Ce 58

Cerium (Ce)

lanthanide
주기: 6 블록: f

Solid

표준 원자량

140.116 u

전자 배치

[Xe] 6s2 4f1 5d1

녹는점

797.85 °C

끓는점

3423.85 °C

밀도

6770 kg/m³

산화 상태

+1, +2, +3, +4

전기 음성도(Pauling)

1.12

제1 이온화 에너지

5.5386 eV

발견 연도

1801

원자 반지름

185 pm

상세 정보

이름의 유래 Named after the asteroid, Ceres, discovered two years before the element.
발견 국가 Sweden/Germany
발견자 W. von Hisinger, J. Berzelius, M. Klaproth

Cerium is the first lanthanide by atomic number and one of the most abundant rare-earth elements in the crust. It is a reactive, electropositive metal whose chemistry is unusual among lanthanides because both Ce³⁺ and Ce⁴⁺ are accessible in ordinary compounds. This Ce³⁺/Ce⁴⁺ redox pair, especially in oxides, makes cerium important in catalysts, polishing materials, glass treatment, and oxygen-storage applications.

Cerium is especially interesting because of its variable electronic structure. The energy of the inner 4f level is nearly the same as that of the outer (valence) electrons, and only small amounts of energy are required to change the relative occupancy of these electronic levels. This gives rise to dual valency states.

For example, a volume change of about 10 percent occurs when cerium is subjected to high pressures or low temperatures. Cesium's valence appears to change from about 3 to 4 when it is cooled or compressed. The low temperature behavior of cerium is complex.

Cerium is an iron-gray lustrous metal. It is malleable, and oxidizes very readily at room temperature, especially in moist air. Except for europium, cerium is the most reactive of the rare-earth metals. It decomposes slowly in cold water and rapidly in hot water.

Alkali solutions and dilute and concentrated acids attack the metal rapidly. The pure metal is likely to ignite if scratched with a knife.

Ceric slats are orange red or yellowish; cerous salts are usually white.

The name derives from the planetoid Ceres, which was discovered by the Italian astronomer Giuseppe Piazzi in 1801 and named for Ceres, the Roman goddess of agriculture and harvest. Two years later, the element cerium was discovered by the German chemist Martin-Heinrich Klaproth, who called it ochroeite earth because of its yellow colour.

Cerium was independently discovered at the same time by the Swedish chemist Jöns Jacob Berzelius and the Swedish mineralogist Wilhelm von Hisinger, who called it ceria. It was first isolated in 1875 by the American mineralogist and chemist William Frances Hillebrand and the American chemist Thomas H. Norton.

Cerium was discovered by Jöns Jacob Berzelius and Wilhelm von Hisinger, Swedish chemists, and independently by Martin Heinrich Klaproth, a German chemist, in 1803. Cerium is the most abundant of the rare earth elements and makes up about 0.0046% of the earth's crust. Today, cerium is primarily obtained through an ion exchange process from monazite sand ((Ce, La, Th, Nd, Y)PO4), a material rich in rare earth elements.

Cerium was named for the asteroid Ceres, which was discovered in 1801. The element was discovered two years later in 1803 by Klaproth and by Berzelius and Hisinger. In 1875 Hillebrand and Norton prepared the metal.

이미지

특성

물리적 특성

원자 반지름(경험값)
185 pm 모든 원소의 원자 반지름(경험값) 비교 →
공유 결합 반지름
204 pm 모든 원소의 공유 결합 반지름 비교 →
반데르발스 반지름
235 pm 모든 원소의 반데르발스 반지름 비교 →
밀도
6770 kg/m³ 모든 원소의 밀도 비교 →
몰 부피
0.021 L/mol
STP에서의 상
고체 모든 원소의 STP에서의 상 비교 →
녹는점
797.85 °C 모든 원소의 녹는점 비교 →
끓는점
3423.85 °C 모든 원소의 끓는점 비교 →
열전도율
11.3 W/(m·K) 모든 원소의 열전도율 비교 →
비열
0.192 J/(g·K) 모든 원소의 비열 비교 →
몰 열용량
26.94 J/(mol·K) 모든 원소의 몰 열용량 비교 →
결정 구조
면심 입방 모든 원소의 결정 구조 비교 →

화학적 특성

전기 음성도(Pauling)
1.12 모든 원소의 전기 음성도(Pauling) 비교 →
전자 친화도
0.955 eV
제1 이온화 에너지
5.5386 eV 모든 원소의 제1 이온화 에너지 비교 →
제2 이온화 에너지
10.956038 eV 모든 원소의 제2 이온화 에너지 비교 →
제3 이온화 에너지
20.19747 eV 모든 원소의 제3 이온화 에너지 비교 →
제4 이온화 에너지
36.906127 eV 모든 원소의 제4 이온화 에너지 비교 →
제5 이온화 에너지
65.550226 eV 모든 원소의 제5 이온화 에너지 비교 →
산화 상태
+1, +2, +3, +4 모든 원소의 산화 상태 비교 →
원자가 전자
3 모든 원소의 원자가 전자 비교 →
전자 배치
[Xe] 6s2 4f1 5d1

열역학적 특성

융해열
0.05658911 eV 모든 원소의 융해열 비교 →
기화열
3.254392 eV 모든 원소의 기화열 비교 →
승화열
4.124994 eV
원자화열
4.124994 eV
원자화 엔탈피
4.354045 eV

핵 특성

양성자 수
58 모든 원소의 양성자 수 비교 →
중성자 수
82 모든 원소의 중성자 수 비교 →
알려진 동위원소 수
41 모든 원소의 알려진 동위원소 수 비교 →
안정 동위원소 수
1 모든 원소의 안정 동위원소 수 비교 →
가장 안정한 동위원소
Ce-140
발견 연도
1801

존재비

존재비(지각)
66.5 mg/kg 모든 원소의 존재비(지각) 비교 →
존재비(해양)
1.2 × 10−6 mg/L 모든 원소의 존재비(해양) 비교 →

결정 구조

격자 상수 a
516 pm

전자 구조

전자껍질별 전자 수
2, 8, 18, 19, 9, 2 모든 원소의 전자껍질별 전자 수 비교 →

식별자

CAS 등록 번호
7440-45-1 모든 원소의 CAS 등록 번호 비교 →
항 기호
1G°4
InChI
InChI=1S/Ce
InChI 키
GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N

전자 배치 측정값

이온 전하
양성자 58
전자 58
전하 중성
배치 Ce: 4f¹ 5d¹ 6s²
전자 배치
측정값
[Xe] 4f¹ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹ 5d¹ 6s²
오비탈 도표
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
6/6
5s
2/2
4d
10/10
5p
6/6
6s
2/2
4f
1/14 1↑
5d
1/10 1↑
총 전자 수: 58 홀전자: 2 ?

원자 모형

양성자 58
중성자 82
전자 58
질량수 140
안정성 안정

동위원소에 따라 중성자 수, 질량, 안정성은 달라지지만, 중성 원자의 전자 배치는 달라지지 않습니다.

개략적인 원자 모형이며 실제 비율과 다릅니다.

원자 지문

방출 / 흡수 스펙트럼

0 / 0 (0 세기 정보가 있는 선 0개)
측정값
방출 가시광선: 380–750 nm

동위원소 분포

14088.4500%질량수천연 존재비(%)
질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기
140 안정139.9054431 ± 0.000002388.4500%안정
측정값

상 / 상태

1 atm / 101.325 kPa
고체 25 °C (298.15 K)

이유: 녹는점(797.85 °C)보다 772.9 °C 낮음

녹는점 797.85 °C
끓는점 3423.85 °C
녹는점 미달 온도 772.9 °C
0 K 현재 온도: 25 °C 6000 K
상 변화 도표

개략도이며 실제 비율과 다름

고체
액체
기체
녹는점
끓는점
25°C
고체
액체
기체
현재

상전이점

녹는점 문헌값
797.85 °C
끓는점 문헌값
3423.85 °C
현재 상 계산값
고체

전이 에너지

융해열 문헌값
0.05658911 eV

녹는점에서 1 mol을 녹이는 데 필요한 에너지

기화열 문헌값
3.254392 eV

끓는점에서 1 mol을 기화시키는 데 필요한 에너지

승화열 문헌값
4.124994 eV

승화점에서 1 mol을 승화시키는 데 필요한 에너지

밀도

기준 밀도 문헌값
6770 kg/m³

표준 조건에서

현재 밀도 계산값
6770 kg/m³

표준 조건에서

원자 스펙트럼

전체 58개 중 10개를 표시합니다. 이온 전하순으로 정렬되었습니다(오름차순).

보유 스펙트럼선 데이터 ?

이온전하총 스펙트럼선 수전이 확률준위 표기
Ce I 020967209
Ce II +1560283560
Ce III +226200
Ce IV +32700
Ce V +4500
NIST 보유 스펙트럼선 데이터 →

보유 에너지 준위 데이터 ?

이온전하준위
Ce I 0953
Ce II +1491
Ce III +2227
Ce IV +317
Ce V +412
Ce VI +54
Ce VII +62
Ce VIII +72
Ce IX +82
Ce X +92
NIST 보유 에너지 준위 데이터 →
58 Ce 140.116

Cerium — 원자 오비탈 시각화 도구

[Xe]6s24f15d1
에너지 준위 2 8 18 19 9 2
산화 상태 +1, +2, +3, +4
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Cerium — 원자 오비탈 시각화 도구 미리보기
Three.js는 요청할 때만 불러옵니다
58 Ce 140.116

Cerium — 결정 구조 시각화 도구

Face-Centered Cubic · 피어슨 기호 cF4
실험 기반
피어슨 기호 cF4
배위수 12
충전율 74.000%
Cerium — 결정 구조 시각화 도구 미리보기
Three.js는 요청할 때만 불러옵니다

이온 반지름

전하배위스핀반지름
+36해당 없음101 pm
+37해당 없음107 pm
+38해당 없음114.3 pm
+39해당 없음119.6 pm
+310해당 없음125 pm
+312해당 없음134 pm
+46해당 없음87 pm
+48해당 없음97 pm
+410해당 없음97 pm
+412해당 없음113.99999999999999 pm

화합물

Ce
140.116 u
Ce+3
140.116 u
Ce
143.914 u
Ce
140.908 u
Ce+4
140.116 u
Ce
136.908 u
Ce
133.909 u
Ce
134.909 u
Ce
142.912 u
Ce
138.907 u
Ce
141.909 u
Ce
139.905 u
Ce
145.919 u
Ce
135.907 u
Ce
137.906 u

동위원소 (1)

질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기붕괴 방식
140 안정139.9054431 ± 0.000002388.4500% ± 0.0510%안정
stable
140 안정
원자 질량(u) 139.9054431 ± 0.0000023
천연 존재비 88.4500% ± 0.0510%
반감기 안정
붕괴 방식
stable

확장 특성

공유 결합 반지름(확장)

공유 결합 반지름(Pyykkö)
163 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 이중 결합)
137 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 삼중 결합)
131 pm

반데르발스 반지름

Alvarez
288 pm
UFF
355.6 pm
MM3
274 pm

원자 및 금속 반지름

원자 반지름(Rahm)
282 pm

번호 척도

Mendeleev
15
Pettifor
32
Glawe
31

전기 음성도 척도

Ghosh
0
Miedema
3
Gunnarsson–Lundqvist
4
Robles–Bartolotti
3

분극률 및 분산

쌍극자 분극률
205 a.u.
쌍극자 분극률(불확도)
20 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
3480 Ha·Bohr6

미데마 매개변수

미데마 몰 부피
21.62 cm3/mol
미데마 전자 밀도
2

공급 위험 및 경제성

생산 집중도
97
상대적 공급 위험
10
매장량 분포
50
정치적 안정성(최대 생산국)
24
정치적 안정성(최대 매장국)
24

상전이 및 동소체

녹는점1072.15 K
끓는점3716.15 K

산화 상태 분류

+4 main
+2 extended
+3 main
+1 extended

심화 참고 데이터

차폐 상수 (13)
n오비탈σ
1s1.1519
2p4.2176
2s15.26
3d13.9147
3p19.0405
3s19.3408
4d32.3392
4f56.324
4p29.3936
4s28.32
결정 반지름 상세 정보 (10)
전하CN스핀rcrystal (pm)기원
3VI115from r^3 vs V plots,
3VII121estimated,
3VIII128.3from r^3 vs V plots,
3IX133.6from r^3 vs V plots,
3X139
3XII148calculated,
4VI101from r^3 vs V plots,
4VIII111from r^3 vs V plots,
4X121from r^3 vs V plots,
4XII128
동위원소 붕괴 방식 (54)
동위원소모드세기
119B+—
119B+p—
120B+—
120B+p—
121B+100%
121B+p1%
122B+—
122B+p—
123B+100%
123B+p—
X선 산란 인자 (508)
에너지 (eV)f₁f₂
10—1.28369
10.1617—1.26389
10.3261—1.24441
10.4931—1.22522
10.6628—1.20632
10.8353—1.18772
11.0106—1.16941
11.1886—1.15138
11.3696—1.13362
11.5535—1.11614

추가 데이터

Sources

Sources of this element.

Cerium is the most abundant so-called rare-earth metals. It is found in a number of minerals including allanite (also known as orthite), monazite, bastnasite, cerite, and samarskite. Monazite and bastnasite are presently the more important sources of cerium.

Large deposits of monazite (found on the beaches of Travancore, India and in river sands in Brazil), allanite (in the western United States), and bastnasite (in Southern California) will supply cerium, thorium, and the other rare-earth metals for many years to come.

Metallic cerium is prepared by metallothermic reduction techniques, such as reducing cerous fluoride with calcium, or using electrolysis of molten cerous chloride or others processes. The metallothermic technique produces high-purity cerium.

참고 문헌 (1)

참고 문헌

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Ce

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Cerium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

라이선스 안내: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Cerium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

라이선스 안내: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Cerium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Cerium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Cerium

This section provides all form of data related to element Cerium.

9 PubChem Elements
Cerium

The element property data was retrieved from publications.

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