Elemento máxico de terras raras: cerio

Cerio é o "irmán maior" indiscutible da gran familia de elementos de terras raras.En primeiro lugar, a abundancia total de terras raras na codia é de 238 ppm, con cerio en 68 ppm, que representa o 28% da composición total de terras raras e ocupa o primeiro lugar;En segundo lugar, o cerio é o segundo elemento de terras raras descuberto nove anos despois do descubrimento do itrio (1794).A súa aplicación é moi extensa e o "cerio" é imparable

O descubrimento do elemento cerio

Carl Auer von Welsbach

O cerio foi descuberto e nomeado en 1803 polo alemán Kloppers, o químico sueco J ö ns Jakob Berzelius e o mineraloxista sueco Wilhelm Hisinger.Chámase ceria, e o seu mineral chámase cerita, en memoria de Ceres, un asteroide descuberto en 1801. De feito, este tipo de silicato de cerio é un sal hidratado que contén entre un 66% e un 70% de cerio, mentres que o resto son compostos de calcio. , ferro eitrio.

O primeiro uso do cerio foi unha lareira de gas inventada polo químico austríaco Carl Auer von Welsbach.En 1885, intentou unha mestura de magnesio, lantano e óxido de itrio, pero estas mesturas emitiron luz verde sen éxito.

En 1891, descubriu que o óxido de torio puro producía unha luz mellor, aínda que era azul, e mesturábase con óxido de cerio (IV) para producir unha luz branca brillante.Ademais, o óxido de cerio (IV) tamén se pode usar como catalizador para a combustión de óxido de torio.

Cerio metálico

★ O cerio é un metal branco prata dúctil e brando con propiedades activas.Cando se expón ao aire, oxidarase, formando unha capa de óxido parecido a unha capa de óxido.Cando se quenta, arde e reacciona rapidamente coa auga.Unha mostra metálica de cerio do tamaño dun centímetro corroe completamente nun ano.Evite o contacto co aire, os oxidantes fortes, os ácidos fortes e os halóxenos.

★ O cerio existe principalmente na monacita e na bastnesita, así como nos produtos de fisión de uranio, torio e plutonio.Nocivo para o medio ambiente, debe prestarse especial atención á contaminación das masas de auga.

★ O cerio é o 26º elemento máis abundante, representando 68 ppm da codia terrestre, superado só por o cobre (68 ppm).O cerio é máis abundante que os metais comúns como o chumbo (13 p.m.) e o estaño (2,1 ppm).

Configuración electrónica de cerio

Disposicións electrónicas:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ O cerio sitúase despois do lantano e ten electróns de 4f a partir do cerio, o que facilita a participación nas reaccións químicas.Non obstante, o orbital 5d do cerio está ocupado, e este efecto non é o suficientemente forte no cerio.

★ A maioría dos lantánidos só poden usar tres electróns como electrón de valencia, con excepción do cerio, que ten unha estrutura electrónica variable.A enerxía dos electróns 4f é case a mesma que a dos electróns externos 5d e 6s deslocalizados no estado metálico, e só se necesita unha pequena cantidade de enerxía para cambiar a ocupación relativa destes niveis de enerxía electrónica, o que resulta na dobre valencia de +3 e +4.O estado normal é +3 ​​valencia, mostrando +4 valencias en augas anaeróbicas.
Aplicación de cerio

★ Pódese usar como aditivo de aliaxe e para a produción de sales de cerio, etc.

★ Pódese usar como aditivo de vidro para absorber os raios ultravioleta e infravermellos, e é amplamente utilizado no vidro do coche.

★ Pódese usar como un excelente material de protección ambiental, e actualmente o máis representativo é o catalizador de purificación de gases de escape de automóbiles, que evita eficazmente que se descargue ao aire unha gran cantidade de gases de escape de automóbiles.

★ Luzelementos de terras rarascomposto principalmente por cerio como reguladores do crecemento das plantas poden mellorar a calidade do cultivo, aumentar o rendemento e mellorar a resistencia ao estrés dos cultivos.

★ O sulfuro de cerio pode substituír metais como o chumbo e o cadmio que son prexudiciais para o medio ambiente e os seres humanos en pigmentos, pode colorear os plásticos e tamén se pode usar nas industrias de revestimentos e tintas.

★Óxido de cerio (IV).pódese usar como composto de pulido, por exemplo, en pulido químico-mecánico (CMP).

★ O cerio tamén se pode usar como materiais de almacenamento de hidróxeno, materiais termoeléctricos, electrodos de tungsteno de cerio, capacitores cerámicos, cerámica piezoeléctrica, abrasivos de carburo de silicio de cerio, materias primas para pilas de combustible, catalizadores de gasolina, materiais magnéticos permanentes, materiais médicos, varios aceiros de aliaxe e non. metais ferrosos.