鈰烷
鈰烷（鷹文：Cerane）一般指甲鈰烷，化學式CeH4。鈰烷天然地存在於鑭系星系中的行星大氣和地殼中，尤其是鈰星和鋱星。
製取[編輯]
性質[編輯]
物理性質[編輯]
甲鈰烷一般是金黃色氣體。在鈰場中，甲鈰烷在-23℃變成金黃色液體。在-77℃變成金黃色固體。
鈰烷有強烈的金屬味和怪異的臭味，對地球人有劇毒但對鈰星人基本無毒。
化學性質[編輯]
鈰烷都極易燃燒，乙鈰烷等高級鈰烷甚至可以在氮氣中燃燒。乙鈰烷等高級鈰烷不穩定，只能存在於鈰場和銻場的複合場中，否則會直接分解成CeH2、CeH3和CeH4。
鈰烷是lewis酸，和銻烷反應生成比較穩定的CeH4·2SbH3，可以用作還原劑。
在氫氧化鈉溶液中通入鈰烷，再加入鋁箔或鋅片，可以得到灰白色的Na2CeH6，可以用六甲基丁氮烷或者五甲基環戊氮烷萃取。
有鈰化學[編輯]
有鈰化學是一門研究甲鈰烷衍生物的學科，是有機化學和無機化學的一個衍生學科。這門課是鈰星大學化學系的必修課。
羰基鈰[編輯]
羰基鈰是非常特殊的有鈰化合物，化學式CeC2O2。分子中鈰原子的價電子都被擠到了d軌道中，然後和CO形成反饋π鍵。
羰基鈰是直線型分子，它和二氧化三碳有非常密切的聯繫。實際上，二氧化三碳吹過Ce粉時發功置換就可以得到羰基鈰（雖然效率不高）。
羰基鈰在鈰星大氣和地殼中都不存在，實驗室中可以用次碳酸H2CO2的乙醚溶液和鈰反應製取。
鈰醇[編輯]
甲鈰烷水解的時候依次形成CeH3(OH)、CeH2(OH)2、CeH(OH)3、Ce(OH)4，分別是甲鈰醇、甲二鈰醇、甲三鈰醇、甲四鈰醇。這些化合物只在強鈰場中穩定。
在鉲的催化下，一元醇可以把分子中的-1價氫取代為烷基，形成的化合物是一類重要的工業原材料，可用於製作鈰油（和硅油差不多）。
鈰油是鈰星特有的化工品，呈金黃色。它的主要用途是除臭劑（能強烈地吸附一些有惡臭的物質，比如丁酸、乙硫醚、精胺、有機銻，而且不容易分解）
相關報道[編輯]
鈰烷：稀土家族中的「甲烷」新星
在元素周期表的稀土家族中，鈰(Ce)一直以其獨特的化學性質吸引著科學家和超理學家們的目光。近年來，一種新型鈰化合物——鈰烷(CeH4)的發現，為鈰星稀土化學開闢了全新的研究方向。這種結構與甲烷相似的化合物，不僅挑戰了傳統化學的理論框架，更在材料科學領域展現出巨大的應用潛力。
一、鈰烷的獨特結構[編輯]
鈰烷的分子結構呈現出完美的四面體構型，中心鈰原子與四個氫原子通過共價鍵結合（實際上測出了魔鍵的成分）。甲鈰烷的結構與甲烷(CH4)高度相似，但鈰原子較大的原子半徑和獨特的電子排布賦予了鈰烷特殊的性質。理論計算表明，Ce-H鍵的鍵長為2.7182Å，鍵能為365.24kJ/mol，這些參數與傳統的稀土氫化物有著顯著差異。在電子結構方面，鈰原子的4f電子在成鍵過程中表現出獨特的離域特性。陰極射線光電子能譜分析顯示，鈰烷中鈰的氧化態為+4，這種異常的氧化態穩定性源於4f電子的特殊屏蔽效應和配體場穩定化能的共同作用。
二、鈰烷的化學性質[編輯]
鈰烷在常溫下表現出較高的熱力學穩定性，但在光照或加熱條件下容易發生分解。此分解過程活化能為51kJ/mol。值得注意的是，鈰烷的分解產物中檢測到了CeH3和H3，這表明其分解可能經歷了一個自由基中間體過程。在化學反應性方面，鈰烷展現出獨特的雙重特性。它既能夠作為強還原劑參與電子轉移反應，又可以在特定條件下表現出路易斯酸性。例如，在與過渡金屬配合物的反應中，鈰烷能夠接H-，同時保持Ce-H鍵的完整性。這種特性使其在催化領域具有重要應用價值。
三、鈰烷的應用前景[編輯]
在能源存儲領域，鈰烷因其高氫含量和適中的分解溫度而備受關注。理論計算表明，鈰烷基儲氫材料的理論儲氫密度可達144.15g/L，這一數值遠超傳統儲氫材料。實驗研究證實，通過納米結構調控和表面修飾，可以顯著改善鈰烷的吸放氫動力學性能。在催化科學中，鈰烷展現出獨特的優勢。它能夠作為高效催化劑應用於烯烴氫化、CH4還原等重要反應。
鈰烷的發現不僅豐富了稀土化學的理論體系，更為新材料的設計提供了全新思路。隨著研究的深入，這種獨特的化合物必將在能源、催化、材料等領域發揮重要作用，推動相關技術的革新與發展。未來，通過精確調控鈰烷衍生物的電子結構和分子環境，我們有望開發出性能更加優異的功能材料，為鈰星的科技進步注入新的活力。