铈
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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u。铈是属于 140.116 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。
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℃)。(而錼是第一长的)。
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。[4][5]
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,形成三卤化物:[6]
- 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+:[7]
- 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。
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。[8][9]
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。
參考文獻编辑
- ^ Standard Atomic Weights 2013 (页面存档备份,存于互联网档案馆). Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
- ^ Ground levels and ionization energies for the neutral atoms 互联网档案馆的存檔,存档日期2013-09-01., NIST
- ^ Lide, D. R. (编). Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds. CRC Handbook of Chemistry and Physics (PDF) 86th. Boca Raton (FL): CRC Press. 2005. ISBN 0-8493-0486-5. (原始内容 (PDF)存档于2011-03-03).
- ^ 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. [9 July 2016].
- ^ Chemical reactions of Cerium. Webelements. [2009-06-06]. (原始内容存档于2009-04-27).
- ^ Barry Fox. Nano fuel additive enters efficiency trials. 15 October 2003 [2011-02-28]. (原始内容存档于2010-01-29).
- ^ 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.
外部連結编辑
- 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)