Kémiai elem · adatlap

58Ce

Cérium

A cérium 58 rendszámú kémiai elem (Ce), a 6. periódus —. csoportjában, az f-mezőben található. Szobahőmérsékleten a referencia szerinti halmazállapot: szilárd. Elektronkonfigurációja: [Xe] 4f1 5d1 6s2.

Rendszám58

Standard atomtömeg140.116(1)

Csoport—

Periódus6

Mezőf

Elektronkonfiguráció[Xe] 4f1 5d1 6s2

Elektronszerkezet

Mi határozza meg a kémiai viselkedését

A lantanoidákra a 4f alhéj feltöltődése jellemző. Kémiájukban gyakran a +3 oxidációs állapot dominál, míg a részben betöltött f-pályák sok elemnek hasznos mágneses és optikai tulajdonságokat adnak.

Mivel a 4f elektronok viszonylag erősen árnyékoltak, a szomszédos lantanoidák kémiai viselkedése nagyon hasonló. Emiatt egymástól való elválasztásuk jóval nehezebb, mint különböző főcsoportok elemeinek szétválasztása.

Kémiai formák

Vegyületek, ionok és anyagok

A lantanoidák gyakran +3 töltésű ionként jelennek meg oxidokban, halogenidekben és koordinációs vegyületekben. Vegyületeik kémiája sokszor nagyon hasonló, miközben az f-elektronszerkezet különbségei jellegzetes mágneses és lumineszcens tulajdonságokat eredményeznek.

Fizikai viselkedés

Halmazállapot és fázisátalakulások

A referencia szerinti halmazállapot szobahőmérsékleten szilárd. A megadott sűrűség 6.77 g/cm³. Az olvadáspont 1 070 K (796.9 °C). A forráspont 3 716 K (3 443 °C). A nyomás, a tisztaság és a kristályszerkezet módosíthatja a mért fizikai tulajdonságokat.

Előfordulás és felhasználás

A cérium előfordulása és felhasználása

A gyakorlatban a cérium többek között a következő területeken jelenik meg: Katalizátorok, Üvegpolírozás és Öngyújtókövek.

A gyakorlatban

Konkrét felhasználási példák

Katalizátorok

A cérium katalizátorként gyorsíthat kémiai reakciókat anélkül, hogy a teljes reakció során elfogyna.

Üvegpolírozás

Finom cériumoxid-részecskékkel hatékonyan és egyenletesen polírozhatók az üvegfelületek.

Öngyújtókövek

A cériumtartalmú ritkaföldfém-ötvözetek dörzsöléskor forró szikrákat adnak, ezért öngyújtók gyújtórendszereiben használhatók.

Helye a periódusos rendszerben

Mit mutatnak a szomszédos elemek

A cérium a 6. periódusban található. Az itt látható f-mezőbeli sorozatban lantán és prazeodímium között helyezkedik el. Ez a sorozat közvetlen összehasonlítást tesz lehetővé a szomszédos f-mezőbeli elemekkel.

Referenciaadatok

Fizikai és atomi tulajdonságok

Besoroláslantanoida

Halmazállapot szobahőmérsékletenszilárd

Elektronhéjak2 · 8 · 18 · 19 · 9 · 2

Sűrűség6.77 g/cm³

Olvadáspont1 070 K (796.9 °C)

Forráspont3 716 K (3 443 °C)

Pauling-féle elektronegativitás1.12

Első ionizációs energia534.4 kJ/mol

Elektronaffinitás55 kJ/mol

Az értékek az elemre, illetve ahol értelmezhető, a semleges atomra vonatkoznak. A fizikai adatok függhetnek az allotróp módosulattól, a nyomástól és a mérési körülményektől.

Történet

Felfedezés és azonosítás

A cérium felfedezését Martin Heinrich Klaproth nevéhez kötik. Az elem felismerése, tiszta mintájának izolálása és modern rendszámának meghatározása nem feltétlenül ugyanabban az időpontban történt.

Izotópok és atomtömeg

Hogyan befolyásolja az izotópösszetétel az értékeket

A standard atomtömeg 140.116(1). Ez az érték a természetes földi anyag izotópösszetételére vonatkozik, nem egyetlen konkrét atom tömegére.

A cérium legalább egy stabil izotóppal rendelkezik. Az izotópok protonszáma azonos, ezért ugyanahhoz az elemhez tartoznak, neutronszámuk és atomtömegük azonban különbözik.

Biztonság

Kezelés és expozíció

A cérium veszélyei a kémiai formától, a dózistól és az expozíció útjától függenek. Az elemi cérium, ionjai és vegyületei nagyon eltérő biológiai és környezeti hatásúak lehetnek, ezért mindig a ténylegesen kezelt anyagra vonatkozó biztonsági adatokat kell ellenőrizni.