一種化學元素,化學符號Ce,原子序數58,原子量140.115,屬週期系ⅢB族,為鑭系元素之一。1803年M.H.克拉普羅特、J.J.貝采利烏斯和W.希辛格同時分別地發現瞭鈰的氧化物,稱為ceria(鈰土)。元素英文名來源於Ceres,為1801年發現的小行星穀神星的英文名。

  存在 鈰在地殼中的含量約為4.6×10-3>%,是稀土元素中豐度最高的一個,其含量約為鉛的三倍;主要存在於獨居石和氟碳鈰礦中,也存在於鈾、釷和钚的裂變產物(見裂變化學)中。自然界存在的鈰穩定同位素有四種:鈰136、鈰138、鈰140和鈰142,其中鈰140含量最高,為88.48%。

  物理性質 鈰為鐵灰色金屬,有延展性,硬度與錫類似;熔點799℃,沸點3426℃,密度6.657克/厘米3(25℃)。鈰有四種晶體結構:α鈰為面心立方(-196℃);β鈰為六方(-23℃);γ鈰為面心立方(-10~726℃);δ鈰為體心立方(>726℃)。

  化學性質 鈰的電子構型為(Xe)4f25d06s2,氧化態有+3、+4、除銪以外,鈰是稀土元素中最活潑的。鈰在室溫下,特別在濕空氣中很容易氧化;在冷水中緩慢分解;在熱水中很快反應並產生氫氣。鈰主要以+3氧化態存在,與鐠、鋱一樣,也能形成+4氧化態的化合物。三價鈰鹽通常為白色,有一個不成對的4f電子,故有順磁性。大多數四價鈰鹽及其溶液為橙紅色到橙黃色,具有反磁性和強氧化性,在分析化學中用作氧化劑。

  制法 首先將三價鈰氧化成四價鈰,利用四價鈰在化學性質上與其他三價稀土元素的不同,如堿性的差別,將鈰從混合稀土中分離和提純。金屬鈰可用鈣還原三氟化鈰或電解熔融的三氯化鈰或其他鹵化鈰來制備。

  應用 二氧化鈰用於拋光精密玻璃制品,也可做玻璃去色劑和用於生產有色玻璃。鉀玻璃中加入少量的鈰酸鈦,可使玻璃變成藍寶石色。含1%二氧化鈰的鈰玻璃可作耐β輻射(見放射性)玻璃。二氧化鈰是一氧化碳加氫制取異烷烴的催化劑之一。硝酸鈰用於制造白熾燈罩。鈰和其他稀土元素是許多鐵合金和非鐵合金的組分,含鈰50%的鈰鐵合金可制打火石。