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 ¹³⁶ Се (0,185 %), ¹³⁸ Се (0,251 %), ¹⁴⁰ Се (88,450 %) и ¹⁴² Се (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 4f¹ 5d¹ 6s² ; 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; t_пл 804 °С, t_кип 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.