Церий является бесспорным «старшим братом» в большой семье редкоземельных элементов. Во-первых, общее содержание редкоземельных элементов в земной коре составляет 238 ppm, а церий — 68 ppm, что составляет 28% от общего состава редкоземельных элементов и занимает первое место; Во-вторых, церий — второй редкоземельный элемент, открытый через девять лет после открытия иттрия (1794). Его применение очень обширно, и «церий» не остановить
Открытие элемента церия
Карл Ауэр фон Вельсбах
Церий был открыт и назван в 1803 году немцем Клопперсом, шведским химиком Йенсом Якобом Берцелиусом и шведским минералогом Вильгельмом Хизингером. Он называется церий, а его руда называется церит, в память о Церере, астероиде, открытом в 1801 году. Фактически, этот тип силиката церия представляет собой гидратированную соль, содержащую от 66% до 70% церия, а остальное — соединения кальция, железа ииттрий.
Первым применением церия был газовый камин, изобретенный австрийским химиком Карлом Ауэром фон Вельсбахом. В 1885 году он попытался смешать магний, лантан и оксид иттрия, но эти смеси испускали зеленый свет, но успеха не имели.
В 1891 году он обнаружил, что чистый оксид тория дает лучший свет, хотя он и синий, а в смеси с оксидом церия (IV) дает яркий белый свет. Кроме того, оксид церия (IV) может также использоваться в качестве катализатора для горения оксида тория.
Церий металлический
★ Церий — пластичный и мягкий серебристо-белый металл с активными свойствами. При контакте с воздухом он окисляется, образуя ржаво-подобный отслаивающийся оксидный слой. При нагревании он горит и быстро реагирует с водой. Образец металлического церия размером в сантиметр полностью разъедает примерно за год. Избегайте контакта с воздухом, сильными окислителями, сильными кислотами и галогенами.
★ Церий в основном содержится в монаците и бастнезите, а также в продуктах деления урана, тория и плутония. Вреден для окружающей среды, особое внимание следует уделять загрязнению водоемов.
★ Церий — 26-й по распространенности элемент, на его долю приходится 68 ppm в земной коре, он уступает только меди (68 ppm). Церий более распространен, чем обычные металлы, такие как свинец (13 ppm) и олово (2,1 ppm).
Электронная конфигурация церия
Электронные договоренности:
1с2 2с2 2п6 3с2 3п6 4с2 3д10 4п6 5с2 4д10 5п66с2 4ф1 5д1
★ Церий расположен после лантана и имеет 4f-электроны, начиная с церия, что позволяет ему легко участвовать в химических реакциях. Однако 5d-орбиталь церия занята, и этот эффект недостаточно силен в церии.
★ Большинство лантаноидов могут использовать только три электрона в качестве валентных электронов, за исключением церия, который имеет переменную электронную структуру. Энергия 4f-электронов почти такая же, как у внешних 5d- и 6s-электронов, делокализованных в металлическом состоянии, и требуется лишь небольшое количество энергии, чтобы изменить относительное заполнение этих электронных энергетических уровней, что приводит к двойной валентности +3 и +4. Нормальное состояние - это валентность +3, показывающая валентность +4 в анаэробной воде.
Применение церия
★ Может использоваться в качестве легирующей добавки, а также для производства солей церия и т. д.
★ Его можно использовать в качестве добавки к стеклу для поглощения ультрафиолетовых и инфракрасных лучей, а также широко использовать в автомобильных стеклах.
★ Может использоваться как превосходный материал для защиты окружающей среды, и в настоящее время наиболее представительным является катализатор очистки выхлопных газов автомобилей, который эффективно предотвращает выброс большого количества выхлопных газов автомобилей в воздух.
★ Светредкоземельные элементыв основном состоят из церия, поскольку регуляторы роста растений могут улучшить качество урожая, увеличить урожайность и повысить устойчивость растений к стрессам.
★ Сульфид церия может заменять в пигментах такие металлы, как свинец и кадмий, которые вредны для окружающей среды и человека, может окрашивать пластмассы, а также может использоваться в производстве покрытий и чернил.
★Оксид церия(IV)может использоваться в качестве полировальной пасты, например, при химико-механической полировке (ХМП).
★ Церий также может использоваться в качестве материалов для хранения водорода, термоэлектрических материалов, церий-вольфрамовых электродов, керамических конденсаторов, пьезоэлектрической керамики, абразивов на основе церий-кремниевого карбида, сырья для топливных элементов, бензиновых катализаторов, постоянных магнитных материалов, медицинских материалов, различных легированных сталей и цветных металлов.
Время публикации: 03-07-2023