세륨(시리엄) 원소의 성질과 이용

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세륨(시리엄 Cerium, Ce) 원소의 성질과 이용

  

󰋯  원자번호：58

󰋯  족：3족(3주기), 란타넘족 2번째 희토류 금속원소

󰋯  원자량：140.116

󰋯  밀도：6.770g/cm^-3

󰋯  각 전자궤도의 전자 수：2, 8, 18, 19, 9, 2

󰋯  mp：795℃ / 󰋯  bp：3,443℃

 

세륨(영어발음은 시리엄)은 희토류 금속 중에서 지각에 가장 존재량이 많은(0.0046%) 원소이다. 이  원소는 스웨덴의 화학자 베르셀리우스(Jons Jakob Berzelius 1779-1848)와 히싱거(Wilhelm Hisinger 1766-1852) 그리고 독일 화학자 클라프로스(Martin Klaproth 1743-1817)가 1803년에 동시 발견했다. ‘세륨’이라는 명칭은 1801년에 발견되어 세계를 흥분시킨 유명한 소행성(小行星) ‘Ceres’ 의 이름을 딴 것이다.

 

세륨을 함유한 대표적인 광물은 모나자이트(monazite)와 바스트나사이트(bastnasite)이다. 모나자이트는 인산(PO₄)과 Ce, La, Pr, Nd, Th, Y 등의 여러 원소가 포함된 광물이고, 바스트나사이트는 플로르화탄산(CO₃F)과 Ce, La, Y 등의 원소가 섞인 광석이다.

 

 

세륨 원소는 일찍 발견되었지만 순수하게 세륨을 정제한 것은 1875년이었다. 세륨은 회색 금속으로 연성과 전성이 좋으며, 희유금속 중에서 화학반응성이 좋은 편이어서 공기 중에서 산소와 결합하여  산화세륨(CeO)이 되며, 뜨거운 물이라면 빨리 분해(分解)되어 수소를 발생시킨다. 이 금속은 마찰하면 저절로 점화되어 연소할 정도이므로 라이터의 점화용 돌로 사용된다.

 

세륨은 란타넘처럼 탐조등(探照燈)과 같은 고광도 아크램프의 전극으로 쓰이고, 세륨염(다른 금속 원소와의 화합물)들은 여러 색을 가지고 있어 색유리 제조 때 색소로 사용한다. 특히 세륨이 포함된 유리는 자외선을 잘 차단한다. 이 외에 세륨은 화학반응의 촉매제를 비롯하여 여러 용도가 연구 개발되고 있다.

 

 

란타넘(란탄) 원소의 성질과 이용