Système périodique ΙΙΙ Groupe Un sous-groupe des Lanthanides, un élément des terres rares. Le métal gris et vif est la plus grande abondance naturelle parmi les métaux lanthanides. La bande de cérium courbée produit souvent des étincelles. Numéro atomique 58. Nuclide stable : 136, 138, 140, 142. Métal gris, malléable. Densité : 6,9 pour les cristaux carrés et 6,7 pour les cristaux cubiques. Point de fusion 799 ℃, point d'ébullition 3426 ℃. Le cérium est un métal actif gris argenté et sa poudre est sujette à une combustion spontanée dans l'air et soluble dans les acides. Le nom cérium vient du nom anglais de l’astéroïde Cérès. La teneur en cérium de la croûte est d'environ 0,0046 %, ce qui représente la plus grande abondance parmi les éléments des terres rares. Le cérium métallique est principalement utilisé comme agent réducteur.
Nom chinois : Cérium Nom anglais : Cérium Symbole : Ce Numéro de série : 58 Numéro CAS : 7440-45-1 Cycle : 6 Partition des éléments : f Masse atomique : 140,116 Densité : 6689 kg/m3 Point de fusion : 1071 K (798°C) Point d'ébullition : 3699 K (3426°C) Découvert par : Claprot
Description de l'élément
Métal gris avec ductilité. Point de fusion 799 ℃, point d'ébullition 3426 ℃. Densité : 6,76 grammes/cm3 pour les cristaux cubiques et 6,66 grammes/cm3 pour les cristaux hexagonaux. La coque électronique périphérique est disposée 4f15d16s2. La première énergie d'ionisation est de 5,47 électronvolts. Les propriétés chimiques sont actives et peuvent être brûlées dans l'air en grattant avec un couteau (le cérium pur n'est pas sujet à une combustion spontanée, mais il est très sujet à une combustion spontanée lorsqu'il est légèrement oxydé ou transformé en alliage avec le fer) ; Lorsqu'il est chauffé, il brûle dans l'air pour former de l'oxyde de cérium (IV). Peut réagir avec l'eau bouillante, soluble dans les acides, insoluble dans les alcalis. Lorsqu'elle est soumise à basse température et haute pression, une substance diamagnétique apparaît, qui est 18 % plus dense que la forme ordinaire du cérium. Le cérium est l’élément métallique le plus abondant parmi les éléments des terres rares. Il existe quatre isotopes : 136Ce, 138Ce, 140Ce, 142Ce. Le 142Ce est un corps radioactif α avec une demi-vie de 5 × 1015.
composé
Cérium aluminium cérium aluminium est ce que nous appelons habituellement Ce aluminium, qui est un nouveau type de système de cérium pur (Ce)
Revêtement composite aluminium. Il comprend principalement un revêtement en aluminium pur de la série cérium (Ce) et un revêtement de peinture à l'ester d'Oxirène. Le revêtement en aluminium pur de la série cérium (Ce) est un revêtement par pulvérisation thermique avec de l'aluminium comme matière première et un élément cérium (Ce) ajouté. Le revêtement de peinture ester Oxirene est une couche d'étanchéité et un revêtement fonctionnel de la couche de pulvérisation thermique en cérium Ce aluminium. Le pourcentage en poids de cérium (Ce) ajouté au revêtement d'aluminium pur est de 0,05 à 0,50 % (en poids), les autres impuretés fer+cuivre+silicium ≤ 0,30 % (en poids), et le reste est de l'aluminium, qui peut également être utilisé pour ajouter l'élément magnésium. La méthode de production du revêtement d'aluminium pur est la suivante : transformation en fil ou en poudre, en utilisant la technologie de pulvérisation thermique pour réaliser un revêtement par pulvérisation d'aluminium Ce sur la surface en acier. Le revêtement de peinture ester Oxirene prend la résine ester Oxirene comme matière première et ajoute du carbure de silicium et de la poudre d'aluminium ou une suspension de poudre d'aluminium. En tant que couche d'étanchéité, couche intermédiaire et couche de surface du revêtement d'aluminium de la série Ce, la peinture à l'ester Oxirene peut également remplacer l'une ou la totalité d'entre elles par d'autres revêtements de peinture. L'invention concerne un revêtement composite d'aluminium pur de série de cérium (Ce), comprenant principalement : un revêtement d'aluminium pur de série de cérium (Ce) et un revêtement de peinture à base d'ester d'Oxirène, qui est caractérisé en ce que le revêtement d'aluminium pur de série de cérium (Ce) est un revêtement par pulvérisation thermique avec de l'aluminium comme matière première et élément cérium (Ce) ajoutés, et le revêtement de peinture ester Oxirene est une couche d'étanchéité et un revêtement fonctionnel de la couche de pulvérisation thermique cérium Ce aluminium.
Carbure de cérium-silicium (CC) : Le carbure de cérium-silicium est un type de matériau de four dans lequel une petite quantité de carbure de cérium-silicium est ajoutée sans ajouter de sel.
The appearance of cerium oxide (CeO2) smelted is similar to that of green silicon carbide, with a microhardness of 36.29Gpa. Compared with green silicon carbide, its cerium silicon carbide has higher microhardness, single particle compressive strength, toughness, etc. Due to the improved physical properties of cerium silicon carbide, its grinding effect has also been improved to some extent. Experiments have shown that when grinding titanium alloys, the cutting efficiency of cerium silicon carbide is nearly twice that of green silicon carbide, and the spark is smaller; When grinding cast iron, when the feed amount is 0.01mm, the durability of cerium silicon carbide grinding wheel is 18.9% higher than that of green silicon carbide grinding wheel, and the grinding ratio is 9.6% higher. When the feed amount is 0.02mm, its durability is 27.4% higher, and the grinding ratio is 74.1% higher. From this, it can be seen that the effect of using cerium silicon carbide to grind the feed amount of cast iron is more significant than that of green silicon carbide. The effect of grinding hard alloy is similar to that of green silicon carbide, while the effect of grinding difficult to grind high-speed steel such as CO5Si M5Al 5F-6 is similar to that of single crystal corundum.
Découvrir l'histoire
En 1752, le chimiste suédois Kronstede découvre un nouveau minerai. Le minéralogiste espagnol Don Faustu de Eruye a pensé qu'il s'agissait d'un silicate de calcium et de fer après analyse. En 1803, le chimiste allemand Klaprault analysa le minerai et détermina qu'il y avait un nouvel oxyde métallique, appelé ochra (terre ocre), et le minerai fut appelé ochroïte parce qu'il paraissait ocre lorsqu'il était brûlé. Dans le même temps, le chimiste suédois Jöns Jakob Berzelius (1779-1848) et le minéralogiste suédois Wilhelm Hisinger (1766-1852) ont également découvert le même nouvel élément oxyde, différent de la terre d'yttrium. La terre d'yttrium est soluble dans la solution de carbonate d'ammonium et devient rouge lorsqu'elle brûle sur la flamme d'éclairage au gaz, tandis que cette terre est insoluble dans la solution de carbonate d'ammonium et ne devient pas rouge lorsqu'elle brûle sur la flamme d'éclairage au gaz. On l'appelle donc céria (cérium terre), l'élément est nommé cérium (cérium), le symbole de l'élément est défini comme Ce et le minerai est appelé cérite (cérite) pour commémorer la découverte d'un astéroïde Cérès à cette époque. En fait, ce type de silicate de cérium est un sel hydraté contenant 66 à 70 % de cérium, le reste étant constitué de composés de calcium, de fer et d'yttrium.
L'ochra (terre d'ocre) et la céria (terre de cérium) sont des oxydes du même élément. Cette dernière est adoptée ; Le premier a été écarté.
méthode synthétique
Le cérium est le métal des terres rares le plus abondant dans la croûte terrestre. Le cérium métallique peut être obtenu en réduisant l'oxyde de cérium avec du calcium ou en électrolysant le chlorure de cérium.
70 g de chlorure de cérium (III) et 18,5 g de calcium sont soigneusement mélangés sous atmosphère inerte, secoués et chargés dans un creuset en tantale ou pressés dans un cylindre par une presse motorisée et placés dans un creuset en tantale. Le creuset est équipé d'un couvercle en tantale perforé pour la ventilation et placé dans un creuset fermé en MgO (d=0,0508 m, h=0,1778 m). Placez-le ensuite dans un tube de quartz (d=0,11615 m), avec une extrémité du tube fondue et scellée, et l'autre extrémité polie et encastrée dans un joint conique 55/50. Scellez le tube de quartz avec de la paraffine dans un système sous vide (0,133 Pa). Remplissez Ar (purifiez d'abord l'uranium métallique surchauffé) à P = 101,325 kPa et chauffez-le à 550-600 ℃ à l'aide d'un four à induction de 6 kW pour provoquer la réaction (basée sur une augmentation soudaine de la température du creuset en tantale). Après 5 minutes, atteignez 1000 ℃ et maintenez pendant 13 minutes jusqu'à ce que le métal des terres rares produit soit complètement aggloméré. Refroidir à température ambiante, tremper le creuset de tantale dans l'eau pour éliminer le CaCl2 et le Ca, et maintenir le bloc fondu de métaux des terres rares au fond (1 % à 3 % de Ca).
Diffusion de contenu
Le cérium existe principalement dans la monazite et la bastnaésite, ainsi que dans les produits de fission de l'uranium, du thorium et du plutonium. Il est souvent obtenu en réduisant l'oxyde de cérium avec de la poudre de magnésium ou en électrolysant du chlorure de cérium fondu.
Propriétés de base
Masse atomique relative : 140,12
Valence commune :+3,+4
Électronégativité : 1,12
Configuration électronique périphérique : 4f15d16s2
Extranuclear Electron configuration: 2,8,18,20,8,2
Isotope et rayonnement : Ce-134 [3016d] Ce-136Ce-138Ce-139 [137,6d] * Ce-140Ce-141 [32,5d] Ce-142Ce-143 [1,4d]
Ce-144 [284.6d]
Affinité électronique et énergie : 0KJ • mol-1
Énergie de première ionisation : 528 KJ • mol-1
La deuxième énergie d'ionisation : 1047KJ • mol-1
La troisième énergie d'ionisation : 1880KJ • mol-1
Densité d'une seule substance : 6,773 g/cm3
Point de fusion d'une seule substance : 795,0 ℃
Point d'ébullition d'une seule substance : 3257,0 ℃
Rayon atomique : 2,7 angströms
Ionic radius: 1.14 (+3) angstrom
Rayon covalent : 1,65 angström
Composé commun : CeO2CeCl3
Volume atomique : (centimètres cubes/mole) : 20,67
Element content in seawater: (ppm): Pacific surface 0.0000015
Teneur en éléments au soleil : (ppm) : 0,004
Contenu dans la croûte : (ppm) : 68
Élément Masse atomique : 140,1
Structure cristalline : Les cellules cristallines sont des cellules cubiques à faces centrées, chacune contenant 4 atomes métalliques.
Le taux de propagation du son : (m/S) 2100
Oxidation state: Maince+3
AutreCe+4
Énergie d'ionisation (kJ/mol)
M-M+527.4
M+-M2+1047
M2+- M3+1949
M3+-M4+3547
M4+-M5+6800
M5+-M6+8200
M6+- M7+9700
M7+-M8+11800
M8+- M9+13200
M9+-M10+14700
Cell parameters:
A=1562h
B=1562h
C=1799h
α= 90°
β= 90°
y= 120°
Dureté de l'échelle de Mohs : 2,5
Source et objectif
Origine de l'élément :
Le cérium est l'élément des terres rares le plus abondant dans les réserves, présent dans de nombreux minéraux comme le sable monazite [Ce (PO4)]. Le cérium existe principalement dans la monazite et la bastnaésite, ainsi que dans les produits de fission de l'uranium, du thorium et du plutonium. Il est souvent obtenu en réduisant l'oxyde de cérium avec de la poudre de magnésium ou en électrolysant du chlorure de cérium fondu.
Utilisation de l'élément :
1. En tant qu'additif pour le verre, le cérium peut absorber les rayons ultraviolets et infrarouges et a été largement utilisé dans le verre automobile. Non seulement il peut empêcher le rayonnement ultraviolet, mais il peut également réduire la température intérieure de la voiture, économisant ainsi de l'électricité pour la climatisation. Depuis 1997, de l'oxyde de cérium a été ajouté au verre automobile au Japon. En 1996, l'oxyde de cérium utilisé dans le verre automobile représentait au moins 2 000 tonnes, et environ 1 000 tonnes aux États-Unis.
2. À l'heure actuelle, le cérium est appliqué aux catalyseurs de purification des gaz d'échappement des automobiles, ce qui peut empêcher efficacement un grand nombre de gaz d'échappement des automobiles d'être rejetés dans l'air. La consommation de Chimerica à cet égard représente plus d'un tiers de la consommation totale de terres rares.
3. Le sulfure de cérium peut remplacer des métaux tels que le plomb et le cadmium qui sont nocifs pour l'environnement et les humains dans les pigments et les plastiques colorés, et peut également être utilisé dans des industries telles que les revêtements, l'encre et le papier. Actuellement, l'entreprise leader est la société française Rhône Planck.
4. Le système laser Ce : LiSAF est un laser solide développé par les États-Unis. Il peut être utilisé pour détecter des armes biologiques et des médicaments en surveillant la concentration de tryptophane. Le cérium est largement utilisé dans presque toutes les applications de terres rares. Tels que la poudre à polir, les matériaux de stockage d'hydrogène, les matériaux thermoélectriques, les électrodes de tungstène au cérium, les condensateurs céramiques, les céramiques piézoélectriques, les abrasifs en carbure de silicium au cérium, les matières premières pour piles à combustible, les catalyseurs à essence, certains matériaux magnétiques permanents, divers aciers alliés et métaux non ferreux.
5. Fabrication de lampes à arc au carbone à haute luminosité, mélangées à des métaux spéciaux pour servir d'additifs d'alliage. L'oxyde est utilisé dans les appareils optiques et l'industrie du verre, et le sel de cérium est utilisé dans la photographie et la fabrication textile. Le cérium peut être utilisé comme catalyseur, électrode à arc, verre spécial, etc. Les alliages de cérium sont résistants à la chaleur et peuvent être utilisés pour fabriquer des pièces pour la propulsion à réaction. Les nitrates de cérium peuvent être utilisés pour fabriquer une couverture de gaze chaude blanche pour l'éclairage au gaz.
Propriétés physicochimiques du chlorure de cérium
The gray and lively metal is the highest natural abundance among lanthanide metals. The bent cerium strip often sparks.
Le cérium s’oxyde facilement à température ambiante et perd son éclat à l’air. Il peut être brûlé dans l'air en grattant avec un couteau (le cérium pur n'est pas sujet à une combustion spontanée, mais lorsqu'il est légèrement oxydé ou transformé en alliage avec du fer, il est très sujet à une combustion spontanée). Lorsqu'il est chauffé, il brûle dans l'air pour former de l'oxyde de cérium (IV). Il peut réagir avec l'eau bouillante pour produire de l'hydroxyde de cérium, soluble dans les acides mais insoluble dans les alcalis. Le cérium peut également être brûlé dans des halogènes, comme le chlore, pour produire du chlorure de cérium (III) (CeCl3) : 2Ce+3Cl2== Δ (ou enflammé)==2CeCl3. Lorsqu'elle est soumise à basse température et haute pression, une substance diamagnétique apparaît, qui est 18 % plus dense que la forme ordinaire du cérium. Utilisé pour la fabrication de silex, de céramiques, d'alliages, etc. Le cérium est l'élément des terres rares le plus actif à l'exception de l'europium. Le cérium réagit lentement dans l'eau froide et accélère dans l'eau chaude.
Méthode de stockage
Conserver dans un entrepôt frais et aéré. Tenir à l'écart des étincelles et des sources de chaleur. La température de l'entrepôt ne doit pas dépasser 30 ℃. L'emballage doit être scellé et ne doit pas entrer en contact avec l'air. Il doit être stocké séparément des oxydants, des acides, des halogènes et des produits chimiques comestibles, et ne doit pas être mélangé pour le stockage. Utiliser des installations d'éclairage et de ventilation antidéflagrantes. Interdire l’utilisation d’équipements mécaniques et d’outils sujets aux étincelles. La zone de stockage doit être équipée d'équipements d'intervention d'urgence en cas de fuite.
