Elementi magjik i tokës së rrallë: Cerium

Cerium është 'vëllai i madh' i padiskutueshëm në familjen e madhe të elementeve të rralla tokësore. Së pari, bollëku total i tokave të rralla në kore është 238 ppm, me cerium në 68 ppm, që përbën 28% të përbërjes totale të tokës së rrallë dhe renditet i pari; Së dyti, ceriumi është elementi i dytë i tokës së rrallë i zbuluar nëntë vjet pas zbulimit të ittriumit (1794). Aplikimi i tij është shumë i gjerë, dhe "cerium" është i pandalshëm

Zbulimi i Elementit Cerium

Carl Auer von Welsbach

Ceriumi u zbulua dhe u emërua në 1803 nga gjermani Kloppers, kimisti suedez J ö ns Jakob Berzelius dhe mineralologu suedez Wilhelm Hisinger. Quhet ceria dhe minerali i saj quhet cerite, në kujtim të Ceres, një asteroid i zbuluar në vitin 1801. Në fakt, ky lloj silikati i ceriumit është një kripë e hidratuar që përmban 66% deri në 70% cerium, ndërsa pjesa tjetër janë përbërës të kalciumit. , hekuri dheittrium.

Përdorimi i parë i ceriumit ishte një oxhak me gaz i shpikur nga kimisti austriak Carl Auer von Welsbach. Në 1885, ai tentoi një përzierje të magnezit, lantanit dhe oksidit të ittriumit, por këto përzierje lëshuan një dritë jeshile pa sukses.

Në 1891, ai zbuloi se oksidi i pastër i toriumit prodhonte një dritë më të mirë, megjithëse ishte blu, dhe u përzie me oksidin e Ceriumit (IV) për të prodhuar një dritë të bardhë të ndritshme. Përveç kësaj, oksidi i ceriumit (IV) mund të përdoret gjithashtu si katalizator për djegien e oksidit të toriumit

Metal cerium

★ Cerium është një metal duktil dhe i butë argjendi i bardhë me veti aktive. Kur ekspozohet ndaj ajrit, ai do të oksidohet, duke formuar një shtresë oksidi të ndryshkur. Kur nxehet, digjet dhe reagon shpejt me ujin. Një mostër metali cerium me madhësi centimetri gërryhet plotësisht brenda rreth një viti. Shmangni kontaktin me ajrin, oksiduesit e fortë, acidet e forta dhe halogjenet.

★ Cerium ekziston kryesisht në monazite dhe bastnaesite, si dhe në produktet e zbërthimit të uraniumit, toriumit dhe plutoniumit. E dëmshme për mjedisin, vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet ndotjes së trupave ujorë.

★ Cerium është elementi i 26-të më i bollshëm, që përbën 68 ppm të kores së Tokës, i dyti vetëm pas bakrit (68ppm). Cerium është më i bollshëm se metalet e zakonshme si plumbi (13pm) dhe kallaji (2.1ppm).

Konfigurimi i elektronit të ceriumit

Marrëveshjet elektronike:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Cerium ndodhet pas lantanit dhe ka 4f elektrone duke filluar nga cerium, duke e bërë të lehtë pjesëmarrjen në reaksionet kimike. Megjithatë, orbitali 5d i ceriumit është i zënë, dhe ky efekt nuk është mjaft i fortë në cerium.

★ Shumica e lantanideve mund të përdorin vetëm tre elektrone si elektron Valence, me përjashtim të ceriumit, i cili ka një strukturë elektronike të ndryshueshme. Energjia e elektroneve 4f është pothuajse e njëjtë me atë të elektroneve të jashtme 5d dhe 6s të delokalizuara në gjendje metalike, dhe vetëm një sasi e vogël energjie nevojitet për të ndryshuar zënien relative të këtyre niveleve të energjisë elektronike, duke rezultuar në valencën e dyfishtë të +3 dhe +4. Gjendja normale është +3 valencë, duke treguar +4 valencë në ujërat anaerobe.
Aplikimi i ceriumit

★ Mund të përdoret si aditiv aliazh dhe për prodhimin e kripërave të ceriumit etj.

★ Mund të përdoret si shtues xhami për të thithur rrezet ultravjollcë dhe infra të kuqe, dhe përdoret gjerësisht në xhamin e makinave.

★ Mund të përdoret si një material i shkëlqyer për mbrojtjen e mjedisit, dhe aktualisht më përfaqësuesi është katalizatori i pastrimit të shkarkimit të automobilave, i cili në mënyrë efektive parandalon shkarkimin e një sasie të madhe të gazit të shkarkimit të automobilave në ajër.

★ Dritëelemente të rralla të tokësi përbërë kryesisht nga cerium si rregullator i rritjes së bimëve mund të përmirësojë cilësinë e të korrave, të rrisë rendimentin dhe të rrisë rezistencën ndaj stresit të bimëve.

★ Sulfidi i ceriumit mund të zëvendësojë metale të tilla si plumbi dhe kadmiumi që janë të dëmshëm për mjedisin dhe qeniet njerëzore në pigmente, mund të ngjyros plastikën dhe mund të përdoret gjithashtu në industritë e veshjeve dhe bojës.

★Oksidi i ceriumit (IV).mund të përdoret si përbërje lustruese, për shembull, në lustrimin kimiko-mekanik (CMP).

★ Cerium mund të përdoret gjithashtu si materiale për ruajtjen e hidrogjenit, materiale termoelektrike, elektroda tungsteni cerium, kondensator qeramik, qeramikë piezoelektrike, gërryes karabit të silikonit cerium, lëndë të para të qelizave të karburantit, katalizatorë benzine, materiale magnetike të përhershme, materiale mjekësore, çeliqe të ndryshme të aliazhit dhe jo metalet me ngjyra.