Magisches Seltenerdelement: Cer

Cer ist der unbestrittene „große Bruder“ in der großen Familie der Seltenerdelemente. Erstens beträgt die Gesamthäufigkeit seltener Erden in der Kruste 238 ppm, wobei Cer mit 68 ppm 28 % der gesamten Zusammensetzung seltener Erden ausmacht und an erster Stelle steht; Zweitens ist Cer das zweite Seltenerdelement, das neun Jahre nach der Entdeckung von Yttrium (1794) entdeckt wurde. Seine Anwendung ist sehr umfangreich und „Cer“ ist nicht aufzuhalten

Die Entdeckung des Cerelements

Carl Auer von Welsbach

Cer wurde 1803 von German Kloppers, dem schwedischen Chemiker Jöns Jakob Berzelius und dem schwedischen Mineralogen Wilhelm Hisinger entdeckt und benannt. Es wird Ceroxid genannt, und sein Erz heißt Cerit, in Erinnerung an Ceres, einen 1801 entdeckten Asteroiden. Tatsächlich ist diese Art von Cersilikat ein hydratisiertes Salz, das 66 bis 70 % Cer enthält, während der Rest Kalziumverbindungen sind , Eisen undYttrium.

Die erste Verwendung von Cer war ein Gaskamin, der vom österreichischen Chemiker Carl Auer von Welsbach erfunden wurde. Im Jahr 1885 versuchte er es mit einer Mischung aus Magnesium, Lanthan und Yttriumoxid, doch diese Mischungen gaben erfolglos grünes Licht ab.

Im Jahr 1891 fand er heraus, dass reines Thoriumoxid ein besseres Licht erzeugte, obwohl es blau war, und vermischte es mit Cer(IV)-oxid, um ein helles weißes Licht zu erzeugen. Darüber hinaus kann Cer(IV)-oxid auch als Katalysator für die Verbrennung von Thoriumoxid verwendet werden

Cermetall

★ Cer ist ein duktiles und weiches silberweißes Metall mit aktiven Eigenschaften. Wenn es der Luft ausgesetzt wird, oxidiert es und bildet eine rostähnliche, abblätternde Oxidschicht. Beim Erhitzen brennt es und reagiert schnell mit Wasser. Eine zentimetergroße Cermetallprobe korrodiert innerhalb von etwa einem Jahr vollständig. Vermeiden Sie den Kontakt mit Luft, starken Oxidationsmitteln, starken Säuren und Halogenen.

★ Cer kommt hauptsächlich in Monazit und Bastnäsit sowie in Spaltprodukten von Uran, Thorium und Plutonium vor. Umweltschädlich, besonderes Augenmerk sollte auf die Verschmutzung von Gewässern gelegt werden.

★ Cer ist das 26. häufigste Element und macht 68 ppm der Erdkruste aus, gefolgt von Kupfer (68 ppm). Cer kommt häufiger vor als gewöhnliche Metalle wie Blei (13 ppm) und Zinn (2,1 ppm).

Cer-Elektronen-Konfiguration

Elektronische Vereinbarungen:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Cer befindet sich nach Lanthan und verfügt ausgehend von Cer über 4f-Elektronen, was die Teilnahme an chemischen Reaktionen erleichtert. Allerdings ist das 5d-Orbital von Cer besetzt, und dieser Effekt ist bei Cer nicht stark genug.

★ Die meisten Lanthanoide können nur drei Elektronen als Valenzelektronen nutzen, mit Ausnahme von Cer, das eine variable elektronische Struktur aufweist. Die Energie der 4f-Elektronen ist fast die gleiche wie die der externen 5d- und 6s-Elektronen, die im Metallzustand delokalisiert sind, und es ist nur eine geringe Energiemenge erforderlich, um die relative Besetzung dieser elektronischen Energieniveaus zu ändern, was zur Doppelvalenz von führt +3 und+4. Der Normalzustand ist eine Wertigkeit von +3, was in anaerobem Wasser eine Wertigkeit von +4 zeigt.
Anwendung von Cer

★ Kann als Legierungszusatz und zur Herstellung von Cersalzen etc. verwendet werden.

★ Es kann als Glaszusatz zur Absorption von ultravioletten und infraroten Strahlen verwendet werden und wird häufig in Autoglas verwendet.

★ Kann als hervorragendes Umweltschutzmaterial verwendet werden. Am repräsentativsten ist derzeit der Abgasreinigungskatalysator für Kraftfahrzeuge, der wirksam verhindert, dass große Mengen an Abgasen in die Luft gelangen.

★ LichtSeltenerdelementeBesteht hauptsächlich aus Cer und kann als Pflanzenwachstumsregulator die Erntequalität verbessern, den Ertrag steigern und die Stressresistenz der Pflanzen erhöhen.

★ Cersulfid kann umwelt- und menschschädliche Metalle wie Blei und Cadmium in Pigmenten ersetzen, Kunststoffe einfärben und kann auch in der Beschichtungs- und Tintenindustrie eingesetzt werden.

★Cer(IV)-oxidkann als Polierpaste beispielsweise beim chemisch-mechanischen Polieren (CMP) verwendet werden.

★ Cer kann auch als Wasserstoffspeichermaterialien, thermoelektrische Materialien, Cer-Wolfram-Elektroden, Keramikkondensatoren, piezoelektrische Keramiken, Cer-Siliziumkarbid-Schleifmittel, Brennstoffzellen-Rohstoffe, Benzinkatalysatoren, permanentmagnetische Materialien, medizinische Materialien, verschiedene legierte Stähle und Nicht-Legierungsstähle verwendet werden. Eisenmetalle.