세륨

세륨(문화어: 세리움←영어: Cerium 시어리엄[*])은 화학 원소로 기호는 Ce(←라틴어: Cerium 케리움[*]), 원자 번호는 58이다. 세륨은 은색을 띄며 연성이 있는 무른 금속으로 공기 중에서 쉽게 산화한다. 세륨은 지각 전체의 무게에서 0.0046% 정도를 차지하여 희토류 원소 중 가장 흔한 원소이다. 모나자이트에서 추출한다. 세륨은 유리에 색을 입힐 때 촉매로 사용하며 형광등의 인광물질을 도포할 때도 사용된다. 세륨·란타넘 합금으로 탄환을 만들어 예광탄으로 쓰기도 한다.[1]

세륨(58Ce)
Cerium2.jpg
개요
영어명Cerium
표준 원자량 (Ar, standard)140.116(1)
주기율표 정보
수소 (반응성 비금속)
헬륨 (비활성 기체)
리튬 (알칼리 금속)
베릴륨 (알칼리 토금속)
붕소 (준금속)
탄소 (반응성 비금속)
질소 (반응성 비금속)
산소 (반응성 비금속)
플루오린 (반응성 비금속)
네온 (비활성 기체)
나트륨 (알칼리 금속)
마그네슘 (알칼리 토금속)
알루미늄 (전이후 금속)
규소 (준금속)
인 (반응성 비금속)
황 (반응성 비금속)
염소 (반응성 비금속)
아르곤 (비활성 기체)
칼륨 (알칼리 금속)
칼슘 (알칼리 토금속)
스칸듐 (전이 금속)
타이타늄 (전이 금속)
바나듐 (전이 금속)
크로뮴 (전이 금속)
망가니즈 (전이 금속)
철 (전이 금속)
코발트 (전이 금속)
니켈 (전이 금속)
구리 (전이 금속)
아연 (전이후 금속)
갈륨 (전이후 금속)
저마늄 (준금속)
비소 (준금속)
셀레늄 (반응성 비금속)
브로민 (반응성 비금속)
크립톤 (비활성 기체)
루비듐 (알칼리 금속)
스트론튬 (알칼리 토금속)
이트륨 (전이 금속)
지르코늄 (전이 금속)
나이오븀 (전이 금속)
몰리브데넘 (전이 금속)
테크네튬 (전이 금속)
루테늄 (전이 금속)
로듐 (전이 금속)
팔라듐 (전이 금속)
은 (전이 금속)
카드뮴 (전이후 금속)
인듐 (전이후 금속)
주석 (전이후 금속)
안티모니 (준금속)
텔루륨 (준금속)
아이오딘 (반응성 비금속)
제논 (비활성 기체)
세슘 (알칼리 금속)
바륨 (알칼리 토금속)
란타넘 (란타넘족)
세륨 (란타넘족)
프라세오디뮴 (란타넘족)
네오디뮴 (란타넘족)
프로메튬 (란타넘족)
사마륨 (란타넘족)
유로퓸 (란타넘족)
가돌리늄 (란타넘족)
터븀 (란타넘족)
디스프로슘 (란타넘족)
홀뮴 (란타넘족)
어븀 (란타넘족)
툴륨 (란타넘족)
이터븀 (란타넘족)
루테튬 (란타넘족)
하프늄 (전이 금속)
탄탈럼 (전이 금속)
텅스텐 (전이 금속)
레늄 (전이 금속)
오스뮴 (전이 금속)
이리듐 (전이 금속)
백금 (전이 금속)
금 (전이 금속)
수은 (전이후 금속)
탈륨 (전이후 금속)
납 (전이후 금속)
비스무트 (전이후 금속)
폴로늄 (전이후 금속)
아스타틴 (준금속)
라돈 (비활성 기체)
프랑슘 (알칼리 금속)
라듐 (알칼리 토금속)
악티늄 (악티늄족)
토륨 (악티늄족)
프로트악티늄 (악티늄족)
우라늄 (악티늄족)
넵투늄 (악티늄족)
플루토늄 (악티늄족)
아메리슘 (악티늄족)
퀴륨 (악티늄족)
버클륨 (악티늄족)
캘리포늄 (악티늄족)
아인슈타이늄 (악티늄족)
페르뮴 (악티늄족)
멘델레븀 (악티늄족)
노벨륨 (악티늄족)
로렌슘 (악티늄족)
러더포듐 (전이 금속)
더브늄 (전이 금속)
시보귬 (전이 금속)
보륨 (전이 금속)
하슘 (전이 금속)
마이트너륨 (화학적 특성 불명)
다름슈타튬 (화학적 특성 불명)
뢴트게늄 (화학적 특성 불명)
코페르니슘 (전이후 금속)
니호늄 (화학적 특성 불명)
플레로븀 (화학적 특성 불명)
모스코븀 (화학적 특성 불명)
리버모륨 (화학적 특성 불명)
테네신 (화학적 특성 불명)
오가네손 (화학적 특성 불명)
 -
↑
Ce
↓
Th
La ← Ce → Pr
원자 번호 (Z)58
족n/a
주기6주기
구역f-구역
화학 계열란타넘족
전자 배열[Xe] 4f1 5d1 6s2
준위별 전자 수2, 8, 18, 19, 9, 2
세륨의 전자껍질 (2, 8, 18, 19, 9, 2)
물리적 성질
겉보기은백색
상태 (STP)고체
녹는점1068 K
끓는점3716 K
밀도 (상온 근처)6.770 g/cm3
융해열5.46 kJ/mol
기화열398 kJ/mol
몰열용량26.94 J/(mol·K)
증기 압력
압력 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
온도 (K) 1992 2194 2442 2754 3159 3705
원자의 성질
산화 상태3, 4
(염기성 산화물)
전기 음성도 (폴링 척도)1.12
이온화 에너지
  • 1차: 534.4 kJ/mol
  • 2차: 1050 kJ/mol
  • 3차: 1949 kJ/mol
원자 반지름185 pm (실험값)
Color lines in a spectral range
스펙트럼 선
그 밖의 성질
결정 구조면심 입방정계 (fcc)
Cubic-face-centered.svg
음속 (얇은 막대)2100 m/s (20 °C)
열팽창(실온) (γ, poly)
6.3 µm/(m·K)
열전도율11.3 W/(m·K)
전기 저항도(실온) (β, poly) 828 n Ω·m
자기 정렬상자성
영률(γ form) 33.6 GPa
전단 탄성 계수(γ form) 13.5 GPa
부피 탄성 계수(γ form) 21.5 GPa
푸아송 비(γ form) 0.24
모스 굳기계2.5
비커스 굳기270 MPa
브리넬 굳기412 MPa
CAS 번호7440-45-1
동위체 존재비 반감기 DM DE
(MeV) 		DP
134Ce 인공 3.16 일 ε 0.500 134La
136Ce 0.19% 안정
138Ce 0.25% 안정
139Ce 인공 137.640 일 ε 0.278 139La
140Ce 88.48% 안정
141Ce 인공 32.501 일 β- 0.581 141Pr
142Ce 11.08% 안정
144Ce 인공 284.893 일 β- 0.319 144Pr
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성질편집

 
온도와 압력에 따른 세륨의 상

세륨은 광택이 있는 은색을 띠는 란타넘족 금속이다. 무르고 연성이 커 굽히거나 펴기 쉽다.

공기 중에서 쉽게 산화하여 산화세륨이 된다.

Ce + O2 → CeO2

할로젠과 반응하여 화합물을 만든다.

2 Ce (s) + 3 F2 (g) → 2 CeF3 (s) [백색]
2 Ce (s) + 3 Cl2 (g) → 2 CeCl3 (s) [백색]
2 Ce (s) + 3 Br2 (g) → 2 CeBr3 (s) [백색]
2 Ce (s) + 3 I2 (g) → 2 CeI3 (s) [황색]

세륨은 황산 수용액에 녹아 수산화세륨기([Ce(OH2)9]3+)를 이룬다.[2]

2 Ce (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Ce3+ (aq) + 3SO2-/4 (aq) + 3 H2 (g)

산업편집

산화세륨은 세리아라고 불리며 산화알미늄, 이산화규소 등과 함께 사용하여 법랑의 유탁제로 사용된다. 도자기의 유약으로는 잘 쓰이지 않으나 흰색 유약을 만들기 위해 쓰이기도 한다.[3]

발견편집

1803년 스웨덴의 화학자 옌스 야코브 베르셀리우스와 빌헬름 힌싱게르가 독자적으로 세륨을 발견하였다. 세륨이라는 이름은 1801년 발견된 왜행성 세레스의 이름을 따 베르셀리우스가 이름 붙인 것이다. 이와 별도로 독일의 화학자 마르틴 하인리히 클라프도 독자적인 연구를 통해 세륨을 발견하였다.[4]

각주편집

  1. ↑ 손동식, 따따따 화학닷컴(놀라운 생활 속 화학이야기), 맑은 창, 2008, 143쪽
  2. ↑ Chemical reactions of Cerium, Webelements
  3. ↑ 김박윤, 유약과 그 안료, 대광서림, 2007, 115쪽
  4. ↑ 케서린 쿨렌, 최미화 역, 천재들의 과학노트 2. 화학, 일출봉, 2007, 89쪽

외부 링크편집

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