铈
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| 总体特性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 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 |
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| 地壳含量 | 0.0046 % | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子属性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子量 | 140.116 原子量单位 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子半径（计算值） | 185（无数据）pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 共价半径 | 204 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 范德华半径 | 无数据 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 价电子排布 | [氙]4f26s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 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 |
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铈是一种化学元素，它的化学符号是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鈀。
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性质 [编辑]
物理性质 [编辑]
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]
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]
注释 [编辑]
参考文献 [编辑]
- ^ 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.
- ^ Patnaik, Pradyot. Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. 2003: 199–200 [2009-06-06]. ISBN 0070494398.
- ^ Chemical reactions of Cerium. Webelements. [2009-06-06].
- ^ Barry Fox. Nano fuel additive enters efficiency trials. 15 October 2003.
- ^ 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.
