세륨 희토류 원소 대가족의 확실한 '큰 형님'입니다. 첫째, 지각 내 희토류의 총 함량은 238ppm이며, 세륨은 68ppm으로 전체 희토류 함량의 28%를 차지하며 1위를 차지하고 있습니다. 둘째, 세륨은 이트륨 발견(1794년) 이후 9년 만에 발견된 두 번째 희토류 원소입니다. 그 응용 범위는 매우 광범위하며, "세륨"은 막을 수 없습니다.
세륨 원소의 발견
칼 아우어 폰 벨스바흐
세륨은 1803년 독일 Kloppers, 스웨덴 화학자 J ö ns Jakob Berzelius 및 스웨덴 광물학자 Wilhelm Hisinger에 의해 발견되고 명명되었습니다. 이를 세리아라고 하고, 그 광석을 세라이트라고 부르는데, 이는 1801년에 발견된 소행성 세레스를 기리기 위함이다. 실제로 이런 규산세륨은 66~70%의 세륨을 함유한 수화된 염이며, 나머지는 칼슘의 화합물이다. , 철, 그리고이트륨.
세륨의 첫 번째 사용은 오스트리아 화학자 Carl Auer von Welsbach가 발명한 가스 벽난로였습니다. 1885년에 그는 마그네슘, 란타늄, 산화 이트륨의 혼합물을 시도했지만 이 혼합물은 녹색 빛을 발산했지만 성공하지 못했습니다.
1891년에 그는 순수한 산화토륨이 파란색이지만 더 나은 빛을 생성하고 세륨(IV) 산화물과 혼합하여 밝은 백색광을 생성한다는 것을 발견했습니다. 또한, 산화세륨(IV)은 산화토륨 연소용 촉매로도 사용될 수 있습니다.
세륨금속
★ 세륨은 활성 특성을 지닌 연성이 있고 부드러운 은백색 금속입니다. 공기에 노출되면 산화되어 산화막이 벗겨지는 듯한 녹이 발생합니다. 가열하면 화상을 입고 물과 빠르게 반응합니다. 센티미터 크기의 세륨 금속 샘플은 약 1년 이내에 완전히 부식됩니다. 공기, 강산화제, 강산, 할로겐과의 접촉을 피하십시오.
★ 세륨은 주로 모나자이트와 바스트네사이트에 존재하며, 우라늄, 토륨, 플루토늄의 핵분열 생성물에도 존재합니다. 환경에 유해하므로 수역 오염에 특별한 주의를 기울여야 합니다.
★ 세륨은 26번째로 풍부한 원소로 지각의 68ppm을 차지하며 구리(68ppm)에 이어 두 번째입니다. 세륨은 납(13pm), 주석(2.1ppm) 등 일반 금속보다 더 풍부하다.
세륨 전자 구성
전자 장치:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ 세륨은 란타늄 뒤에 위치하며 세륨부터 시작하여 4f 전자를 갖고 있어 화학반응에 참여하기 쉽습니다. 그러나 세륨의 5d 궤도는 점유되어 있으며 이 효과는 세륨에서는 충분히 강하지 않습니다.
★ 대부분의 란탄족 원소는 전자 구조가 가변적인 세륨을 제외하고는 원자가 전자로 3개의 전자만 사용할 수 있습니다. 4f 전자의 에너지는 금속 상태에서 비편재화된 외부 5d 및 6s 전자의 에너지와 거의 동일하며 이러한 전자 에너지 준위의 상대적 점유를 변경하는 데는 소량의 에너지만 필요하므로 이중 원자가가 발생합니다. +3 및 +4. 정상 상태는 +3 원자가이며, 혐기성 물에서는 +4 원자가를 나타냅니다.
세륨의 응용
★ 합금첨가제, 세륨염 제조 등에 활용 가능
★ 자외선 및 적외선을 흡수하는 유리 첨가제로 사용 가능하며, 자동차 유리에도 널리 사용됩니다.
★ 우수한 환경 보호 소재로 활용이 가능하며, 현재 가장 대표적인 것이 자동차 배기가스 정화 촉매로, 다량의 자동차 배기가스가 대기 중으로 배출되는 것을 효과적으로 방지해줍니다.
★ 빛희토류 원소식물 성장 조절제로 주로 세륨으로 구성되어 작물 품질을 향상시키고 수확량을 늘리며 작물 스트레스 저항성을 향상시킬 수 있습니다.
★ 황화세륨은 환경과 인체에 유해한 납, 카드뮴 등의 금속을 안료로 대체할 수 있고, 플라스틱에 착색이 가능하며, 코팅, 잉크 산업에도 활용 가능합니다.
★세륨(IV) 산화물예를 들어 CMP(화학적 기계적 연마)에서 연마 화합물로 사용될 수 있습니다.
★ 세륨은 수소저장재료, 열전재료, 세륨텅스텐전극, 세라믹콘덴서, 압전세라믹, 세륨탄화규소 연마재, 연료전지 원료, 가솔린 촉매, 영구자석 재료, 의료용 재료, 각종 합금강 및 비금속 재료로도 활용 가능합니다. 철 금속.
게시 시간: 2023년 7월 3일