Церий е безспорният „голям брат“ в голямото семейство от редкоземни елементи. Първо, общото съдържание на редкоземни елементи в земната кора е 238 ppm, като церий е 68 ppm, което представлява 28% от общия състав на редкоземните елементи и е на първо място; Второ, церият е вторият редкоземен елемент, открит девет години след откриването на итрия (1794 г.). Приложението му е много широко, а „церият“ е неудържим.
Откриването на церийния елемент
Карл Ауер фон Велсбах
Церият е открит и наречен през 1803 г. от германския Клопперс, шведския химик Йонс Якоб Берцелиус и шведския минералог Вилхелм Хисингер. Нарича се церий, а рудата му се нарича церит, в памет на Церера, астероид, открит през 1801 г. Всъщност този вид цериев силикат е хидратирана сол, съдържаща 66% до 70% церий, докато останалите са съединения на калций, желязо и...итрий.
Първото приложение на церий е газовата камина, изобретена от австрийския химик Карл Ауер фон Велсбах. През 1885 г. той опитва смес от магнезий, лантан и итриев оксид, но тези смеси излъчват зелена светлина без успех.
През 1891 г. той открива, че чистият торий оксид произвежда по-добра светлина, въпреки че е син, и смесен с цериев(IV) оксид, за да получи ярка бяла светлина. Освен това, цериев(IV) оксид може да се използва и като катализатор за горене на торий оксид.
Церий метал
★ Церият е пластичен и мек сребристобял метал с активни свойства. При излагане на въздух той се окислява, образувайки подобен на ръжда лющещ се оксиден слой. При нагряване гори и реагира бързо с вода. Проба от церий с размер на сантиметър корозира напълно в рамките на около година. Избягвайте контакт с въздух, силни окислители, силни киселини и халогени.
★ Церий се среща главно в монацит и бастнезит, както и в продуктите на делене на уран, торий и плутоний. Вреден за околната среда, трябва да се обърне специално внимание на замърсяването на водните басейни.
★ Церият е 26-ият най-разпространен елемент, представляващ 68 ppm в земната кора, втори след медта (68 ppm). Церият е по-разпространен от обикновените метали като олово (13 ppm) и калай (2,1 ppm).
Цериева електронна конфигурация
Електронни договорености:
1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² 3d10 4p6 5s² 4d10 5p66s² 4f1 5d1
★ Церият се намира след лантана и има 4f електрона, започващи от церия, което го прави лесен за участие в химични реакции. 5d орбиталата на церия обаче е заета и този ефект не е достатъчно силен в церия.
★ Повечето лантаниди могат да използват само три електрона като валентни електрони, с изключение на церия, който има променлива електронна структура. Енергията на 4f електроните е почти същата като тази на външните 5d и 6s електрони, делокализирани в метално състояние, и е необходимо само малко количество енергия, за да се промени относителната заетост на тези електронни енергийни нива, което води до двойната валентност +3 и +4. Нормалното състояние е +3 валентност, показваща +4 валентност в анаеробна вода.
Приложение на церий
★ Може да се използва като добавка за сплави и за производството на цериеви соли и др.
★ Може да се използва като добавка за стъкло, която абсорбира ултравиолетовите и инфрачервените лъчи, и се използва широко в автомобилните стъкла.
★ Може да се използва като отличен материал за опазване на околната среда, а в момента най-представителният е катализаторът за пречистване на автомобилни отработени газове, който ефективно предотвратява изпускането на голямо количество автомобилни отработени газове във въздуха.
★ Светлинаредкоземни елементисъставени главно от церий, тъй като регулаторите на растежа на растенията могат да подобрят качеството на реколтата, да увеличат добива и да повишат устойчивостта на културите на стрес.
★ Цериевият сулфид може да замести метали като олово и кадмий, които са вредни за околната среда и хората в пигментите, може да оцветява пластмаси и може да се използва и в производството на покрития и мастила.
★Цериев(IV) оксидможе да се използва като полираща паста, например при химико-механично полиране (CMP).
★ Церият може да се използва и като материали за съхранение на водород, термоелектрически материали, церий-волфрамови електроди, керамични кондензатори, пиезоелектрична керамика, церий-силициев-карбидни абразиви, суровини за горивни клетки, бензинови катализатори, постоянни магнитни материали, медицински материали, различни легирани стомани и цветни метали.
Време на публикуване: 03 юли 2023 г.