Церий является бесспорным «старшим братом» в большом семействе редкоземельных элементов.Во-первых, общее содержание редкоземельных элементов в земной коре составляет 238 частей на миллион, при этом церий составляет 68 частей на миллион, 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 г.).Применение его очень обширно, и «церий» не остановить.
Открытие элемента церия
Карл Ауэр фон Вельсбах
Церий был открыт и назван в 1803 году Германом Клопперсом, шведским химиком Йонсом Якобом Берцелиусом и шведским минералогом Вильгельмом Хизингером.Он называется церием, а его руда называется церитом, 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. , железо ииттрий.
Первым применением церия стал газовый камин, изобретенный австрийским химиком Карлом Ауэром фон Вельсбахом.В 1885 году он попытался создать смесь магния, лантана и оксида иттрия, но эти смеси безуспешно дали зеленый свет.
В 1891 году он обнаружил, что чистый оксид тория дает лучший свет, хотя он и был синим, и его смешивание с оксидом церия (IV) давало яркий белый свет.Кроме того, оксид церия(IV) также можно использовать в качестве катализатора горения оксида тория.
Церий металлический
★ Церий — пластичный и мягкий серебристо-белый металл с активными свойствами.Под воздействием воздуха он окисляется, образуя отслаивающийся оксидный слой, напоминающий ржавчину.При нагревании горит и быстро вступает в реакцию с водой.Образец металлического церия размером в сантиметр полностью корродирует 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.Вредно для окружающей среды, особое внимание следует уделять загрязнению водоемов.
★ Церий является 26-м по распространенности элементом, на его долю приходится 68 ppm в земной коре, уступая только меди (68 ppm).Церия более распространено, чем обычных металлов, таких как свинец (13 pm) и олово (2,1 ppm).
Электронная конфигурация церия
Электронные договоренности:
1с2 2с2 2п6 3с2 3п6 4с2 3д10 4п6 5с2 4д10 5п66с2 4f1 5d1
★ Церий расположен после лантана и имеет 4f-электроны, начиная с церия, что позволяет легко участвовать в химических реакциях.Однако 5d-орбиталь церия занята, и в церии этот эффект недостаточно силен.
★ Большинство лантаноидов могут использовать только три электрона в качестве валентного электрона, 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 лишь небольшое количество энергии необходимо для изменения относительной занятости этих электронных энергетических уровней, что приводит к двойной валентности +3 и +4.Нормальное состояние составляет +3 валентности, что соответствует +4 валентности в анаэробной воде.
Применение церия
★ Может использоваться в качестве добавки к сплавам, для производства солей церия и т. д.
★ Его можно использовать в качестве добавки к стеклу для поглощения ультрафиолетовых и инфракрасных лучей, и он широко используется в автомобильных стеклах.
★ Может использоваться в качестве превосходного материала для защиты окружающей среды, и в настоящее время наиболее представительным является катализатор очистки автомобильных выхлопных газов, который эффективно предотвращает выброс большого количества автомобильных выхлопных газов в воздух.
★ Светредкоземельные элементыв основном состоит из церия, поскольку регуляторы роста растений могут улучшить качество урожая, увеличить урожайность и повысить устойчивость сельскохозяйственных культур к стрессу.
★ Сульфид церия может заменить такие металлы, как свинец и кадмий, которые вредны для окружающей среды и человека, в пигментах, 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, цериево-вольфрамовых электродов, керамических конденсаторов, пьезоэлектрической керамики, абразивов из карбида церия и кремния, сырья для топливных элементов, бензиновых катализаторов, постоянных магнитных материалов, медицинских материалов, различных легированных сталей и других материалов. черные металлы.
Время публикации: 03 июля 2023 г.