58 Ce 140.116

Церий

Лантаноид Cerium твёрдое

[Xe] 4f¹ 5d¹ 6s² · 2 · 8 · 18 · 19 · 9 · 2

← La Лантан Pr Празеодим →

Самый распространённый из лантаноидов — его в земной коре больше, чем меди. Церий — единственный лантаноид с устойчивой степенью окисления +4, и на переходе между +3 и +4 работает вся автомобильная каталитическая химия.

3D-модель

Модель Бора: ядро и электронные оболочки по конфигурации. Валентные электроны подсвечены.

Тяните, чтобы вращать; колесо — масштаб

Атомные свойства

Атомный номер: 58
Атомная масса: 140.116 а.е.м.
Электронная конфигурация: [Xe] 4f¹ 5d¹ 6s²
Электроны по оболочкам: 2 · 8 · 18 · 19 · 9 · 2
Блок: f-блок
Группа: нет данных
Период: 6
Электроотрицательность (Полинг): 1.12
Электроотрицательность (Аллен): 1.09
Атомный радиус: 235 pm
Ковалентный радиус: 204 pm
Ван-дер-ваальсов радиус: 235 pm
1-я энергия ионизации: 534.4 kJ/mol
2-я энергия ионизации: 1 050 kJ/mol
3-я энергия ионизации: 1 949 kJ/mol
4-я энергия ионизации: 3 547 kJ/mol
5-я энергия ионизации: 6 325 kJ/mol
Сродство к электрону: 50 kJ/mol
Характерные степени окисления: +3, +4
Степени окисления: +1, +2, +3, +4

Физические свойства

Состояние при 25 °C: твёрдое
Плотность: 6.77 g/cm³
Температура плавления: 1 068 K · 794.9 °C
Температура кипения: 3 716 K · 3 442.9 °C
Скорость звука: 2 100 m/s

Тепловые свойства

Теплота плавления: 5.46 kJ/mol
Теплота испарения: 398 kJ/mol
Удельная теплоёмкость: 0.192 J/(g·K)
Теплопроводность: 11.3 W/(m·K)

Механические свойства

Модуль Юнга: 33.6 GPa
Модуль сдвига: 13.5 GPa
Модуль объёмного сжатия: 21.5 GPa
Коэффициент Пуассона: 0.24
Твёрдость по Моосу: 2.5
Твёрдость по Бринеллю: 412 MPa

Электрические и магнитные свойства

Удельное сопротивление: 828 nΩ·m
Магнитный тип: парамагнетик
Точка Кюри: нет данных
Точка Нееля: нет данных
Температура сверхпроводимости: 0.022 K

Кристаллическая структура

Кристаллическая решётка: гранецентрированная кубическая (ГЦК)
Параметры решётки: a = 516.1 pm

Распространённость

В земной коре: 66.5 mg/kg
В океане: 1.2·10⁻⁶ mg/L
Во Вселенной: 1 mg/kg
В теле человека: 0 mg/kg

Изотопы

Изотоп	Распространённость	Период полураспада	Тип распада
¹³⁶Ce	0.185 %	стабилен	—
¹³⁸Ce	0.251 %	стабилен	—
¹⁴⁰Ce	88.45 %	стабилен	—
¹⁴²Ce	11.114 %	стабилен	—

Четыре природных изотопа. Церий-144 с периодом 285 дней — продукт деления, рассматривавшийся как источник для экспериментов по поиску стерильных нейтрино.

Открытие

Год открытия: 1803
Кто открыл: Берцелиус, Хисингер и Клапрот
Где: Швеция и Германия
Происхождение названия: в честь карликовой планеты Церера, открытой двумя годами раньше

История

Берцелиус и Хисингер в Швеции и Клапрот в Германии открыли церий независимо в 1803 году. Название дали в честь карликовой планеты Церера, обнаруженной двумя годами ранее.

Где встречается

66,5 мг/кг коры — двадцать пятый элемент по распространённости, обильнее олова и свинца. Главные минералы — бастнезит и монацит.

Как получают

Из редкоземельных концентратов; церий отделяется легче остальных лантаноидов именно благодаря устойчивости состояния +4.

Роль в живой природе

Биологической роли нет. Соли церия применялись как противорвотное в XIX веке и применяются в ожоговой терапии сегодня.

Безопасность

Малотоксичен. Порошок металлического церия пирофорен и легко воспламеняется при трении — на этом и основан кремень для зажигалок.

Применение

Диоксид церия в автомобильных катализаторах: он запасает и отдаёт кислород, сглаживая колебания состава смеси
Полировальные порошки для стекла и оптики — лучшее средство для финишной полировки
Мишметалл в кремнях зажигалок и в пиротехнических сплавах
Ультрафиолетовые фильтры в стекле
Сцинтилляторы для детекторов излучения

Любопытные факты

Церий назван в честь Цереры — карликовой планеты, открытой в 1801 году.
Кремень зажигалки — это не кремень, а сплав церия с железом: он даёт искры при трении, потому что церий пирофорен.
Церия в земной коре больше, чем меди, олова, свинца и кобальта.
Диоксид церия способен отдавать кислород из решётки и принимать его обратно, не разрушаясь, — редчайшее свойство.