铈

铈（拼音：shì，注音：ㄕˋ，粤拼：si5；英語：Cerium），是一種化學元素，其化學符號为Ce，原子序數为58，原子量為7002140116000000000♠140.116 u。铈是属于镧系元素的灰色软金属，也是稀土元素之一。铈的化学性质极度活泼，在空气中用刀刮即着火，溶于酸，不溶于碱。铈在独居石中占稀土总量的40%以上，是地殼中豐度最高的鑭系及稀土元素。

铈   ₅₈Ce

氫（非金屬） 氦（惰性氣體） 鋰（鹼金屬） 鈹（鹼土金屬） 硼（類金屬） 碳（非金屬） 氮（非金屬） 氧（非金屬） 氟（鹵素） 氖（惰性氣體） 鈉（鹼金屬） 鎂（鹼土金屬） 鋁（貧金屬） 矽（類金屬） 磷（非金屬） 硫（非金屬） 氯（鹵素） 氬（惰性氣體） 鉀（鹼金屬） 鈣（鹼土金屬） 鈧（過渡金屬） 鈦（過渡金屬） 釩（過渡金屬） 鉻（過渡金屬） 錳（過渡金屬） 鐵（過渡金屬） 鈷（過渡金屬） 鎳（過渡金屬） 銅（過渡金屬） 鋅（過渡金屬） 鎵（貧金屬） 鍺（類金屬） 砷（類金屬） 硒（非金屬） 溴（鹵素） 氪（惰性氣體） 銣（鹼金屬） 鍶（鹼土金屬） 釔（過渡金屬） 鋯（過渡金屬） 鈮（過渡金屬） 鉬（過渡金屬） 鎝（過渡金屬） 釕（過渡金屬） 銠（過渡金屬） 鈀（過渡金屬） 銀（過渡金屬） 鎘（過渡金屬） 銦（貧金屬） 錫（貧金屬） 銻（類金屬） 碲（類金屬） 碘（鹵素） 氙（惰性氣體） 銫（鹼金屬） 鋇（鹼土金屬） 鑭（鑭系元素） 鈰（鑭系元素） 鐠（鑭系元素） 釹（鑭系元素） 鉕（鑭系元素） 釤（鑭系元素） 銪（鑭系元素） 釓（鑭系元素） 鋱（鑭系元素） 鏑（鑭系元素） 鈥（鑭系元素） 鉺（鑭系元素） 銩（鑭系元素） 鐿（鑭系元素） 鎦（鑭系元素） 鉿（過渡金屬） 鉭（過渡金屬） 鎢（過渡金屬） 錸（過渡金屬） 鋨（過渡金屬） 銥（過渡金屬） 鉑（過渡金屬） 金（過渡金屬） 汞（過渡金屬） 鉈（貧金屬） 鉛（貧金屬） 鉍（貧金屬） 釙（貧金屬） 砈（類金屬） 氡（惰性氣體） 鍅（鹼金屬） 鐳（鹼土金屬） 錒（錒系元素） 釷（錒系元素） 鏷（錒系元素） 鈾（錒系元素） 錼（錒系元素） 鈽（錒系元素） 鋂（錒系元素） 鋦（錒系元素） 鉳（錒系元素） 鉲（錒系元素） 鑀（錒系元素） 鐨（錒系元素） 鍆（錒系元素） 鍩（錒系元素） 鐒（錒系元素） 鑪（過渡金屬） 𨧀（過渡金屬） 𨭎（過渡金屬） 𨨏（過渡金屬） 𨭆（過渡金屬） 䥑（預測為過渡金屬） 鐽（預測為過渡金屬） 錀（預測為過渡金屬） 鎶（過渡金屬） 鉨（預測為貧金屬） 鈇（貧金屬） 鏌（預測為貧金屬） 鉝（預測為貧金屬） 鿬（預測為鹵素） 鿫（預測為惰性氣體） – ↑ 铈 ↓ 钍 镧 ← 铈 → 镨
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
族·週期·區	不適用 ·6·f
標準原子質量	140.116（1）
电子排布	[Xe] 4f1 5d1 6s2 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
熔点時液體密度	6.55 g·cm−3
熔点	1068 K，795 °C，1463 °F
沸點	3716 K，3443 °C，6229 °F
熔化热	5.46 kJ·mol−1
汽化热	398 kJ·mol−1
比熱容	26.94 J·mol−1·K−1
蒸氣壓 壓/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k 溫/K 1992 2194 2442 2754 3159 3705
原子性質
氧化态	4, 3, 2, 1 (強鹼性)
电负性	1.12（鲍林标度）
电离能	第一：534.4 kJ·mol−1 第二：1050 kJ·mol−1 第三：1949 kJ·mol−1 （更多）
原子半径	181.8 pm
共价半径	204±9 pm
雜項
晶体结构	六方 β-Ce 面心立方 γ-Ce
磁序	顺磁性
电阻率	β, poly: 828 nΩ·m
熱導率	11.3 W·m−1·K−1
热膨胀系数	γ, poly: 6.3 µm/(m·K)
聲速（細棒）	（20 °C）2100 m·s−1
杨氏模量	γ form: 33.6 GPa
剪切模量	γ form: 13.5 GPa
体积模量	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号	7440-45-1
最穩定同位素
主条目：铈的同位素 同位素 丰度 半衰期 (t1/2) 衰變 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，帶82個中子 141Ce syn 32.501 d β− 0.581 141Pr 142Ce 11.114% >5×1016 y β−β− 1.417 142Nd α 1.298 138Ba 144Ce syn 284.893 d β− 0.319 144Pr

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。

在1801年1月1日那晚，意大利的天文學家皮愛艾奇(Piazzi)在火星和木星之間的大間隙裡找到了一顆繞行太陽運行的新行星，為了維持行星以羅馬神明為名的傳統，這個天體就以農事女神之名命名為穀神星Ceres。麥片類食物的英文為cereal，也是源自於農事女神。穀神星發現的當年科學界頗為興奮，因此在穀神星發現後找到的第一個新元素，就命名為鈰cerium來向穀神星致敬。

性质

物理性质

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℃)。（而錼是第一长的）。

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。

化学性质

铈在空气中缓慢被氧化，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，形成三卤化物：

2 Ce (s) + 3 F₂ (g) → 2 CeF₃ (s) （白色）

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⁺:

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

用途

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。

氧化鈰也應用於光學鏡片、面板玻璃拋光，作為研磨拋光墊的添加物和拋光液的添加物。

外部連結

• 元素铈在洛斯阿拉莫斯国家实验室的介紹（英文）
• EnvironmentalChemistry.com —— 铈（英文）
• 元素铈在The Periodic Table of Videos（諾丁漢大學）的介紹（英文）
• 元素铈在Peter van der Krogt elements site的介紹（英文）
• WebElements.com – 铈（英文）
• Lu Le Laboratory 鈰鐵合金的起火影片 （页面存档备份，存于互联网档案馆）