главная > справочник > химическая энциклопедия:

ЦЕРИЙ

ЦЕРИЙ (от назв. малой планеты Цереры, открытой незадолго до церия. лат. Cerium) Се, хим. элемент III гр. периодич. системы; относится к редкоземельным элементам (цериевая подгруппа лантаноидов), ат. н. 58, ат. м. 140,12. В природе 4 стабильных нуклида. ¹³⁶Се (0,19%), ¹³⁸Се (0,25%), ¹⁴⁰Се (88,48%), ¹⁴²Се (11,08%). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов 0,6 x 10^-28 м². Конфигурация внеш. электронных оболочек атома 4f²5s²5p⁶6s²;степени окисления +3, реже +4; энергия ионизации при последоват. переходе от Се⁰ к Се⁴⁺ 5,47, 10,85, 20,198 и 36,758 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,12; атомный радиус 0,183 нм, ионные радиусы (в скобках даны координацерий числа) Се³⁺ 0,115 (6), 0,121 (7), 0,128 (8), 0,134 (9), 0,139 (10), 0,148 нм (12), Се⁴⁺ 0,101 (6), 0,111 (8), 0,121 (10), 0,128 (12) нм.
Notice: Undefined variable: iko in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 95

Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Содержание в земной коре 7 х 10^-3 % по массе, в морской воде 1,3 х 10^-6 мг/л. церий наиб. распространен среди легких лантаноидов. поэтому подгруппу элементов от La до Еu наз. цериевой. Вместе с др. РЗЭ содержится в монаците, бастнезите, апатитах и др. минералах. В них содержание церий колеблется в интервале 25-55% от суммарного кол-ва РЗЭ.

Свойства. церий- серебристо-белый металл. известно 4 кристаллич. модификации: ниже 95 К существует кубич. форма со структурой типа Сu, а = 0,485 нм, z = 4, пространств. гр. Fm3m; в интервале 95-264 К - гексагон. форма с решеткой типа La, а = 0,3673 нм, с = 1,1802 нм, z = 4, пространств. гр. P6₃/mmc; в интервале 263-1035 К - форма с кубич. решеткой типа Сu, а = 0,51612 нм, пространств. гр. Fm3m;выше 1035 К существует d-форма с кубич. решеткой типа a-Fe, а = 0,412 нм, z = 2, пространств. гр. 1тЗт. Т. пл. 798 °С, т. кип. 3467 °С; плотн. Се 8,23 г/см³, Се 6,66 г/см³, Се 6,768 г/см³, Се 6,70 г/см³, температура перехода 300 К при давлении 10³ МПа; 26,94 Дж/(моль x К); 417,1 кДж/моль, 5,23 кДж/моль (1077 К), 409 кДж/моль (3720 К); 71,5 Дж/(моль x К); давление пара 1,06 x 10⁵ Па (2000 К); температурный коэф. линейного расширения 8,5 x 10^-6 К^-1, р 75,3 x 10^-8 Ом x м; теплопроводность 11,2 Вт/(м x К) при 291 К; магн. восприимчивость +17,30 x 10^-9; точка Нееля 12,5 К; модуль упругости 30,58 ГПа, модуль сдвига 12,23 ГПа; коэф. Пуассона 0,248; 123 МПа; относит. удлинение 32,6%. церий- ковкий и вязкий металл. при комнатной т-ре без нагревания легко куется (инертная атмосфера) и прессуется, легко поддается мех. обработке (инертная атмосфера).
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

На воздухе компактный церий окисляется за неск. суток, причем кусок рассыпается, образуя серый порошок гидратированных карбонатов. При нагр. на воздухе компактный церий загорается при 160-180 °С, порошок пирофорен. церий разлагает воду при кипячении, раств. в минеральных к-тах, относительно устойчив к действию щелочей. Бурно взаимод. с галогенами. халькогенами, азотом. углеродом с образованием производных Се(III) или Ce(IV). Ионы Се(III) в водном растворе относительно устойчивы, но окислителями (особенно в щелочной среде) способны переводиться в Ce(IV). Химия Се(III) весьма сходна с таковой для др. РЗЭ, а также с химией актиноидов(III). Для Ce(IV) известны разнообразные комплексные соед., в т. ч. с ацидолигандами (Сl^-, ), похожие по свойствам на аналогичные производные Th(IV). Ион Се⁴⁺ - сильный окислитель (стандартный электродный потенциал Ce^IV/Ce^III 1,66 В), что широко используется в титриметрич. определении восстановителей (цериметрии). Способность Се(III) к переходу в форму Ce(IV) используют для экстракционной очистки церий от др. РЗЭ.

ХАРАКТЕРИСТИКА НЕКОТОРЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЦЕРИЯ
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Показатель	СеO2	(NH4)2[Се(NО3)6]	ВаСеO3	Cs[CeCl6]	CeF4	CeF3
Цвет	Светло-желтый	Оранжево -красный	Бесцв.	Желтый	Бесцв.	Бесцв.
Сингония	Кубич.	Моноклинная	Ромбич.	Ромбоэдрич.	Моноклинная	Тригон.
Параметры решетки: а, нм	0,54110	1,3061	0,6212	0,7465	1,2625
b, нм	—	0,6842	0,6235	—	1,0589	_
с, нм	—	0,8183	0,8781	0,6029	0,8257	—
угол, град.	—	91,34	—	—	126,20	—
Число формульных единиц в ячейке	4	2	4	1	12	—
Пространств. группа	Fm3m	Р21/п	Рbпт		С2/с
кДж/моль	-1090,4	—	—	—	-1962	-1690,3

Соединения, содержащие Се³⁺, бесцветны, ионы Се⁴⁺ желтые или желто-оранжевые. Комплексные соединения Ce(IV) с орг. лигандами окрашены более глубоко.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Диоксид СеО₂ (табл.) имеет т. пл. 2400 °С, 61,63 Дж/(моль x К), -1024,5 кДж/моль, 62,30 Дж/(моль x К); раств. в концерий HNO₃, H₂SO₄ в присут. HF, Н₂О₂ или ионов с Н₂ выше 800 °С реагирует и дает оксиды, содержащие одновременно Се(III) и Ce(IV) (окраска от черной до фиолетовой). СеО₂ получают прокаливанием нитрата сульфата, оксалата. карбоната и др. соед. на воздухе выше 800 °С. Используют СеО₂ для полировки оптич. и техн. стекол, как компонент стекол, керамик (напр., оксоцератов М^IIСеО₃, ВаРbСеТiO₃), как промежут. продукт при получении церий и его соединений. ПДК в воздухе рабочей зоны 5 мг/м³. Сесквиоксид Се₂O₃ неустойчив, в присутствии О₂ быстро окисляется с выделением большого кол-ва тепла.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Твердые комплексные нитраты Ce(IV) с орг. катионами при синтезе или хранении могут взрывать. Гексанитратоцерат(IV)аммония (церий-аммонийнитрат) (NH₄)₂[Ce(NO₃)₆] раств. в воде, этаноле. эфирах: разлагается выше 180 °С, в растворах НС1, H₂SO₄ образует хлоронитратоцераты(IV), хлоросульфатоцераты(IV), легко разлагающиеся при нагр. с выделением соотв. С1₂ или О₂. Получают при растворении СеО₂ в концерий HNO₃ в присутствии NH₄NO₃ и кипячении с послед. экстракцией диэтиловым эфиром и кристаллизацией из этого раствора. Используют при получении разл. соединений церий, а также как промежут. продукт при отделении церий от др. РЗЭ.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Церат(IV) бария ВаСеО₃ не раств. в воде и орг. растворителях; получают взаимод. оксидов Ва и С1 при 1000 °С в атмосфере О₂; используют в качестве основы для керамич. материалов радиоэлектроники.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Гексахлороцерат(IV)цезия Cs₂CeCl₆ раств. в концерий НС1, мало раств. в воде, но медленно разлагается; получают осаждением ионами Cs⁺ из этанольного раствора Н₂СеС1₆ или из водного раствора церий-аммонийнитрата в НС1; применяют при аналит. определении цезия (весовая форма), при разделении щелочных металл.в методом осаждения (коэф. разделения Cs/Rb 66, Cs/K 3000, Cs/Na 5000).
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Тетрафторид CeF₄ при взаимод. с водой гидролизуется; выше 700 °С в вакууме сублимирует без разложения; окислитель, реагирует при нагр. с орг. соединениями, в т. ч. при 150-200 °С с фторопластами; получают при обработке Се, CeF₃, СеС1₃, СеО₂, Се₂О₃, фтором, C1F₃, BrF₃, XeF₂ и др. выше 200-250 °С; фторирующий реагент в орг. синтезе, используется в пиротехн. составах.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Трифторид CeF₃ при действии воды образует гидраты; получают реакцией СеО₂ с HF при 500 °С, термич. разложением (NH₄)₂CeF₆ xnH₂0 при 300-330 °С, CeF₄ x 7H₂O - при 390-400 °С; применяют для получения церий металл.термич. способом.

Получение и применение. Вьщеляют церий из прир. смеси РЗЭ экстракцией и хроматографией. В одной из технол. схем исходные оксиды РЗЭ, значит. часть которых (до 70%) приходится на СеО₂, кипятят в концерий HNO₃ в присутствии NH₄NO₃. Образующийся при этом церий-аммонийнитрат экстрагируют [напр., с помощью бис-(2-этилгексилового) эфира фосфорной кислоты] и из экстракта выделяют СеО₂.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

церий используют в произ-ве пирофорных сплавов, в т. ч. для трассирующих боеприпасов. церий- компонент ферроцерия и мишметалла (применяют в произ-ве пирофорных сплавов, как раскислители и десульфураторы в черной металл.ргии), лигатур (для модификации сплавов А1 и Mg); порошок церий используют в качестве геттера.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

церий (как смесь цериевых земель) открыли Й. Берцелиус и В. Хизингер в 1803, независимо от них - М. Клапрот (1803).

Лит. см. при ст. Редкоземельные элементы

Л. И. Мартыненко, С. Д. Моисеев, Ю. М. Киселев.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Дополнительная информация: "¦ерий: химические и физические свойства".
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109