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 безуспішно.
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 4f-електронів майже така ж, як і зовнішніх 5d- і 6s-електронів, 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