세륨

요약 주기율표 란타넘족에 속하는 희토류원소의 하나로, 원소기호는 Ce이며 1803년 J. 베르셀리우스가 발견하였다.

주기율표(세륨)

원소기호	Ce
원자번호	58
화학계열	란타넘족
원자량	140.115
전자배열	[Xe] 4f1 5d1 6s2
상태	고체
밀도	6.770g/cm3
녹는점	795℃
끓는점	3468℃
비중	6.7(α)
융해열	5.46kJ/mol
기화열	398kJ/mol
비열용량	26.94J/(mol·K)
전기음성도	1.12 (Pauling scale)
산화수	+4, +3

란타넘족원소이다. 1803년 J. 베르셀리우스가 스웨덴에서 산출된 광물(후에 세라이트로 명명)에서 새로운 원소의 산화물을 발견하고, 그보다 2년 전에 발견된 소행성 세레스의 이름을 따서 세리아(세륨의 산화물을 뜻한다)라고 명명하였다. 또 베르셀리우스와는 독립적으로 M. H. 클라프로트도 발견하였다. 희토류원소 중에서 가장 다량으로 존재하며, 주요 광석으로는 세라이트·가돌리나이트·사마르스카이트 등이 있다. 클라크수는 제28위이다.

성질

철회색강상(鐵灰色鋼狀)의 금속이다. 전성·연성이 있으며, 주석보다는 단단하고 아연보다는 연하다. 2개의 변태가 있는데, α는 육방밀집격자, β는 면심입방격자이다. 공기 중에서 쉽게 산화되어, 약 160℃에서 강한 빛과 열을 방출한다. 뜨거운 물과 작용하여 수소를 발생한다. 묽은 무기산에 잘 녹는다. 화합물의 원자가는 3 및 4가인 것이 보통이며, 3가의 것은 무색 화합물이 많다.

제법

공업적으로는 원료광석에서 황산염으로서 희토류원소의 혼합물을 추출하고, 이것을 이온교환법 또는 옥살산염으로서 분리·정제한 후, 염화세륨을 만들어 이것을 염화칼륨과의 융해염 전기분해에 의해 금속을 얻는다. 이 금속은 순도 99.6∼99.9%에 이르는데, 다시 염화무수물을 높은 진공도 아래, 또는 아르곤 속에서 액체 알칼리금속에 의하여 순도가 더 높은 것을 얻고 있다.

용도

전에는 발화합금(發火合金)으로서의 용도가 대부분이었으나, 최근에는 합금으로서의 용도가 많아, 철강·주철 등에 첨가하는 외에, 알루미늄합금·마그네슘합금·니켈합금 등 비철금속에도 첨가하여 성질을 개선하는 데 사용되고 있다.