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铈   58Ce
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Ts(未知特性)
Og(未知特性)




外觀
银白色
概況
名稱·符號·序數 铈(cerium)·Ce·58
元素類別 镧系元素
·週期· 不適用·6·f
標準原子質量 140.116(1)
電子排布

[Xe] 4f1 5d1 6s2
2, 8, 18, 19, 9, 2

铈的电子層(2, 8, 18, 19, 9, 2)
歷史
發現 马丁·克拉普罗特永斯·贝采利乌斯威廉·希辛格(1803年)
分離 卡尔·古斯塔夫·莫桑德(1839年)
物理性質
物態 固体
密度 (接近室温
6.770 g·cm−3
熔點時液體密度 6.55 g·cm−3
熔點 1068 K,795 °C,1463 °F
沸點 3716 K,3443 °C,6229 °F
熔化熱 5.46 kJ·mol−1
汽化熱 398 kJ·mol−1
比熱容 26.94 J·mol−1·K−1

蒸汽壓

壓/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
溫/K 1992 2194 2442 2754 3159 3705
原子性質
氧化態 4, 3, 2, 1
((a mildly basic oxide))
電負性 1.12(鲍林标度)
電離能

第一:534.4 kJ·mol−1
第二:1050 kJ·mol−1
第三:1949 kJ·mol−1

更多
原子半徑 181.8 pm
共價半徑 204±9 pm
雜項
晶體結構

六方

铈具有六方晶體結構

β-Ce

面心立方

铈具有面心立方晶体结构

γ-Ce
磁序 顺磁性
電阻率 β, poly: 828 nΩ·m
熱導率 11.3 W·m−1·K−1
膨脹係數 γ, poly: 6.3 µm/(m·K)
聲速(細棒) (20 °C)2100 m·s−1
楊氏模量 γ form: 33.6 GPa
剪切模量 γ form: 13.5 GPa
體積模量 γ form: 21.5 GPa
泊松比 γ form: 0.24
莫氏硬度 2.5
維氏硬度 210–470 MPa
布氏硬度 186–412 MPa
CAS號 7440-45-1
最穩定同位素

主条目:铈的同位素

同位素 豐度 半衰期 方式 能量MeV 產物
134Ce syn 3.16 d ε 0.500 134La
136Ce 0.185% >3.8×1016 y β+β+ 2.419 136Ba
138Ce 0.251% >1.5×1014 y β+β+ 0.694 138Ba
139Ce syn 137.640 d ε 0.278 139La
140Ce 88.450% 穩定,带82个中子
141Ce syn 32.501 d β 0.581 141Pr
142Ce 11.114% >5×1016 y ββ 1.417 142Nd
α 1.298 138Ba
144Ce syn 284.893 d β 0.319 144Pr
Decay modes in parentheses are predicted, but have not yet been observed

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。

铈在核工業中常用作δ相钚的穩定劑(添加量為0.9~1%質量分數)。

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]


  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.