稀土元素的基本性质

稀土元素是从稀少的矿物中发现的，人们常把不溶于水的固体氧化物称为土，所以称之稀土。一般可以把稀土分为：轻稀土或铈组稀土（镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕）；重稀土或钇组稀土（钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇）。根据稀土元素物理和化学性质（除钪之外）可分为：轻稀土组（镧、铈、镨、钕、钷）；中稀土组（钐、铕、钆、铽、镝）；重稀土组(钬、铒、铥、镱、镥、钇)。稀土离子发光的实质是未填满的4f层电子跃迁而产生的，由于4f层电子被5s和5p电子层的电子所屏蔽，晶体场对谱线位置影响较小，所以晶体场中的能级类似于自由电子的能级，表现为分离能级。
物体发光是因为其把吸收的能量转化为光辐射而产生的，实质就是能量的转换，所以稀土具有无法比拟的发光特性，这又是因为其具有特殊的电子层结构，可以将吸收到的能量以光的形式而发出[9]，所以稀土元素具有非常强的光谱性质，其发光范围几乎覆盖了整个固体发光的范畴。又因其具有丰富的电子能级，为不同的能级跃迁创造了条件，从而获得了多种发光性能[10]。从发光的形式上物体发光现象可分为两类：一是物质受到外界传给的热量，把热能转化为光能而发光；二是稀土元素原子中的电子受激发吸收能量而跃迁至激发态(非稳定态)再返回到基态的过程中，以光的形式释放能量。以稀土化合物为基质和以稀土元素为激活剂的发光材料多属于后一类。