铈 Ce

发现历史

1803年，瑞典的永斯·雅各布·贝采利乌斯和威廉·希辛格分析了巴斯特纳斯矿出产的一种沉重矿物（今称铈硅石），发现了一种新的氧化物。同一年，德国化学家马丁·海因里希·克拉普罗特也独立发现了同一种氧化物。

当时人们认为铈土是单一元素的氧化物，但从1839年起，卡尔·古斯塔夫·莫桑德尔从中分离出了镧和didymium，揭示出它是多种稀土的混合物。

1875年，美国的威廉·希尔布兰德和托马斯·诺顿电解熔融的氯化铈，首次制得了这种金属。1903年，奥地利化学家卡尔·奥尔·冯·韦尔斯巴赫为铈铁合金申请了专利，这种合金一经刮擦就会迸出火花，至今仍被用作打火石。

名称由来

这种元素以1801年发现、如今被归为矮行星的谷神星（Ceres）命名，而谷神星又得名于罗马神话中的农业女神。元素符号为 Ce。中文“铈”以金字旁加“市”字，取其读音。

主要用途

• 玻璃抛光：氧化铈在研磨时会与玻璃表面发生化学反应，使镜片、镜子、手机屏幕和硅晶圆获得光滑的表面。
• 催化转化器：氧化铈能储存和释放氧，帮助三元催化器在不断变化的工况下高效工作。
• 打火石：铈铁合金在打火机和野营打火棒中产生火花。
• 玻璃添加剂：它能使玻璃脱色并阻挡紫外线。
• 荧光粉：在白光LED中，掺铈YAG荧光粉把蓝光转换为黄光。
• 化学：硝酸铈铵是有机合成中常用的氧化剂。

同位素

天然铈有四种同位素：铈-136、-138、-140和-142，其中铈-140约占88%。理论上铈-142可能会极其缓慢地衰变，但尚未观测到。放射性的铈-144（半衰期约285天）和铈-141（约33天）是裂变产物，在核事故后的环境监测中需要测量。

日常生活中

铈与其他稀土一起从氟碳铈矿和独居石中提取。它在地壳中的含量与铜相当，所以尽管被称为“稀土”，它其实一点也不稀少。

打火机里的火花，是一小片铈合金碎屑在空中飞过时燃烧的结果。氧化铈曾是汽灯纱罩的成分，使煤气灯发出明亮的光芒。铈化合物的毒性相当低，但金属粉末容易着火，必须小心处理。