Կախարդական հազվագյուտ երկրային տարր՝ ցերիում

Ցերիում հազվագյուտ հողային տարրերի մեծ ընտանիքի անվիճելի «մեծ եղբայրն» է: Նախ, հազվագյուտ հողերի ընդհանուր առատությունը ընդերքում 238 ppm է, ցերիումը՝ 68 ppm, որը կազմում է հազվագյուտ հողերի ընդհանուր կազմի 28%-ը և զբաղեցնում է առաջին տեղը։ Երկրորդ, ցերիումը երկրորդ հազվագյուտ հողային տարրն է, որը հայտնաբերվել է իտրիումի հայտնաբերումից ինը տարի անց (1794 թ.): Դրա կիրառությունը շատ ընդարձակ է, իսկ «ցերիումը»՝ անկասելի

Ցերիումի տարրի հայտնաբերումը

Կարլ Աուեր ֆոն Ուելսբախ

Ցերիումը հայտնաբերվել և անվանվել է 1803 թվականին գերմանացի Կլոպերսի, շվեդ քիմիկոս Յակոբ Բերզելիուսի և շվեդ հանքաբան Վիլհելմ Հիսինգերի կողմից։ Այն կոչվում է ցերիա, իսկ դրա հանքաքարը կոչվում է ցերիտ՝ ի հիշատակ Ցերեսի՝ 1801 թվականին հայտնաբերված աստերոիդի: Իրականում, ցերիումի սիլիկատի այս տեսակը հիդրատացված աղ է, որը պարունակում է 66-70% ցերիում, մինչդեռ մնացածը կալցիումի միացություններ են: , երկաթ, եւիտրիում.

Ցերիումի առաջին օգտագործումը գազի բուխարի էր, որը հորինել է ավստրիացի քիմիկոս Կարլ Աուեր ֆոն Ուելսբախը: 1885 թվականին նա փորձեց մագնեզիումի, լանթանի և իտրիումի օքսիդի խառնուրդը, բայց այդ խառնուրդները կանաչ լույս արձակեցին՝ անհաջող։

1891 թվականին նա պարզեց, որ մաքուր թորիումի օքսիդը ավելի լավ լույս է արտադրում, թեև այն կապույտ էր, և խառնվում էր Ցերիումի (IV) օքսիդի հետ՝ առաջացնելով պայծառ սպիտակ լույս։ Բացի այդ, ցերիումի (IV) օքսիդը կարող է օգտագործվել նաև որպես թորիումի օքսիդի այրման կատալիզատոր

Ցերիում մետաղ

★ Ցերիումը ճկուն և փափուկ արծաթագույն սպիտակ մետաղ է՝ ակտիվ հատկություններով: Երբ ենթարկվում է օդի, այն կօքսիդանա՝ ձևավորելով ժանգ, որը նման է կլեպ օքսիդի շերտին: Երբ տաքանում է, այն այրվում է և արագ արձագանքում ջրի հետ: Ցերիումի մետաղի սանտիմետր չափի նմուշն ամբողջությամբ կոռոզիայի է ենթարկվում մոտ մեկ տարվա ընթացքում: Խուսափեք օդի, ուժեղ օքսիդանտների, ուժեղ թթուների և հալոգենների հետ շփումից:

★ Ցերիումը հիմնականում առկա է մոնազիտում և բաստնաեզիտում, ինչպես նաև ուրանի, թորիումի և պլուտոնիումի տրոհման արտադրանքներում։ Շրջակա միջավայրի համար վնասակար, հատուկ ուշադրություն պետք է դարձնել ջրային մարմինների աղտոտմանը:

★ Ցերիումը 26-րդ ամենաառատ տարրն է, որը կազմում է երկրակեղևի 68 պրոմիլ/րոպե, երկրորդը միայն պղնձից հետո (68 պրոմիլ): Ցերիումը ավելի առատ է, քան սովորական մետաղները, ինչպիսիք են կապարը (13pm) և անագը (2.1ppm):

Ցերիումի էլեկտրոնի կոնֆիգուրացիա

Էլեկտրոնային պայմանավորվածություններ.
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Ցերիումը գտնվում է լանթանից հետո և ունի 4f էլեկտրոն՝ սկսած ցերիումից, ինչը հեշտացնում է քիմիական ռեակցիաներին մասնակցելը։ Այնուամենայնիվ, ցերիումի 5d ուղեծրը զբաղված է, և այդ ազդեցությունը բավականաչափ ուժեղ չէ ցերիումում:

★ Լանտանիդների մեծ մասը կարող է օգտագործել միայն երեք էլեկտրոն՝ որպես վալենտային էլեկտրոն, բացառությամբ ցերիումի, որն ունի փոփոխական էլեկտրոնային կառուցվածք։ 4f էլեկտրոնների էներգիան գրեթե նույնն է, ինչ մետաղական վիճակում տեղաբաշխված արտաքին 5d և 6s էլեկտրոնների էներգիան, և միայն փոքր քանակությամբ էներգիա է անհրաժեշտ այս էլեկտրոնային էներգիայի մակարդակների հարաբերական զբաղվածությունը փոխելու համար, ինչը հանգեցնում է կրկնակի վալենտության: +3 և +4. Նորմալ վիճակը +3 վալենտ է, ցույց տալով +4 վալենտություն անաէրոբ ջրում։
Ցերիումի կիրառում

★ Կարող է օգտագործվել որպես համաձուլվածքի հավելում և ցերիումի աղերի արտադրության համար և այլն։

★ Այն կարող է օգտագործվել որպես ապակու հավելում ուլտրամանուշակագույն և ինֆրակարմիր ճառագայթները կլանելու համար և լայնորեն օգտագործվում է Ավտոմեքենաների ապակու մեջ:

★ Կարող է օգտագործվել որպես շրջակա միջավայրի պաշտպանության գերազանց նյութ, և ներկայումս ամենաներկայացուցիչը ավտոմոբիլային արտանետումների մաքրման կատալիզատորն է, որն արդյունավետորեն կանխում է մեծ քանակությամբ ավտոմեքենաների արտանետվող գազերի արտանետումը օդ:

★ Լույսհազվագյուտ հողային տարրերհիմնականում կազմված է ցերիումից, քանի որ բույսերի աճի կարգավորիչները կարող են բարելավել բերքի որակը, բարձրացնել բերքատվությունը և բարձրացնել մշակաբույսերի սթրեսային դիմադրությունը:

★ Ցերիումի սուլֆիդը կարող է փոխարինել այնպիսի մետաղներին, ինչպիսիք են կապարը և կադմիումը, որոնք վնասակար են շրջակա միջավայրի և մարդկանց համար պիգմենտներում, կարող է գունավորել պլաստմասսաները և կարող է օգտագործվել նաև ծածկույթների և թանաքի արդյունաբերության մեջ:

★Ցերիում (IV) օքսիդկարող է օգտագործվել որպես փայլեցնող միացություն, օրինակ՝ Քիմիական-մեխանիկական փայլեցման (CMP):

Ցերիումը կարող է օգտագործվել նաև որպես ջրածնի պահեստավորման նյութեր, ջերմաէլեկտրական նյութեր, ցերիումի վոլֆրամի էլեկտրոդներ, կերամիկական կոնդենսատոր, պիեզոէլեկտրական կերամիկա, ցերիումի սիլիցիումի կարբիդ հղկող նյութեր, վառելիքի բջիջների հումք, բենզինի կատալիզատորներ, մշտական ​​մագնիսական նյութեր, բժշկական նյութեր, տարբեր խառնուրդ պողպատներ և ոչ սեւ մետաղներ.