참고:원래 1998 년에 출판 된이 문서는 전자 책 판을 위해 2006 년에 업데이트되었습니다.
개요
세륨은 희토류 금속 중 가장 풍부하다. 희토류 금속은 주기율표의 6 행에있는 원소입니다. 주기율표는 화학 원소가 서로 어떻게 관련되어 있는지를 보여주는 차트입니다. 희토류 원소는 정말 희귀하지 않습니다. 사실,세륨은 지구의 지각에서 발견되는 요소들 중에서 약 26 위를 차지합니다.
세륨은 다른 원소와 쉽게 반응하는 회색 금속입니다. 그것은 다양 한 다른 합금,특수 유리의 많은 종류의 생산 및 화학 산업에 사용 됩니다.
발견 및 명명
세륨은 발견 된 최초의 희토류 원소였다. 그것은 1839 년 스웨덴의 화학자 칼 구스타프 모 산더(1797-1858)에 의해 고립되었습니다. 모산더는 스웨덴의 바스트나스 마을 밖에서 발견된 새로운 암석을 연구하고 있었다. 모산더는 1801 년에 발견된 소행성 세레스를 기리기 위해 새로운 원소 세륨을 명명했다.
기호
원자 번호
58
원자 질량
140.12
가족
란타나이드(희토류
금속)
발음
선견자-어-음
세륨의 발견에 대한 크레딧은 때때로 바스트나스의 흑암을 이전에 연구한 과학자들에게 주어진다. 이 과학자들은스웨덴 화학자 제이콥 베르젤리우스(1779-1848)와 빌헬름 히싱거(1766-1852)와 독일 화학자 마틴 하인리히 클라프로스(1743-1817). 이 화학자 중 한 명 또는 다른 사람이 세륨의 유일한 발견 자라고 말하는 것은 어려울 것입니다.
이 과학자들이 발견 한 물질은 순수한 원소가 아니라 산소와 다른 원소와 결합 된 세륨이었다. 순수한 세륨은 또 다른 70 년 동안 생산되지 않았습니다.
물리적 특성
세륨은 융점이 795 인 철회색 금속이다. 그것은 연성 및 가단성입니다. 얇은 전선으로 만들 수있는 연성 수단. 가단성은 얇은 시트로 망치질 할 수있는 것을 의미합니다. 세륨의 밀도는 입방 센티미터 당 6.78 그램입니다. 그것은 네 가지 다른 동소성 형태로 존재합니다. 동소체는 물리적 및 화학적 특성이 다른 원소의 형태입니다.
화학적 성질
세륨은 유로퓸 다음으로 두 번째로 활동적인 란타나이드입니다. 란타 니드는 원자 번호가 58 에서 71 사이 인 원소입니다. 세륨은 산소와 너무 쉽게 반응하여 칼로 표면을 긁어서 불에 태울 수 있습니다. 차가운 물(천천히),뜨거운 물(빠르게),산,염기,수소 가스 및 기타 금속과도 반응합니다. 그것은 매우 활성화되어 있기 때문에,그것은 신중하게 처리해야합니다.
자연 속에서 발생
세륨의 가장 중요한 광석은 세라이트,모나자이트,바스나사이트이다. 그것은 백만 당 40~66 부품의 농도와 지구의 지 각에서 발생 하는 것으로 생각 됩니다. 이것은 세륨을 구리 또는 아연만큼 풍부하게 만듭니다.
동위 원소
세륨의 네 가지 자연 발생 동위 원소가 발견되었습니다:세륨 -136,세륨 -138,세륨 -140 및 세륨 -142. 이 동위 원소 중 마지막은 방사성입니다. 동위 원소는 요소의 두 개 이상의 형태입니다. 동위 원소는 질량 수에 따라 서로 다릅니다. 요소 이름 오른쪽에 쓰여진 숫자는 질량 번호입니다. 질량 수는 양성자 플러스 중성자의 수를 나타냅니다.원소의 원자의 핵.이 경우,원소의 질량은 원자의 질량입니다. 양성자의 수는 원소를 결정하지만,어느 한 원소의 원자에서 중성자의 수는 다를 수 있습니다. 각 변형은 동위 원소입니다. 방사성 동위 원소는 떨어져 휴식 하 고 방사선의 어떤 형태를 제공 하는 것 이다.
12 개 이상의 세륨의 방사성 동위 원소도 만들어졌다. 방사성 동위 원소는 매우 작은 입자가 원자에서 발사 될 때 생성됩니다. 이 입자는 원자에 달라 붙어 방사성으로 만듭니다. 세륨의 방사성 동위 원소 중 어느 것도 상업적 용도가 없습니다.
추출
세륨은 다른 란타니드에 사용되는 것과 유사한 방법으로 제조된다. 그것은 세륨 클로라이드를 통해 전류를 통과시킴으로써 얻어진다:
또는 불화 세륨과 함께 칼슘 금속을 가열함으로써:
용도 및 화합물
세륨 금속 및 그 화합물은 유리 및 세라믹 분야에서 다양한 용도로 사용됩니다. 세륨과 그 화합물은 색상(노란색)을 추가하고,원치 않는 색상을 제거하고,유리를 특정 형태의 방사선에 민감하게 만들고,유리에 특수 광학(광)품질을 추가하고,특정 종류의 치과 재료를 강화하기 위해 이러한 재료에 첨가됩니다.
세륨 레이저에 대한 중요한 새로운 응용이 발견되고있다. 레이저는 단일 주파수 또는 색상의 밝은 빛을 생성하는 장치입니다. 세륨 레이저는 리튬,스트론튬,알루미늄 및 불소로 만든 결정을 포함하며 소량의 세륨이 첨가됩니다. 세륨 레이저는 자외선 지역에 있는 빛을 일으킵니다. 자외선은 보이지 않지만 우리의 눈이 볼 수있는 청색 및 보라색 빛과 매우 유사합니다. 세륨 레이저는 대기 중 오존 및 이산화황,두 가지 대기 오염 물질을 검색하는 데 사용됩니다.
세륨은 산소와 너무 쉽게 반응하여 칼로 표면을 긁으면 불에 태울 수 있다.
세륨 화합물은 또한 형광체를 만드는데 사용된다. 형광체는 전자에 의해 쳤을 때 빛나는 물질 이다. 형광체의 색은 그것이 존재하는 요소에 달려 있습니다.만든. 세륨 화합물을 포함하는 형광체는 전자에 의해 쳤을 때 빨간색 또는 주황색 빛을 생성합니다.
세륨은 또한 촉매 시스템에서 사용된다. 촉매는 화학 반응을 가속화하거나 감속하기 위하여 이용된 물질이다. 촉매는 반응 동안 어떤 변화 자체도 겪지 않는다. 세륨 화합물은 석유 정제에 사용됩니다. 그들은 석유에서 발견되는 화합물을 연료로 더 잘 작동하는 더 간단한 형태로 분해하는 데 도움이됩니다.
세륨(산화 세륨 형태)의 또 다른 응용은 자동차에서 발견되는 것과 같은 내연 기관에 있습니다. 엔진의 연료에 산화 세륨(최고 경영자 2)을 추가하면 연료가 더 깨끗하게 연소되어 오염 물질을 적게 생성합니다.
세륨 레이저는 대기 중 오존과 이산화황,두 가지 대기 오염 물질을 검색하는 데 사용됩니다.
다수의 합금은 세륨을 함유한다. 합금은 2 개 이상 금속을 녹고 섞어서 합니다. 이 혼합물은 개별 금속의 특성과 다른 특성을 가지고 있습니다. 아마도 가장 잘 알려진 세륨 합금은 미쉬 금속 일 것입니다. 미쉬 금속은 다른 희토류 원소의 번호를 포함하고 강타 할 때 불꽃을 발산의 특이한 속성이 있습니다. 그것은 예를 들어,담배 라이터의 부싯돌에 사용됩니다.
산화 세륨은 또한 연마제로서 사용된다. 연마제는 다른 재료를 연마하거나 연마하는 데 사용되는 분말 재료입니다. 세륨 산화물은 망원경 거울과 같은 특수 유리 연마 용 루즈로 알려진 오래된 연마제를 대체했습니다.
건강에 미치는 영향
세륨 화합물이 인간에게 건강에 위험을 초래한다는 증거는 없다.