Ցերիում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
58 ԼանթանՑերիումՊրազեդիում
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կալիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
58Ce
Cubic-face-centered.svg
Electron shell 058 Cerium.svg
Ցերիում
Կռելի, երկնագույն երանգով, արծաթափայլ մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Ցերիում / Cerium (Ce), 58
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
140,116(1)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա [Xe]4f15d16s2
Ատոմի շառավիղ 181 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 165 պմ
Իոնի շառավիղ (+4e) 92 103.(+3e) 4 պմ
Էլեկտրաբացասականություն 1,12 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ Ce←Ce3+ −2,34 В
Օքսիդացման աստիճաններ 4, 3
Իոնիզացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 540,1 (5,60) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 6,757 գ/սմ³
Հալման ջերմաստիճան 1072
Եռման ջերմաստիճան 3699
Մոլյար ջերմունակություն 26,94[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ 21,0 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք խորանարդ
Բյուրեղացանցի տվյալներ 5,160
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն (300 Կ) 11,3 Վտ/(մ·Կ)
58
Ցերիում
Ce
140,115
4f15d16s2

Ցերիում (լատ.՝ Cerium) քիմիական տարր է, որի նշանն է Ce, պարբերական համակարգի 6-րդ պարբերության, 3-րդ խմբի տարր, կարգահամարը՝ 58, ատոմական զանգվածը՝ 140,12։ Հազվագյուտ հողային տարր է, պատկանում է լանթանիդների ընտանիքին։ f տարր է, ատոմի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 4s2 4p6 4d10 4f2 5s2 5p6 6s2։ К, L և M թաղանթները լրացված են։

Պատմություն[խմբագրել]

Ցերիումը հայտնաբերել են 1803 թվականին, շվեդ գիտնականներ Ի․ Յա․ Բերցելիուսը, Վ․ Գիզինգերը և գերմանացի քիմիկոս Մ․ Գ․ Կլապրոտը, որոնք բաստնեզիտ միներալից անջատեցին «ցերիումական հողը»։

Ցերիումը անվանումն ստացել է № 1 փոքր մոլորակի՝ ցերերայի անունից։

Բնության մեջ[խմբագրել]

Ամենատարածված լանթանոիդն է, կազմում է երկրակեղևի զանգվածի 4,5․10-3 %, ծովի ջրում՝ 5,2×10−6 мг/л[3], տարածվածությամբ 24-րդ տարրն է։ Հայտնի են ցերիումի 33 բնական միներալները, որոնցից ցերիումով առավել հարուստ են բաստնեզիտը և մոնացիաը (պարունակում են համապատասխանաբար 47 և 30 % ցերումի օքսիդ)։ Կենսոլորտում դանդաղ տեղաշարժվող տարր է, պարունակությունը բնական ջրերում և կենդանի օրգանիզմներում՝ աննշան:

Հանքավայրեր[խմբագրել]

Խոշոր հանքավայրերը գտնվում են ԱՄՆ-ում, Ղազախստանում, Ռուսաստանում, Ուկրաինայում, Ավստրալիայում, Բրազիլիայում, Հնդկաստանում, Սկանդինավիայում:

Ստացում[խմբագրել]

Մաքուր (98,95 %) ցերիումը ստանում են Ցերիումի (IV) օքսիդը էլեկտրոլիզի ենթարկելով։ Ցերիումը մտնում է ֆեռոցերիում (6% Fe, 40-75% Се, մինչև 24 % La, Pr, Nd, երբեմն՝ 4,5-7 % Mg), միջմետաղ (7-10 % Fe, մինչև 93 % լանթանիդներ՝ 70 % Се), համաձուլվածքների բաղադրության մեջ։ Ֆեռոցերիումը, միջմետաղը, հազվադեպ նաև մաքուր:

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել]

Ցերիումը երկնագույն երանգով, արծաթափայլ մետաղ է, առաջացնում է ալոտրոպային չորս ձևափոխություն՝ α, β, γ և δ։

\mathrm{(\alpha)Cer\ _{\overrightarrow { -196\,^{\circ}\mathrm{C}}}\ (\beta)Cer\ _{\overrightarrow { -23\,^{\circ}\mathrm{C}}}\ (\gamma)Cer\ _{\overrightarrow { 726\,^{\circ}\mathrm{C}}}\ (\delta)Cer}

Ցերիումի հալման ջերմաստիճանը 798 °C է, եռմանը՝ 3467 °С, խտությունը՝ 6678 կգ/մ3 (20 °С)։

Մաքուր ցերիումը մածուցիկ մետաղ է։ Ցերիումը քիմիապես ակտիվ է։ Միացություններում ցուցաբերում է +3, +4 օքսիդացման աստիճաններ։ Մետաղների լարվածության շարքում գտնվում է ջրածնից առաջ․ թթուներից, տաքացնելիս նաև ջրից, դուրս է մղում ջրածինը։

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

Օդում պատվում է օքսիդի՝ Се2О3 սպիտակ մոխրերանգ շերտով, որը նրան հետագա օքսիդացումի չի պաշտպանում։ 160 °C-ում ցերիումը այրվում է օդում։

\mathsf{ Ce + O_2 \ \xrightarrow{}\ CeO_2 }

Ցերիումի (III) օքսիդը և հիդրօքսիդը՝ Ce(OH)3, հիմնային են, քլորիդը, սուլֆատը և նիտրատը՝ ջրում լուծելի, ֆտորիդը, օքսալատը, ֆոսֆատը՝ անլուծելի։

\mathsf{ 2Ce + 6H_2O \ \xrightarrow{}\ 2Ce(OH)_3 + H_2}

Се2О3-ը հեշտությամբ օքսիդանում է՝ առաջացնելով ցերիումի (IV) օքսիդը՝ СеO2, որը ջրում չլուծվող, սպիտակ փոշի է, լուծվում է խիտ ծծմբական թթվում՝ առաջացնելով սուլֆատ՝ Ce(SO4)2։ Ցերիում (IV) օքսիդիչ է։ Ցերիումը միանում է (տաքացնելիս) հալոգենների, ծծմբի, ազոտի, ֆոսֆորի և այլ տարրերի հետ։

\mathsf{2Ce +  3F_2 \ \xrightarrow{}\ 2CeF_3 }
\mathsf{2Ce  + 3Cl_2 \ \xrightarrow{}\ 2CeCl_3 }
\mathsf{ 2Ce + 3Br_2 \ \xrightarrow{}\ 2CeBr_3 }
\mathsf{ 2Ce + 3I_2 \ \xrightarrow{}\ 2CeI_3 }

Ցերիումը հեշտությամբ լուծվում է անօրգանական թթուներում, չի փոխազդում ալկալիների հետ։


Կիրառություն[խմբագրել]

Ցերիումը օգտագործվում են որպես պողպատը, թուջը, ալյումինի և մագնեզիումի համաձուլվածքները լիգիրացնող և մոդիֆիկացնող հավելանյութեր։ Ցերիումի մետաղները և համաձուլվածքները ծծմբազրկող (ֆոսֆորազրկող և այլն) ակտիվ միջոց է։

Ցերիումը օգտագործվում է էլեկտրավակուումային սարքերում, որպես գազակլանիչ (գետտեր), ցերիումի (IV) օքսիդը՝ ապակին գունազրկելու և միջուկային տեխնիկայում՝ պաշտպանիչ ապակիներ ստանալու համար:

Ցերիումի մագնեզիումի նիտրատը՝ Ce2Mg3(NO3)12·24H2O-ն կիրառում են ջերմաչափություն մեջ[4][5][6]:

Իզոտոպներ[խմբագրել]

Բնական ցեզիումը բաղկացած է 136Се (0,198 %), 138Се (0,25 %), 140Се (88,48 %) և 142Се (11,07 %) կայուն իզոտոպներից։

Ստացվել են 131-135, 137, 139, 141 և 143-148 զանգվածի թվերով 16 ռադիոակտիվ իզոտոպներ, որոնցից առավել կայուն է 144Ce (T1/2 = 275 օր)։

Տես նաև[խմբագրել]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (en) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. Химическая энциклопедия: в 5-ти тт. / Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.). — Москва: Большая Российская энциклопедия, 1999. — Т. 5. — С. 351.
  3. J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965
  4. Евдокимов И. Н.։ «Методы и средства исследований. Часть 1. Температура, с. 53» (ru)։ Рос. гос. ун-т нефти и газа им. И. М. Губкина։ http://eee.gubkin.ru/LECTURES_RF_files/TEMPERATURA_2004.pdf։ 
  5. «Магнитная термометрия» (ru)։ БСЭ (3-е изд.), 1974, т. 15։ http://alcala.ru/bse/izbrannoe/slovar-M/M10144.shtml։ 
  6. Абрагам А., Блини Б., Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов, т. 1 1972.

Գրականություն[խմբագրել]

  • Абрагам А., Блини Б. Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов. Том I. — М.: Мир, 1972. — 652 с.

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]



Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից։ CC-BY-SA-icon-80x15.png