церій є беззаперечним «старшим братом» у великій родині рідкоземельних елементів. По-перше, загальна кількість рідкісноземельних елементів у корі становить 238 частин на мільйон, з церію 68 частин на мільйон, що становить 28% від загального складу рідкоземельних елементів і займає перше місце; По-друге, церій - другий рідкоземельний елемент, відкритий через дев'ять років після відкриття ітрію (1794). Його застосування дуже широке, і «церій» не зупинити
Відкриття елемента Церій
Карл Ауер фон Вельсбах
Церій був відкритий і названий у 1803 році німцем Клопперсом, шведським хіміком Йонсом Якобом Берцеліусом і шведським мінералогом Вільгельмом Гізінгером. Його називають церієм, а його руду – церитом на згадку про Цереру, астероїд, відкритий у 1801 році. Насправді цей тип силікату церію є гідратованою сіллю, що містить від 66% до 70% церію, а решта є сполуками кальцію , залізо, іітрій.
Першим використанням церію був газовий камін, винайдений австрійським хіміком Карлом Ауером фон Вельсбахом. У 1885 році він спробував створити суміш магнію, лантану та оксиду ітрію, але ці суміші випромінювали зелене світло без успіху.
У 1891 році він виявив, що чистий оксид торію дає краще світло, хоча він був блакитним, і змішаний з оксидом церію(IV), створюючи яскраве біле світло. Крім того, оксид церію (IV) також можна використовувати як каталізатор для спалювання оксиду торію
Металевий церій
★ Церій – пластичний і м’який сріблясто-білий метал з активними властивостями. Під впливом повітря він окислюється, утворюючи шар оксиду, схожий на іржу. При нагріванні горить і швидко реагує з водою. Зразок металевого церію розміром у сантиметр повністю роз'їдається протягом приблизно року. Уникайте контакту з повітрям, сильними окислювачами, сильними кислотами та галогенами.
★ Церій в основному міститься в монациті та бастнезиті, а також у продуктах поділу урану, торію та плутонію. Шкідливо для навколишнього середовища, особливу увагу слід звернути на забруднення водойм.
★ Церій є 26-м найпоширенішим елементом, що становить 68 частин на мільйон у земній корі, поступаючись лише міді (68 частин на мільйон). Церій є більш поширеним, ніж звичайні метали, такі як свинець (13 ppm) і олово (2,1 ppm).
Конфігурація Cerium Electron
Електронні аранжування:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Церій розташований після лантану та має 4f електрони, починаючи з церію, що полегшує участь у хімічних реакціях. Однак 5d-орбіталь церію зайнята, і цей ефект недостатньо сильний у церію.
★ Більшість лантаноїдів можуть використовувати лише три електрони як валентні електрони, за винятком церію, який має змінну електронну структуру. Енергія електронів 4f майже така ж, як і зовнішніх електронів 5d і 6s, делокалізованих у металевому стані, і лише невелика кількість енергії потрібна для зміни відносного заповнення цих електронних енергетичних рівнів, що призводить до подвійної валентності +3 і +4. Нормальний стан +3 валентність, показуючи +4 валентність в анаеробній воді.
Застосування церію
★ Може використовуватися як добавка до сплаву та для виробництва солей церію тощо.
★ Його можна використовувати як добавку до скла для поглинання ультрафіолетових та інфрачервоних променів, і широко використовується в автомобільному склі.
★ Може використовуватися як чудовий матеріал для захисту навколишнього середовища, і наразі найбільш репрезентативним є каталізатор очищення автомобільних вихлопів, який ефективно запобігає викиду великої кількості автомобільних вихлопних газів у повітря.
★ Світлорідкоземельні елементив основному складається з церію як регуляторів росту рослин, які можуть покращити якість врожаю, збільшити врожайність і підвищити стійкість посівів до стресу.
★ Сульфід церію може замінити такі метали, як свинець і кадмій, які є шкідливими для навколишнього середовища та людини, у пігментах, може забарвлювати пластик, а також може використовуватися у виробництві покриттів і чорнила.
★Церій(IV) оксидможе використовуватися як полірувальна суміш, наприклад, при хіміко-механічному поліруванні (ХМП).
★ Церій також можна використовувати як матеріали для накопичення водню, термоелектричні матеріали, церій-вольфрамові електроди, керамічний конденсатор, п’єзоелектричну кераміку, абразиви з карбіду кремнію церію, сировину для паливних елементів, бензинові каталізатори, матеріали постійного магніту, медичні матеріали, різні леговані сталі та не- чорні метали.
Час публікації: 3 липня 2023 р