セリウム 希土類元素の大群の中で、セリウムは紛れもなく「兄貴分」です。まず、地殻中の希土類元素の総含有量は238ppmで、そのうちセリウムは68ppmで、希土類元素全体の28%を占め、第1位です。次に、セリウムはイットリウム（1794年）の発見から9年後に発見された2番目の希土類元素です。その用途は非常に広く、「セリウム」の勢いは止まりません。
セリウム元素の発見
カール・アウアー・フォン・ウェルスバッハ
セリウムは1803年、ドイツのクロッパーズ、スウェーデンの化学者イェンス・ヤコブ・ベルセリウス、そしてスウェーデンの鉱物学者ヴィルヘルム・ヒジンガーによって発見され、命名されました。セリアと名付けられ、その鉱石は1801年に発見された小惑星ケレスにちなんでセライトと呼ばれています。実際、このタイプのセリウムケイ酸塩は、66%から70%のセリウムを含む水和塩で、残りはカルシウム、鉄、鉄の化合物です。イットリウム.
セリウムの最初の用途は、オーストリアの化学者カール・アウアー・フォン・ヴェルスバッハが発明したガス暖炉でした。1885年、彼はマグネシウム、ランタン、イットリウムの酸化物の混合物を試しましたが、緑色の光を発することはできませんでした。
1891年、彼は純粋な酸化トリウムが青色ではあるものの、より明るい光を発することを発見し、酸化セリウム(IV)と混合することで明るい白色光を生み出すことに成功した。さらに、酸化セリウム(IV)は酸化トリウムの燃焼触媒としても使用できる。
セリウム金属
★ セリウムは延性があり、銀白色の柔らかい金属で、活性特性を有しています。空気に触れると酸化され、錆のような剥離した酸化物層を形成します。加熱すると燃焼し、水と急速に反応します。数センチメートルサイズのセリウム金属サンプルは約1年で完全に腐食します。空気、強力な酸化剤、強酸、ハロゲンとの接触を避けてください。
★ セリウムは主にモナザイト、バストネサイト、そしてウラン、トリウム、プルトニウムの核分裂生成物に含まれています。環境に有害であるため、水域の汚染には特に注意が必要です。
★ セリウムは地球の地殻に26番目に多く存在する元素で、68ppmを占め、銅（68ppm）に次いで2番目に多く含まれています。セリウムは、鉛（13ppm）やスズ（2.1ppm）などの一般的な金属よりも豊富です。
セリウムの電子配置
電子的アレンジメント:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ セリウムはランタンの後ろに位置し、セリウムを起点とする4f電子を持つため、化学反応に関与しやすい。しかし、セリウムの5d軌道は占有されているため、この効果はセリウムでは十分に強くない。
★ ランタノイド元素のほとんどは、電子構造が可変であるセリウムを除き、価電子として3つの電子しか利用できません。4f電子のエネルギーは、金属状態で非局在化した外部の5dおよび6s電子のエネルギーとほぼ同じであり、これらの電子エネルギー準位の相対的な占有率を変化させるにはわずかなエネルギーしか必要としません。その結果、+3と+4の二重価数が生じます。通常の状態では+3価ですが、嫌気水中では+4価を示します。
セリウムの応用
★合金添加剤、セリウム塩等の製造に使用できます。
★ 紫外線や赤外線を吸収するガラス添加剤として使用でき、自動車ガラスに広く使用されています。
★ 優れた環境保護材料として使用でき、現在最も代表的なのは自動車排気ガス浄化触媒で、大量の自動車排気ガスが大気中に排出されるのを効果的に防ぎます。
★ ライト希土類元素主にセリウムからなる植物成長調整剤は、作物の品質を向上させ、収穫量を増やし、作物のストレス耐性を強化します。
★ 硫化セリウムは顔料中の鉛やカドミウムなど環境や人体に有害な金属を代替することができ、プラスチックを着色することができ、またコーティングやインク産業にも使用することができます。
★酸化セリウム(IV)例えば化学機械研磨 (CMP) における研磨剤として使用できます。
★ セリウムは、水素貯蔵材料、熱電材料、セリウムタングステン電極、セラミックコンデンサー、圧電セラミックス、セリウムシリコンカーバイド研磨剤、燃料電池原料、ガソリン触媒、永久磁性材料、医療材料、各種合金鋼、非鉄金属としても使用されます。
投稿日時: 2023年7月3日