论影响着同类矿床的勘查与发现。最初，最重要的是花岗岩成矿理论，几乎所有矿床都归结于与花岗岩同时形成的；即便对于那些未见到花岗岩的矿床，人们则大胆设想深部存在“隐伏的花岗岩岩基”，或者认为是“远程成矿作用”的结果。后来，人们认识到许多矿床是受地层控制的，是在花岗岩以前形成的，于是便提出了海底喷气、火山成因、层控等成矿理论。这些理论受到重视后，随之发现了大批新矿床，如火山成因的块状硫化物矿床，含铀砾岩，“密西西比河谷型铅锌矿床”，“砂岩铀矿”，“含铜页岩”等。在这一阶段，在矿区周围主要开展半区域性的地质填图工作，原子吸收技术的发展促使化探方法得到了较为广泛的应用，地球物理方法也得到了发展与成熟。

第四阶段：高技术发展与勘查——科学找矿阶段（1973至现在）

在第三阶段后期，在矿床发现速度加快的同时，矿产勘查费用的缩减、金属价格的下跌，使得许多公司都放弃了对贱金属矿床的勘查。1976年澳大利亚奥林匹克坝Cu-Au-U矿床发现以后，促使很多公司重新对勘查产生了兴趣。但在这一阶段，找矿难度明显加大，勘查者面临着找隐伏矿的新任务，它既需要现代高新技术，又需要多学科的综合研究。我们将现代矿产勘查称为高技术勘查——科学找矿阶段。在这一阶段，随着全球构造和大陆岩石圈研究的发展，以及地球体系概念的增强，越来越多的研究者注意将成矿作用置于岩石圈、地壳、整个地球乃至宇-地体系的发展与演化过程中来考虑。

在划分上述阶段的同时，有两个基本事实是耐人寻味的。

一、所发现矿床的数量与矿床勘查阶段的对应关系

P.拉兹尼卡（1997）对世界上337个巨型和超巨型矿床的发现时间作了统计分析（图2-1）。从图2-1可以看出，1945年以前发现的矿床共169个，占总数的50%，其后发现的矿床为168个，也只占50%。若与上述阶段划分相对照，并用不同阶段拥有的找矿理论和技术手段相对应的话，我们可以看到，在“传统”找矿阶段以前和以后，所发现的巨型矿床在数量上是相当的。不过，1945年以后随着找矿理论的更新和深化、技术手段的进步，矿床发现的速率增大了。同时也应该看到，1985年以后所发现矿床的数量相对地明显减少了。

图2-1 世界上337个巨型矿床和超巨型矿床的发现随时间变化的直方图和累积频率图

（引自P.Laznica，1997）

图2-2 世界上12种金属巨型矿床和超巨型矿床的发现随时间变化的频率图

（引自P.Laznica，1997）

P.拉兹尼卡（1997）还对12种金属的巨型矿床的发现数量与时间的对应关系进行了统计研究（图2-2）。从图2-2可见，若仍以1945年为界，Sn、Pb、Hg、Ag以及Zn等人类较早使用的有色金属，在此前发现的数量较大，所占百分比较高；Au矿床的发现数目是逐渐增高的，1945年前后百分比最大，经过20世纪60年代的降低后，于20世纪80年代又呈高峰；Al、U、Be、Ni（Mo）矿的发现高峰均出现于1945年之后，这在很大程度上与这些金属被人类开发利用较晚有关，与找矿理论和技术发展亦有密切关系；人类最早使用的Cu矿，其发现数目基本上是随时间而增多的。值得注意的是，按照P.拉兹尼卡的预测，1985年以后，所有12种金属矿床的发现数目（百分比）都将是降低的。

二、矿产勘查的成本不断增大，“效益”减小

据加拿大自然资源部提供的资料，从20世纪40年代到80年代，勘查金属矿床花费每加元所获得的金属价值总体来说是波浪式下降的（图2-3）。20世纪50年代初期，找矿的经济效益最好，花费1加元便可得到400加元的矿产值。到了整个80年代找矿的经济效益最差，并达到20世纪的最低点；到了80年代晚期虽然略有增加，但仍然属最低的时期，大约每花费1加元可获得40加元的矿产值，只有50年代初期的十分之一。以贱金属矿床为例，1955～1985年间每发现一个矿床的平均费用为21900万加元，比1955～1978年的11100美元，大致增长了2倍多。这虽然是加拿大的情况，但亦可透视出世界矿产勘查“经济效益”变化的总趋势。

图2-3 按1987～1991年平均不变价格计算花费每1加元发现金属的价值

综上所述，我们得到一些重要的启示：矿产勘查的效果（发现矿床的数量和质量、勘查工作的成本效益）并不与矿产勘查阶段的演进（主要是找矿理论和勘查技术的发展）有必然的正相关关系；矿产勘查战略的合理性并不是一个绝对的概念，必然是与当时的地质-找矿环境和形势、所面临的主要找矿任务和难题、所拥有的找矿理论和技术相联系的，很难、也不应该依其出现的先后论其“好”与“坏”，“先进”与“落后”；能解决矿产勘查所面临的难题，取得当时条件下的显著找矿成果，应是评价“矿产勘查战略”的主要标志。

元素原子量：238.0

元素类型：金属

元素描述 ： 致密而有延展性的银白色放射性金属。铀在接近绝对零度时有超导性，有延展性。铀的化学性质活泼，易与绝大多数非金属反应，能与多种金属形成合金。铀最初只用做玻璃着色或陶瓷釉料，1938年发现铀核裂变后，开始成为主要的核原料。

氧化态：

Main U+6

Other U+2, U+3, U+4, U+5

原子体积:(立方厘米/摩尔)

12.59

密度 ： 18.95 克/立方厘米

熔点 ： 1132.0 摄氏度

沸点 ： 3818.0 摄氏度

元素在太阳中的含量:(ppm)

0.001

元素在海水中的含量:(ppm)

0.00313

晶体结构：晶胞为正交晶胞。

晶胞参数：

a = 285.37 pm

b = 586.95 pm

c = 495.48 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

发现人：克拉普罗特（M.H.Klaproth）

发现年代：1789年

发现过程：1789年，由德国化学家克拉普罗特（M.H.Klaproth）从沥青铀矿中分离出，就用1781年新发现的一个行星——天王星命名它为uranium，元素符号定为U。1841年，佩利戈特（E.M.Peligot）指出，克拉普罗特分离出的"铀"，实际上二氧化铀。他用钾还原四氯化铀，成功地获得了金属铀。1896年有人发现了铀的放射性衰变。1939年，哈恩（O.Hahn）和斯特拉斯曼（F.Strassmann）发现了铀的核裂变现象。自此以后，铀便变得声价百倍。

元素描述：密度19.05±0.02克/厘米3。熔点1132℃，沸点3818℃。共有三种结晶变体：斜方晶体、四方晶体、体心立方体。铀是银白色活泼的金属，可延展、锻造，能和所有的非金属作用（惰性气体除外）。和许多金属作用，生成金属间化合物。空气中易氧化，生成一层发暗的氧化膜，能与酸作用，与234U、235U、238U混合体存在于铀矿中。少量存在于独居石等稀土矿石中。238U的半衰期为45亿年。

元素来源：可用电解法、分解法、还原法等从铀矿中制得。许多种类的岩石都含有铀，但富矿只有沥青铀矿和钒钾铀矿等几种。

元素用途：千百年来铀一直被用作给玻璃染色的色素，然而现在纯金属铀是核反应堆和原子弹中使用的核燃料。少量用于电子管制造业中的除氧剂和惰性气体提纯（除氧、氢）。

元素辅助资料：200年前发现的一种普通的金属元素居然会成为今天核动力和核武器的原料。就是在20世纪40年代以前，这种普通的金属一直被看作是没有什么用处的东西，这就是铀。铀通常被人们认为是一种稀有金属，尽管铀在地壳中的含量很高，比汞、铋、银要多得多，但由于提取铀的难度较大，所以它注定了要比汞这些元素发现的晚得多。尽管铀在地壳中分布广泛，但是只有沥青铀矿和钾钒铀矿两种常见的矿床。人们认识铀正是从这两种矿石开始。

相对原子质量：238 常见化合价： +2,+3,+4,+5,+6 电负性： 0

外围电子排布：5f3 6d1 7s2 核外电子排布： 2,8,18,32,21,9,2

同位素及放射线：U-230[20.8d] U-231[4.2d] U-232[70y] U-233[159000y] U-234(放 α[247000y]) U-235(放 α[700040000y]) U-236[23400000y] U-237[6.75d] U-238(放 α[4479000000

电子亲合和能： 0 KJ·mol-1

第一电离能： 0 KJ·mol-1 第二电离能： 0 KJ·mol-1 第三电离能： 0 KJ·mol-1

单质密度： 18.95 g/cm3 单质熔点： 1132.0 ℃ 单质沸点： 3818.0 ℃

原子半径： 0 埃 离子半径： 0.81(+6) 埃 共价半径： 0 埃

名称由来：得名于天王星的名字“Uranus”。

元素描述：致密而有延展性的银白色放射性金属。

原子结构： 原子半径/Å: 原子体积/cm3/mol: 12.59 离子半径/Å: 0.52 ；共价半径/Å: 1.42； 氧化态: 6,5,4,3

电子构型: 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10f14 5s2p6d10f3 6s2p6d1 7s2

编辑本段钕的中文解释

词典解释 部首笔画 部首:钅 部外笔画:3 总笔画:8 五笔86:QVG 五笔98:QVG 仓颉:OPV 笔顺编号:31115531 四角号码:84740 Unicode:CJK 统一汉字 U+9495 基本字义 1. 一种金属元素，色微黄，稀土金属。 详细字义 〈名〉 1. 稀土族的一种淡黄色三价金属元素,主要和铈、镧及镨一起存在于独居石矿砂中,生成粉红色的盐,主要用其氧化物给玻璃和瓷器上紫色,原子序数60 [neodymium]——元素符号Nd

镧(lán)

铈(shì)

镨(pǔ)

钕(nǚ)

钷(pǒ)

钐(shān)

铕(yǒu)

钆(gá)

铽(tè)

镝(dī)

钬(huǒ)

铒(ěr)

铥(diū)

镱(yì)

镥(lǔ)

镧：原子序数57，原子量138.9055，元素名来源于希腊文，原意是“隐蔽”。镧是1839年瑞典化学家莫桑德尔从粗硝酸铈中发现镧，并确认是一种新元素。镧在地壳中的含量为0.00183%，是稀土元素中含量最丰富的一个。镧有两种天然同位素：镧139和放射性镧138。该元素遇热、明火、氧化剂等物质接触有引起燃烧危险，一般封存于固体石蜡或浸于煤油中。

铈：是一种银灰色的活泼金属，粉末在空气中易自燃，易溶于酸。主要存在独居石和氟碳铈矿中，也存在于铀、钍、钚的裂变产物中。常由氧化铈用镁粉还原，或由电解熔融的氯化铈而制得。在地壳中的含量约0.0046%，是稀土元素中丰度最高的。

镨：一种化学元素[1]，原子序数 59，原子量140.90765，元素名来源于希腊文，原意是“绿色”。1841年瑞典化学家莫桑德尔从铈土中得到镨、钕的混合物；1885年奥地利的韦耳斯拔从中分离出绿色的镨盐和玫瑰色的钕盐，确定它们是两种新元素。镨在地壳中的含量约0.000553%，常于其它稀土元素共生于许多矿物中。天然稳定同位素只有镨141。

钕（neodymium）：旧译作釢、鋖，是化学元素，化学符号为Nd，原子序数是60，属于镧系元素（稀土元素），1885年由冯·韦尔塞巴赫发现。银白色金属，较活泼，室温下在空气中缓慢氧化，能与水和酸作用放出氢，有顺磁性，存在于独居石中，由含水氯化钕经脱水后用金属钙还原，或由无水氯化钕经熔融后电解而制得。用于制造特种合金、电子仪器和光学玻璃，在制造激光器材方面有着重要的应用。钕为银白色金属，熔点1024°C，密度7.004克/厘米³，有顺磁性。钕是最活泼的稀土金属之一，在空气中能迅速变暗，生成氧化物；在冷水中缓慢反应，在热水中反应迅速。掺钕的钇铝石榴石和钕玻璃可代替红宝石做激光材料，钕和镨玻璃可做护目镜。钕(Nd)：伴随着镨元素的诞生，钕元素也应运而生，钕元素的到来活跃了稀土领域，在稀土领域中扮演着重要角色，并且左右着稀土市场。

钷：一种人造的放射性元素。钷的乙种射线能使磷光体发光，用来制造荧光粉、航标灯，亦用来制造小而轻的原子电池。

钐：一种金属元素，灰白色，有放射性，稀土金属。也是一个姓。

铕：是一种金属元素，银白色，用作彩色电视机的荧光粉，在铕(Eu)激光材料及原子能工业中有重要的应用。

钆 ：一种金属元素，稀土金属。它的氟化物和硫化物都带淡红色。用于微波技术、彩色电视机的荧光粉、原子能工业及配制特种合金。

铽：是镧系元素中的一员，原子序数65。银白色金属，元素符号Tb，属稀土金属，无色结晶的粉末，有毒。它的化合物可做杀虫剂，亦用来治疗皮肤病。

镥：与钇共存于硅铍钇矿和磷钇矿中。通常取自含50%稀土元素的独居石砂，其中镥一般占0.003%。

镝：Dy，元素镝的元素符号，镝原子序数66，原子量162.50，元素名来源于希腊文，原意是“难以取得”。1886年法国化学家布瓦博特朗发现镝，1906年法国的于尔班制出比较纯的镝。镝在地壳中的含量为0.00045%，与其它稀土元素存在与多中矿物中，有七种天然同位素。

钬（holmium）：原子序数67，原子量164.93032，元素名来源于发现者的出生地。 钬1878年索里特从铒土的光谱中发现钬，次年瑞典的克莱夫用化学方法从铒土中分离出钬。钬在地壳中的含量为0.000115%，与其它稀土元素一起存在于独居石和稀土矿中。天然稳定同位素只有钬165。钬为银白色金属，质较软，有延展性；熔点1474°C，沸点2695°C，密度8.7947克/厘米³。钬在干燥空气中稳定，高温时很快氧化；氧化钬是已知顺磁性最强的物质。钬的化合物可做新型铁磁材料的添加剂；碘化钬用于制造金属卤素灯—钬灯。

铒：原子序数68，原子量167.26，元素名来源于钇土的发现地。1843年瑞典科学家莫桑德尔用分级沉淀法从钇土中发现铒的氧化物，1860年正式命名。铒在地壳中的含量为0.000247%，存在于许多稀土矿中。有六种天然同位素：铒162、164、166、167、168、170。

铥：一种金属元素，属稀土金属。银色，质软，可用于制不需电源的手提简易X射线机。

镱：原子序数70，原子量173.04，元素名来源于它的发现地。1878年马里尼亚克从铒土中分离出镱的氧化物，1907年于尔班和韦耳斯指出马里尼亚克分离出的是氧化镥和氧化镱的混合物。镱在地壳中的含量为0.000266%，主要存在于磷钇矿和黑稀金矿中，有7种天然同位素。