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铈的特性
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铈在元素周期表中的位置
总体特性
名称, 符号, 序号 铈、Ce、58
系列 镧系元素
周期, 元素分区 6, f
密度硬度 6689 kg/m3、2.5
颜色和外表 银白色
Cerium2.jpg
地壳含量 0.0046 %
原子属性
原子量 140.116 原子量单位
原子半径 185 pm
共价半径 204
范德华半径 无数据
价电子排布 []4f15d 16s2
电子在每能级的排布 2,8,18,19,9,2
氧化价(氧化物) 3,4(弱碱性)
晶体结构 面心立方
物理属性
物质状态 固态
熔点 1071 K(798 °C
沸点 3699 K (3426 °C)
摩尔体积 20.69×10−6m3/mol
汽化热 414 kJ/mol
熔化热 5.46 kJ/mol
蒸气压 无数据
声速 2100 m/s(293.15K)
其他性质
电负性 1.12(鲍林标度
比热 190 J/(kg·K)
电导率 1.15×106/(米欧姆)
热导率 11.4 W/(m·K)
第一电离能 534.4 kJ/mol
第二电离能 1050 kJ/mol
第三电离能 1949 kJ/mol
第四电离能 3547 kJ/mol
最稳定的同位素
同位素 丰度 半衰期 衰变模式 衰变能量
MeV
衰变产物
134Ce 人造 3.16年 电子捕获 0.500 134La
136Ce 0.19% >3.8×1016 雙電子捕獲 無數據 136Ba
138Ce 0.25% >1.5×1014 雙電子捕獲 無數據 138Ba
139Ce 人造 137.640天 电子捕获 0.278 139La
140Ce 88.48% 稳定
141Ce 人造 32.501天 β衰变 0.581 141Pr
142Ce 11.08% >5×1016 雙β衰变 无数据 142Nd
144Ce 人造 284.893天 β衰变 0.319 144Pr
在没有特别注明的情况下使用的是
国际标准基准单位单位和标准气温和气压

是一种化学元素,它的化学符号Ce,它的原子序数是58,属于镧系元素,也是稀土元素之一。灰色软金属。在独居石中占稀土总量的40%以上。

化学性质活泼,在空气中用刀刮即着火,溶于酸,不溶于碱。

鈰的拉丁名稱Cerium是以小行星穀神星來命名的,另一種以小行星來命名的元素是

性质[编辑]

物理性质[编辑]

铈块

铈是一种银白色的镧系金属,和铁的光泽类似,有延展性,比铁软。铈拥有所有元素中第二长的液态范围:2648℃(从795℃到3443℃)。(而钍是第一长的)。

铈的相图

铈在室温和大气压下为γ铈,低于16℃转变为β铈,而在-172℃则开始变换为α铈,在-269℃转变完成。α铈的密度为8.16。在大气压下,液态铈的密度比固态铈大。[1][2]

化学性质[编辑]

铈在空气中缓慢[來源請求]被氧化,但在150℃迅速燃烧,生成二氧化铈

Ce + O2 → CeO2

铈的金属活动性较强,和冷水缓慢反应,和热水快速反应,生成氢氧化铈

2 Ce (s) + 6 H2O (l) → 2 Ce(OH)3 (aq) + 3 H2 (g)

铈可以和所有卤素反应:

2 Ce (s) + 3 F2 (g) → 2 CeF3 (s) (白色)[來源請求]
2 Ce (s) + 3 Cl2 (g) → 2 CeCl3 (s) (白色)
2 Ce (s) + 3 Br2 (g) → 2 CeBr3 (s) (白色)
2 Ce (s) + 3 I2 (g) → 2 CeI3 (s) (黄色)

铈可以在稀硫酸中迅速溶解,生成无色的Ce3+,其存在形式为[Ce(H2O)9]3+:[3]

2 Ce (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Ce3+ (aq) + 3 SO2−
4
(aq) + 3 H2 (g)

用途[编辑]

鈰鐵合金在藉由摩擦後可引起火星,常作為打火石的主要成分。

氧化铈是最优质的玻璃抛光粉;铈可用作催化剂、电弧电极、特种玻璃等;硝酸铈用于制煤气灯上用的白热纱罩等。氧化铈的纳米粉末可以作为柴油添加剂,提高柴油发动机燃油效率,减少柴油发动机的排放。[4][5]

参考[编辑]

  1. ^ Stassis, C.; Gould, T.; McMasters, O.; Gschneidner, K.; Nicklow, R. Lattice and spin dynamics of γ-Ce. Physical Review B. 1979, 19 (11): 5746. doi:10.1103/PhysRevB.19.5746. 
  2. ^ Patnaik, Pradyot. Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. 2003: 199–200 [2009-06-06]. ISBN 0070494398. 
  3. ^ Chemical reactions of Cerium. Webelements. [2009-06-06]. 
  4. ^ Barry Fox. Nano fuel additive enters efficiency trials. 15 October 2003. 
  5. ^ Jung,Heejung; Kittelson, David B.; Zachariah, Michael R. The influence of a cerium additive on ultrafine diesel particle emissions and kinetics of oxidation. Combustion and Flame. 2005, 142 (3): 276–288. doi:10.1016/j.combustflame.2004.11.015.