Церий
Це́рий (лат. Cerium), Ce, химический элемент III группы короткой формы (3-й группы длинной формы) периодической системы; редкоземельный элемент (РЗЭ), относится к лантаноидам, атомный номер 58, атомная масса 140,116. В природе 4 стабильных изотопа 136Се (0,185 %), 138Се (0,251 %), 140Се (88,450 %) и 142Се (11,114 %). Получены искусственные радиоизотопы с массовыми числами 119–157.
Открыт в 1803 г. Й. Берцелиусом и шведским химиком В. Хизингером, независимо от них М. Клапротом. Назван в честь открытой в 1801 г. малой планеты Церера.
Содержание церия в земной коре (3,3–6,6)·10–3 % по массе. Основные минералы: монацит, бастнезит, лопарит, самарскит. По отношению к La, Pr и другие РЗЭ во многих породах проявляет цериевую аномалию – отличие в концентрации.
Конфигурация внешних электронных оболочек атома церия 4f15d16s2; степени окисления +4, +3; энергия ионизации при переходе от Се0 к Се3+ 534,4, 1050 и 1949 кДж/моль; электроотрицательность по Полингу 1,12; атомный радиус 181,8 пм, ионные радиусы Се3+ от 115 (координационное число 6) до 148 пм (12); Се4+ от 101 (6) до 128 пм (12).
Церий – серебристо-белый металл, при температуре ниже 95 К кристаллическая решётка кубическая (α-фаза), в интервале 95–264 К – гексагональная (β-фаза), в интервале 264–1035 К – кубическая γ-фаза, выше 1035 К кубическая δ-фаза; tпл 804 °С, tкип 3450 °С; плотность (β-фаза, 20 °С) 6678 кг/м3. Модуль Юнга 30–34 ГПа; твёрдость по Моосу 2,5, по Виккерсу 210–470 МПа. В инертной атмосфере легко поддаётся механической обработке. На воздухе легко окисляется, при нагревании загорается. При кипячении разлагает воду; растворяется в кислотах; интенсивно реагирует с галогенами, халькогенами, N2, C. Многие соединения Се4+ – окислители.
Церий получают экстракцией из смеси РЗЭ и применяют в зажигательных и трассирующих составах, в качестве добавок в Mg и Zr для уменьшения размера зёрен, в стали для дегазации, в стёкла для обесцвечивания, в угольные электроды для повышения светимости; СеО2 используют в полировочных составах, некоторые соединения церия – как окислители в органической и аналитической химии.