Церий химический элемент

ЦЕРИЙ

(Cerium; от назв. планеты Цереры), Се — химический элемент III группы периодической системы элементов; ат. н. 58, ат. м. 140,12; относится к редкоземельным элементам. В соединениях проявляет степени окисления +3 и +4. Серебристо-голубой мягкий металл, на воздухе покрывается серовато-белой пленкой окиси. Природный церий состоит из стабильных изотопов 136Се (0,193%), 158Се (0,25%), 140Се (88,48%) и 142Се (11,07%). Получены 16 радиоактивных изотопов с массовыми числами 131—135, 137, 139, 141 и 143—148. Из них максимальный период полураспада у изотопа 114Се (275 дней). Церий открыли (1803) одновременно и независимо друг от друга нем. исследователь М. Г. Клапрот и швед, исследователи Й. Я. Берцелиус и В. Гизингер. Содержание церия в  земной  коре 4,5 X 10-3%. В минерале монаците содержится 30%, в бастнезите — 47% Се203. Известны четыре кристаллические модификации церия. Кристаллическая решетка альфа-церия кубическая гранецентрированная с периодом а = 4,85 А (т-ра 196° С); бета-церия — двойная гексагональная плотноупакованная, типа в лантана, с периодами а = 3,673 А, с  = 11,802 А (т-ра 25° С); гамма-церия — кубическая гранецентрированная с периодом а = 5,1612 А (т-ра 20° С); дельта-церия — кубическая объемноцентрированная с периодом а = 4,11 А (температура 768° С).
 
При комнатной т-ре устойчив гамма-церий. В процессе охлаждения, начиная с т-ры —10 ± 5° С, гамма-церий частично переходит в бета-церий; переход носит мартенситный характер. При т-ре —178 ± 5° С неперешедшая часть гамма-церия превращается в альфа-церий. При температуре ниже —196° С бета-церий также переходит в альфа-церий, однако этот переход не завершается даже при т-ре жидкого гелия (—268,8° С). Полного перехода можно достичь лишь пластическим деформированием образца при т-ре —196° С. Переходы гамма альфа и гамма бета характеризуются большим гистерезисом по т-ре и давлению. При давлении 1 ат обратные превращения альфа гамма и бета гамма начинаются с т-р —113 ±10 и 100 ± 5° С. Если давление выше 2500 am, при любой т-ре существование бета-церия невозможно. Поведение церия сильно зависит от его предыстории и чистоты. Превращение гамма дельта происходит при т-ре 725° С .
 
Плотность церия (температура 20° С) 6,678 г/см3; ,пл 798° С;  tкип 3467° С. Теплоемкость (т-ра 25° С) 6,47 кал/г-атом • град, коэфф. теплопроводности (т-ра 26—30° С) 0,026 кал/см • сек • град’,   коэфф.   линейного расширения  (т-ра   25° С)  8,5 • 10-6 град ; удельное электрическое сопротивление (т-ра 25° С) 75,3 мком • см, температурный коэфф. электрического сопротивления (т-ра 0° С) 8,7 • 10-4. Выше т-ры 12,5 К Церий парамагнитен. При комнатной т-ре модуль упругости 3058 кгс/мм2, модуль сдвига 1223 кгс/мм2; коэфф. Пуассона 0,248; у литого образца предел прочности на растяжение 12,3 кгс/мм2, относительное удлинение 32,6%. HV (т-ра 20° С): литого 24—30, кованого 48. Чистый церий— ковкий и вязкий металл.
 
При комнатной т-ре без предварительного нагрева можно изготовить листы церия ковкой,  а проволоку — прессованием. химически активен. Окисная пленка, образующаяся на поверхности металла в сухом воздухе, не защищает его от окисления. Образующаяся  окись  Се203  легко окисляется до двуокиси Се02 белого цвета. Церий разлагает воду при кипячении с выделением водорода. При т-ре 160° С   загорается на воздухе, при т-ре 210—220° С реагирует с хлором и бромом. Церий соединяется непосредственно с азотом, серой и др. элементами. Энергично растворяется в неорганических к-тах, устойчив к действию щелочей.
 
При сплавлении церия с большинством металлов  образуются соединения. В двойных сплавах церий с кальцием, ураном, ванадием и иттербием обнаружены   широкие области несмешиваемости в жидком состоянии. Церий чистотой до 98,98% получают электролизом   расплава   двуокиси. Выпускают в виде слитков. Поверхность каждого  слитка  покрывают плотным слоем парафина или лака. Ферроцерий, мишметалл, реже металлический Церий применяют для легирования стали, чугуна, сплавов алюминия и магния. В электровакуумной аппаратуре церий используют в качестве геттеров.  Церий  входит в  состав пирофорных сплавов, окись Ц. — в состав полирита. Двуокись цери применяют в производстве стекла (для его обесцвечивания), в ядерной технике (для изготовления защитных стеклянных блоков). Изотопы 141Се и 144Се используют для источников бета-излучения. См. также Церийсодержащие сплавы.

Лит.: Савицкий Е. М., Терехова В. Ф. Металловедение редкоземельных металлов. Тейлор К., ДарбиМ. Физика редкоземельных соединений.

 

Статья на тему Церий химический элемент


Добавить комментарий

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>