Cer

Cer (Ce, łac. cerium) – pierwiastek chemiczny, lantanowiec. Nazwa pochodzi od planety karłowatej Ceres.

Cer

lantan ← cer → prazeodym
– ↑ Ce ↓ Th 58 Ce
Wygląd
stalowoszary
Widmo emisyjne ceru
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	cer, Ce, 58 (łac. cerium)
Grupa, okres, blok	–, 6, f
Stopień utlenienia	III, IV
Właściwości metaliczne	lantanowiec
Właściwości tlenków	średnio zasadowe
Masa atomowa	140,12 ± 0,01[uwaga 1][1]
Stan skupienia	stały
Gęstość	6689 kg/m³
Temperatura topnienia	799 °C[2]
Temperatura wrzenia	3443 °C[2]
Numer CAS	7440-45-1
PubChem	23974
Właściwości atomowe Promień • atomowy 185 pm Konfiguracja elektronowa [Xe]4f15d16s2[3] Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 19, 9, 2 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 1,12 1,06 Potencjały jonizacyjne I 534,4 kJ/mol II 1050 kJ/mol III 1949 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 414 kJ/mol Ciepło topnienia 5,46 kJ/mol Konduktywność 1,15×106 S/m Ciepło właściwe 190 J/(kg·K) Przewodność cieplna 11,4 W/(m·K) Układ krystalograficzny regularny ściennie centrowany Twardość • w skali Mohsa 2,5 Prędkość dźwięku 2100 m/s (293,15K) Objętość molowa 20,69×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 134Ce {syn.} 3,16 dni w.e. 0,5 134La 136Ce 0,19% >0,7×1014 lat 2×w.e. 138Ce 0,25% >0,9×1014 lat 2×w.e. 139Ce {syn.} 137,6 dnia w.e. 0,278 139La 140Ce 88,45% stabilny izotop z 82 neutronami 141Ce {syn.} 32,5 dnia β− 0,581 141Pr 142Ce 11,11% >1,6×1017 lat 2×β− 144Ce {syn.} 284,6 dnia β− 0,319 144Pr
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-10-02] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanej karty charakterystyki Niebezpieczeństwo Zwroty H H228, H261, H302, H312, H315, H319, H332, H335 Zwroty P P210, P231+P232, P261, P280, P305+P351+P338, P422 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[4] 1 2 3 W
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Charakterystyka

Jest miękkim, szarym metalem, który wypiera wodór z mocnych kwasów nieorganicznych, tworząc bezbarwne jony Ce³⁺. Sole ceru na III stopniu utlenienia są podobne do soli innych lantanowców. Cer występuje również na IV stopniu utlenienia, w którym przypomina tor, cyrkon i uran na IV stopniu utlenienia. W środowisku alkalicznym Ce^III utlenia się do Ce^IV pod wpływem tlenu z powietrza. Żółte jony Ce⁴⁺ są silnym utleniaczem.

Kowalny i ciągliwy. Stosowany jako dodatek uszlachetniający do stopów. Dzięki właściwościom piroforycznym stosowany w kamieniach do zapalniczki.

Występowanie

Cer występuje w skorupie ziemskiej w ilości 68 ppm (wagowo, 0,0045%). Odkryty w 1803 roku przez niemieckiego chemika Martina Heinricha Klaprotha, a także przez Berzeliusa i Hisingera^[5]. Najważniejszymi minerałami ceru są:

• monacyt (Ce,La,Th,Nd,Y,Pr)PO₄
• bastnezyt (Ce,La,Nd,Y,Pr)CO₃F
• ceryt fluorowy (La,Ce)F₃
• parazyt (Ce,La)₂O₃

Izotopy

Cer posiada 22 izotopy, ale w przyrodzie występuje w postaci 4 izotopów o liczbach masowych: 136, 138, 140, 142.

¹⁴⁴Ce jest produktem rozszczepienia i stanowi część opadu promieniotwórczego. Emituje promieniowanie beta o energii 316 keV (76,3%) i 182 keV (19,1%) oraz promieniowanie gamma. Występuje w równowadze promieniotwórczej z izotopem ¹⁴⁴Pr – jest produktem jego rozpadu^[5]. ¹⁴⁴Ce jest wysoce radiotoksyczny. Narządami krytycznymi są przewód pokarmowy, kości i wątroba^[5].

Uwagi

1. Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang. abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 140,116 ± 0,001. Znane są próbki geologiczne, w których pierwiastek ten ma skład izotopowy odbiegający od występującego w większości źródeł naturalnych. Masa atomowa pierwiastka w tych próbkach może więc różnić się od podanej w stopniu większym niż wskazana niepewność. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.

Przypisy

1. ThomasT. Prohaska ThomasT. i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
2. David R.D.R. Lide David R.D.R. (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-9, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
3. Ionization Energies Data [online], NIST Atomic Spectra Database [dostęp 2017-02-21] (ang.).
4. Cerium (nr 263001) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-02]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
5. Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 83-11-06723-6. (pol.). Brak numerów stron w książce

Bibliografia

• Jerzy Minczewski: Chemia analityczna – 1 podstawy teoretyczne i analiza jakościowa. Zygmunt Marczenko. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2001. ISBN 83-01-13499-2. (pol.). Brak numerów stron w książce
• Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 83-11-06723-6. (pol.). Brak numerów stron w książce
• Izotopy ceru: CRC Handbook of Chemistry and Physics. Wyd. 88. Boca Raton: CRC Press, 2008, s. 11-123.

Kontrola autorytatywna (pierwiastek chemiczny):

• LCCN: sh85022138
• GND: 4147480-6
• BnF: 122584198
• BNCF: 32568
• J9U: 987007284960805171

Encyklopedie internetowe:

• Britannica: science/cerium
• Treccani: cerio
• Universalis: cerium
• SNL: cerium
• Catalana: 0016734
• DSDE: cerium
• Hrvatska enciklopedija: 11280