セリウム は、レアアース元素の大群における紛れもない「兄貴」です。まず、地殻中のレアアースの総存在量は 238ppm で、セリウムは 68ppm で、レアアース全体の組成の 28% を占め、第 1 位となっています。次に、セリウムはイットリウムの発見（1794 年）から 9 年後に発見された 2 番目の希土類元素です。その応用範囲は非常に広く、「セリウム」は止められない
セリウム元素の発見
カール・アウアー・フォン・ヴェルスバッハ
セリウムは、1803 年にドイツのクロッパーズ、スウェーデンの化学者ヨンス ヤコブ ベルゼリウス、スウェーデンの鉱物学者ヴィルヘルム ハイジンガーによって発見され、命名されました。これはセリアと呼ばれ、その鉱石は 1801 年に発見された小惑星セレスにちなんでセライトと呼ばれています。実際、このタイプのケイ酸セリウムは 66% ～ 70% のセリウムを含む水和塩で、残りはカルシウムの化合物です。 、鉄、そしてイットリウム.
セリウムが最初に使用されたのは、オーストリアの化学者カール・アウアー・フォン・ヴェルスバッハによって発明されたガス暖炉でした。 1885 年に、彼はマグネシウム、ランタン、酸化イットリウムの混合物を試みましたが、これらの混合物は緑色の光を発しましたが、成功しませんでした。
1891 年に、彼は純粋な酸化トリウムが青色ではあるがより良い光を生成し、酸化セリウム(IV) と混合すると明るい白色光が生成されることを発見しました。さらに、酸化セリウム(IV)は酸化トリウム燃焼の触媒としても使用できます。
セリウム金属
★セリウムは延性があり、活性な特性を持つ柔らかい銀白色の金属です。空気に触れると酸化し、酸化皮膜が剥がれたような錆びが形成されます。加熱すると燃焼し、水と急速に反応します。センチメートルサイズのセリウム金属サンプルは約 1 年以内に完全に腐食します。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、バストネサイトのほか、ウラン、トリウム、プルトニウムの核分裂生成物中に存在します。環境に有害なので、水域の汚染に特別な注意を払う必要があります。
★セリウムは26番目に豊富な元素で、地殻の68ppmを占め、銅(68ppm)に次いで2番目です。セリウムは、鉛（13pm）や錫（2.1ppm）などの通常の金属よりも豊富です。
セリウム電子配置
電子的な手配:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★セリウムはランタンの次に位置し、セリウムを起点とする4f電子を持っており、化学反応に参加しやすい性質を持っています。ただし、セリウムの 5d 軌道は占有されており、セリウムではこの効果は十分に強くありません。
★電子構造が変化するセリウムを除いて、ほとんどのランタニドは価電子として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された外部の 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を変更するには少量のエネルギーしか必要とせず、その結果、次の 2 価電子が生じます。 +3と+4。通常の状態は+3価であり、嫌気性水中では+4価を示します。
セリウムの応用
★合金添加剤や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利用でき、現在最も代表的なのは自動車排気浄化触媒であり、大量の自動車排気ガスの大気中への排出を効果的に防止します。
★ライト希土類元素植物成長調節剤として主にセリウムで構成されており、作物の品質を改善し、収量を増加させ、作物のストレス耐性を高めることができます。
★ 硫化セリウムは、環境や人体に有害な鉛やカドミウムなどの金属の顔料を置き換えたり、プラスチックを着色したり、塗料やインク産業でも使用できます。
★酸化セリウム(IV)化学機械研磨 (CMP) などの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、圧電セラミックス、セリウム炭化ケイ素研磨材、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、非磁性材料としても使用できます。鉄金属。
投稿日時: 2023 年 7 月 3 日