性質および化学反応

 銀白色の金属元素で空気中で酸化されて黒変しやすい。金属表面をやすりなどでこすると火花を発生する。薄い酸にたやすく溶解し、無色の3価の陽イオンCe3+を生成し、これをぺルオキソ硫酸塩などの強酸化剤と反応させると、無色の4価の陽イオンCe4+に変化する。
 元素は1803年にドイツのM.H.KlaprothとスウェーデンのJ.Berzeliusによりそれぞれ独立に発見され、1801年に発見された初の小惑星Ceresの名前をとって命名された。
セリウムの単体

自然界における存在

 ペグマタイト質の岩漿より晶出した鉱物であるリン酸塩としてモナズ石(La,Ce)PO4およびバストネサイト(La,Ce)CO3Fなどの希土類鉱物中に他の軽ランタノイド元素(La〜Gd)と伴に存在する。希土類元素中で最も存在度が高い。
モナズ石 福島県石川郡産

工業的用途

 セリウムを中心とし、ランタン、プラセオジム、ネオジムおよびその他の希土類元素を含む未分離の合金をミッシュメタルと呼び、やすりでこすって粉末にすると空気中で発火するため、鉄を30%加えてライターの発火合金に用いられる。
 酸化セリウム(Ⅲ)はカラーテレビの青色蛍光体、また紫外線の吸収能力から、サングラスおよび自動車のガラスに添加される。酸化セリウム(Ⅳ)CeO2はエンジン内で発生する一酸化炭素および窒素酸化物の分解反応を促進し、白金およびロジウムに代わる、自動車排気ガス浄化触媒として用いられる。

主な化合物

化合物中ではセリウム原子の酸化数は+3および+4をとることが多い。

Ce2O3 酸化セリウム(Ⅲ) Cerium(Ⅲ) Oxide
CeO2 酸化セリウム(Ⅳ) Cerium(Ⅳ) Oxide
Ce(OH)3 水酸化セリウム(Ⅲ) Cerium(Ⅲ) Hydroxide
Ce2(SO4)3·8H2O 硫酸セリウム(Ⅲ)八水和物 Cerium(Ⅲ) Sulfate Octahydrate



電子配置
1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f15s25p65d16s2
[Xe]4f15d16s2
(1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f25s25p66s2)
([Xe]4f26s2)
第一イオン化エネルギー
534.3 kJ/mol
5.539 eV
電子親和力
92 kJ/mol
0.95 eV
密度
6.757 g/cm3 (25℃)
結晶格子
体心立方格子(bcc) a=4.84Å
熱容量Cp(比熱)25℃
26.94 J/mol K (0.0460 cal/g K)
融点
799℃
沸点
3426℃
地殻中存在比
60 ppm
海水中存在比
4×10-3 ppb
大気中存在比
-
宇宙存在比(Si=106)
1.136


同位体
核種
相対質量
スピンパリティー
半減期
天然存在比
壊変
134Ce

133.908924821

0+
3.16 d
-
EC
136Ce

135.907172422

0+
stable
 0.185%
-
138Ce

137.905991321

0+
stable
 0.251%
-
139Ce

138.906652651

3/2+
137.640 d
-
EC
140Ce

139.905438706

0+
stable
88.450%
-
141Ce

140.90827627

7/2-
32.501 d
-
β-
142Ce

141.909244205

0+
>2.6×1016 yr
11.114%
-
143Ce

142.91238591

3/2-
1.377 d
-
β-
144Ce

143.913647336

0+
284.893 d
-
β-


n
H
He
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
Rb
Sr
Y
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
Cs
Ba
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Po
At
Rn
Fr
Ra
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
Rg
Uub
Uut
Uuq
Uup
Uuh
Uus
Uuo
La
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
Ac
Th
Pa
U
Np
Pu
Am
Cm
Bk
Cf
Es
Fm
Md
No
Lr



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