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铈（拼音：shì，注音：ㄕˋ，粤拼：si5；英语：Cerium），是一种化学元素，其化学符号为Ce，原子序数为58，原子量为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，是地壳中丰度最高的镧系及稀土元素。

铈 ₅₈Ce

氢（非金属）

氦（惰性气体）

锂（碱金属）

铍（碱土金属）

硼（类金属）

碳（非金属）

氮（非金属）

氧（非金属）

氟（卤素）

氖（惰性气体）

钠（碱金属）

镁（碱土金属）

铝（贫金属）

硅（类金属）

磷（非金属）

硫（非金属）

氯（卤素）

氩（惰性气体）

钾（碱金属）

钙（碱土金属）

钪（过渡金属）

钛（过渡金属）

钒（过渡金属）

铬（过渡金属）

锰（过渡金属）

铁（过渡金属）

钴（过渡金属）

镍（过渡金属）

铜（过渡金属）

锌（过渡金属）

镓（贫金属）

锗（类金属）

砷（类金属）

硒（非金属）

溴（卤素）

氪（惰性气体）

铷（碱金属）

锶（碱土金属）

钇（过渡金属）

锆（过渡金属）

铌（过渡金属）

钼（过渡金属）

锝（过渡金属）

钌（过渡金属）

铑（过渡金属）

钯（过渡金属）

银（过渡金属）

镉（过渡金属）

铟（贫金属）

锡（贫金属）

锑（类金属）

碲（类金属）

碘（卤素）

氙（惰性气体）

铯（碱金属）

钡（碱土金属）

镧（镧系元素）

铈（镧系元素）

镨（镧系元素）

钕（镧系元素）

钷（镧系元素）

钐（镧系元素）

铕（镧系元素）

钆（镧系元素）

铽（镧系元素）

镝（镧系元素）

钬（镧系元素）

铒（镧系元素）

铥（镧系元素）

镱（镧系元素）

镏（镧系元素）

铪（过渡金属）

钽（过渡金属）

钨（过渡金属）

铼（过渡金属）

锇（过渡金属）

铱（过渡金属）

铂（过渡金属）

金（过渡金属）

汞（过渡金属）

铊（贫金属）

铅（贫金属）

铋（贫金属）

钋（贫金属）

砈（类金属）

氡（惰性气体）

钫（碱金属）

镭（碱土金属）

锕（锕系元素）

钍（锕系元素）

镤（锕系元素）

铀（锕系元素）

镎（锕系元素）

钚（锕系元素）

镅（锕系元素）

锔（锕系元素）

锫（锕系元素）

锎（锕系元素）

锿（锕系元素）

镄（锕系元素）

钔（锕系元素）

锘（锕系元素）

铹（锕系元素）

𬬻（过渡金属）

𬭊（过渡金属）

𬭳（过渡金属）

𬭛（过渡金属）

𬭶（过渡金属）

鿏（预测为过渡金属）

𫟼（预测为过渡金属）

𬬭（预测为过渡金属）

鿔（过渡金属）

鿭（预测为贫金属）

𫓧（贫金属）

镆（预测为贫金属）

𫟷（预测为贫金属）

鿬（预测为卤素）

鿫（预测为惰性气体）

–
↑
铈
↓
钍

镧 ← 铈 → 镨

外观

银白色

概况

名称·符号·序数

铈（cerium）·Ce·58

元素类别

镧系元素

族·周期·区

不适用 ·6·f

标准原子质量

140.116（1）

电子排布

[Xe] 4f¹ 5d¹ 6s²
2, 8, 18, 19, 9, 2

历史

发现

马丁·克拉普罗特、永斯·贝采利乌斯、威廉·希辛格（1803年）

分离

卡尔·古斯塔夫·莫桑德（1839年）

物理性质

物态

固体

密度

（接近室温）
6.770 g·cm⁻³

熔点时液体密度

6.55 g·cm⁻³

熔点

1068 K，795 °C，1463 °F

沸点

3716 K，3443 °C，6229 °F

熔化热

5.46 kJ·mol⁻¹

汽化热

398 kJ·mol⁻¹

比热容

26.94 J·mol⁻¹·K⁻¹

蒸气压

压/Pa	1	10	100	1 k	10 k	100 k
温/K	1992	2194	2442	2754	3159	3705

原子性质

氧化态

4, 3, 2, 1 (强碱性)

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

杂项

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

热导率

11.3 W·m⁻¹·K⁻¹

热膨胀系数

γ, poly: 6.3 µm/(m·K)

声速（细棒）

（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

维氏硬度

210–470 MPa

布氏硬度

186–412 MPa

CAS号

7440-45-1

最稳定同位素

主条目：铈的同位素

同位素	丰度	半衰期 (t_1/2)	衰变
同位素	丰度	半衰期 (t_1/2)	方式	能量（MeV）	产物
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%	稳定，带82个中子
¹⁴¹Ce	syn	32.501 d	β⁻	0.581	¹⁴¹Pr
¹⁴²Ce	11.114%	>5×10¹⁶ y	β⁻β⁻	1.417	¹⁴²Nd
¹⁴²Ce	11.114%	>5×10¹⁶ y	α	1.298	¹³⁸Ba
¹⁴⁴Ce	syn	284.893 d	β⁻	0.319	¹⁴⁴Pr

铈的拉丁名称Cerium是以小行星谷神星来命名的，另一种以小行星来命名的元素是钯。

在1801年1月1日那晚，意大利的天文学家皮爱艾奇(Piazzi)在火星和木星之间的大间隙里找到了一颗绕行太阳运行的新行星，为了维持行星以罗马神明为名的传统，这个天体就以农事女神之名命名为谷神星Ceres。麦片类食物的英文为cereal，也是源自于农事女神。谷神星发现的当年科学界颇为兴奋，因此在谷神星发现后找到的第一个新元素，就命名为铈cerium来向谷神星致敬。

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℃)。（而镎是第一长的）。

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。^[4]^[5]

化学性质

铈在空气中缓慢^{[来源请求]}被氧化，但在150℃迅速燃烧，生成二氧化铈：

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：

铈可以和所有卤素反应，形成三卤化物：^[6]

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]

用途

铈铁合金在借由摩擦后可引起火星，常作为打火石的主要成分。

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。

铈在核工业中常用作δ相钚的稳定剂（添加量为0.9~1%质量分数）。

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]

氧化铈也应用于光学镜片、面板玻璃抛光，作为研磨抛光垫的添加物和抛光液的添加物。

参考文献

^ 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 互联网档案馆的存档，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]. （原始内容存档于2009-04-27）.
^ 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.

外部链接

元素铈在洛斯阿拉莫斯国家实验室的介绍（英文）
EnvironmentalChemistry.com —— 铈（英文）
元素铈在The Periodic Table of Videos（诺丁汉大学）的介绍（英文）
元素铈在Peter van der Krogt elements site的介绍（英文）
WebElements.com – 铈（英文）
Lu Le Laboratory 铈铁合金的起火影片（页面存档备份，存于互联网档案馆）