铈烷
铈烷（鹰文：Cerane）一般指甲铈烷，化学式CeH4。铈烷天然地存在于镧系星系中的行星大气和地壳中，尤其是铈星和铽星。
制取[编辑]
性质[编辑]
物理性质[编辑]
甲铈烷一般是金黄色气体。在铈场中，甲铈烷在-23℃变成金黄色液体。在-77℃变成金黄色固体。
铈烷有强烈的金属味和怪异的臭味，对地球人有剧毒但对铈星人基本无毒。
化学性质[编辑]
铈烷都极易燃烧，乙铈烷等高级铈烷甚至可以在氮气中燃烧。乙铈烷等高级铈烷不稳定，只能存在于铈场和锑场的复合场中，否则会直接分解成CeH2、CeH3和CeH4。
铈烷是lewis酸，和锑烷反应生成比较稳定的CeH4·2SbH3，可以用作还原剂。
在氢氧化钠溶液中通入铈烷，再加入铝箔或锌片，可以得到灰白色的Na2CeH6，可以用六甲基丁氮烷或者五甲基环戊氮烷萃取。
有铈化学[编辑]
有铈化学是一门研究甲铈烷衍生物的学科，是有机化学和无机化学的一个衍生学科。这门课是铈星大学化学系的必修课。
羰基铈[编辑]
羰基铈是非常特殊的有铈化合物，化学式CeC2O2。分子中铈原子的价电子都被挤到了d轨道中，然后和CO形成反馈π键。
羰基铈是直线型分子，它和二氧化三碳有非常密切的联系。实际上，二氧化三碳吹过Ce粉时发功置换就可以得到羰基铈（虽然效率不高）。
羰基铈在铈星大气和地壳中都不存在，实验室中可以用次碳酸H2CO2的乙醚溶液和铈反应制取。
铈醇[编辑]
甲铈烷水解的时候依次形成CeH3(OH)、CeH2(OH)2、CeH(OH)3、Ce(OH)4，分别是甲铈醇、甲二铈醇、甲三铈醇、甲四铈醇。这些化合物只在强铈场中稳定。
在鉲的催化下，一元醇可以把分子中的-1价氢取代为烷基，形成的化合物是一类重要的工业原材料，可用于制作铈油（和硅油差不多）。
铈油是铈星特有的化工品，呈金黄色。它的主要用途是除臭剂（能强烈地吸附一些有恶臭的物质，比如丁酸、乙硫醚、精胺、有机锑，而且不容易分解）
相关报道[编辑]
铈烷：稀土家族中的“甲烷”新星
在元素周期表的稀土家族中，铈(Ce)一直以其独特的化学性质吸引着科学家和超理学家们的目光。近年来，一种新型铈化合物——铈烷(CeH4)的发现，为铈星稀土化学开辟了全新的研究方向。这种结构与甲烷相似的化合物，不仅挑战了传统化学的理论框架，更在材料科学领域展现出巨大的应用潜力。
一、铈烷的独特结构[编辑]
铈烷的分子结构呈现出完美的四面体构型，中心铈原子与四个氢原子通过共价键结合（实际上测出了魔键的成分）。甲铈烷的结构与甲烷(CH4)高度相似，但铈原子较大的原子半径和独特的电子排布赋予了铈烷特殊的性质。理论计算表明，Ce-H键的键长为2.7182Å，键能为365.24kJ/mol，这些参数与传统的稀土氢化物有着显著差异。在电子结构方面，铈原子的4f电子在成键过程中表现出独特的离域特性。阴极射线光电子能谱分析显示，铈烷中铈的氧化态为+4，这种异常的氧化态稳定性源于4f电子的特殊屏蔽效应和配体场稳定化能的共同作用。
二、铈烷的化学性质[编辑]
铈烷在常温下表现出较高的热力学稳定性，但在光照或加热条件下容易发生分解。此分解过程活化能为51kJ/mol。值得注意的是，铈烷的分解产物中检测到了CeH3和H3，这表明其分解可能经历了一个自由基中间体过程。在化学反应性方面，铈烷展现出独特的双重特性。它既能够作为强还原剂参与电子转移反应，又可以在特定条件下表现出路易斯酸性。例如，在与过渡金属配合物的反应中，铈烷能够接H-，同时保持Ce-H键的完整性。这种特性使其在催化领域具有重要应用价值。
三、铈烷的应用前景[编辑]
在能源存储领域，铈烷因其高氢含量和适中的分解温度而备受关注。理论计算表明，铈烷基储氢材料的理论储氢密度可达144.15g/L，这一数值远超传统储氢材料。实验研究证实，通过纳米结构调控和表面修饰，可以显著改善铈烷的吸放氢动力学性能。在催化科学中，铈烷展现出独特的优势。它能够作为高效催化剂应用于烯烃氢化、CH4还原等重要反应。
铈烷的发现不仅丰富了稀土化学的理论体系，更为新材料的设计提供了全新思路。随着研究的深入，这种独特的化合物必将在能源、催化、材料等领域发挥重要作用，推动相关技术的革新与发展。未来，通过精确调控铈烷衍生物的电子结构和分子环境，我们有望开发出性能更加优异的功能材料，为铈星的科技进步注入新的活力。