Magisches Seltenerdelement: Cerium

Cer ist der unbestrittene "Big Brother" in der großen Familie der Seltenerdelemente. Erstens beträgt die Gesamthäufigkeit von Seltenen Erden in der Kruste 238 ppm, wobei Cerium bei 68 ppm 28% der gesamten Zusammensetzung der Seltenen erd und zuerst ausmacht. Zweitens ist Cerium das zweite Seltenerdelement, das neun Jahre nach der Entdeckung von Yttrium (1794) entdeckt wurde. Die Anwendung ist sehr umfangreich und „Cerium“ ist nicht aufzuhalten

Die Entdeckung des Ceriumelements

Carl Auer von Welsbach

Cerium wurde 1803 von deutschen Kloppern, dem schwedischen Chemiker J Ö ns Jakob Berzelius und dem schwedischen Mineralogisten Wilhelm Hissinger entdeckt und benannt. Es wird Ceria genannt und sein Erz heißt Cerite, im Gedächtnis von Ceres, einem Asteroiden, der 1801 entdeckt wurde. Tatsächlich ist diese Art von Ceriumsilikat ein hydratisiertes Salz, das 66 bis 70% Cerium enthält, während der Rest Verbindungen von Calcium, Bügeleisen und sindYttrium.

Die erste Verwendung von Cerium war ein Gaskamin, der vom österreichischen Chemiker Carl Auer von Welsbach erfunden wurde. 1885 versuchte er eine Mischung aus Magnesium, Lanthan und Yttriumoxid, aber diese Gemische emittierten ein grünes Licht ohne Erfolg.

1891 stellte er fest, dass reines Thoriumoxid ein besseres Licht hervorbrachte, obwohl es blau war und mit Cerium (IV) -Oxid gemischt wurde, um ein helles weißes Licht zu erzeugen. Darüber hinaus kann Cerium (IV) Oxid auch als Katalysator für die Verbrennung von Thoriumoxid verwendet werden

Ceriummetall

★ Cerium ist ein duktiles und weiches Silber weiß Metall mit aktiven Eigenschaften. Wenn es Luft ausgesetzt ist, wird es oxidiert und bildet eine rostartige Peeling -Oxidschicht. Beim Erhitzen brennt und reagiert es schnell mit Wasser. Eine Ceriummetallprobe in Zentimeter groß ist innerhalb von etwa einem Jahr vollständig korrodiert. Vermeiden Sie den Kontakt mit Luft, starken Oxidationsmitteln, starken Säuren und Halogenen.

★ Cerium existiert hauptsächlich in Monazit und Bastnaesit sowie in Spaltprodukten von Uran, Thorium und Plutonium. Schädlich für die Umwelt, besondere Aufmerksamkeit sollte auf die Verschmutzung von Gewässern geschenkt werden.

★ Cerium ist das 26. am häufigsten vorkommende Element, das 68 ppm der Erdkruste entspricht, zweiter nur zu Kupfer (68 ppm). Cerium ist häufiger als gewöhnliche Metalle wie Blei (13 Uhr) und Zinn (2,1 ppm).

Ceriumelektronenkonfiguration

Elektronische Arrangements:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F1 5D1
★ Cerium befindet sich nach Lanthan und verfügt über 4F -Elektronen aus Cerium, wodurch es einfach ist, an chemischen Reaktionen teilzunehmen. Das 5D -Orbital von Cerium ist jedoch besetzt, und dieser Effekt ist im Cerium nicht stark genug.

★ Das meiste Lanthanid kann nur drei Elektronen als Valenzelektron verwenden, mit Ausnahme des Ceriums, das eine variable elektronische Struktur aufweist. Die Energie von 4F -Elektronen entspricht fast der der im Metallzustand delokalisierten externen 5D- und 6S -Elektronen, und es wird nur eine geringe Menge an Energie benötigt, um die relative Besetzung dieser elektronischen Energieniveaus zu ändern, was zu einer Doppelvalenz von+3 und+4 führt. Der normale Zustand beträgt+3 Valenz und zeigt+4 Valenz im anaeroben Wasser.
Anwendung von Cerium

★ kann als Legierungszusatz und zur Herstellung von Ceriumsalzen usw. verwendet werden.

★ Es kann als Glaszusatz verwendet werden, um ultraviolette und Infrarotstrahlen zu absorbieren, und ist in Autokindglas weit verbreitet.

★ kann als ausgezeichnetes Umweltschutzmaterial verwendet werden, und derzeit ist der repräsentativste Katalysator für die Abgasreinigung des Automobils, der effektiv verhindert, dass eine große Menge an Kfz -Abgas in die Luft entladen wird.

★ LichtSeltenerdelementehauptsächlich aus Cerium, da Pflanzenwachstumsregulatoren die Pflanzenqualität verbessern, den Ertrag erhöhen und die Resistenz für die Pflanzenstress verbessern können.

★ Ceriumsulfid kann Metalle wie Blei und Cadmium ersetzen, die für die Umwelt und die Menschen in Pigmenten schädlich sind, Kunststoffe färben und auch in Beschichtungen und Tintenindustrien verwendet werden können.

★Cerium (iv) Oxidkann beispielsweise als Polierverbindung bei chemisch-mechanischem Polieren (CMP) verwendet werden.

★ Cerium kann auch als Wasserstoffspeichermaterialien, thermoelektrische Materialien, Cerium-Wolfram-Elektroden, Keramikkondensator, piezoelektrische Keramik, Cerium-Siliziumkarbid-Schleifmittel, Kraftstoffzellenrohstoffe, Benzinkatalysatoren, dauerhafte Magnetmaterialien, medizinische Materialien, verschiedene Lähmungsmittelstreifen und nicht unufige Metalle verwendet werden.