Церій (Ce) – хімічний елемент з атомним номером 58 в періодичній системі елементів. Він належить до блоку f, періоду 6 і групи лантаноїдів (група 3). Церій – один із лантаноїдів і, як такий, має схожі хімічні властивості з іншими елементами цієї групи.
Фізичні властивості церію
- Атомна маса: 140.12 г/моль
- Точка плавлення: 795 °C
- Точка кипіння: 3,465 °C
- Густина: 6.77 г/см³ (при 20 °C)
- Ковзана твердість: 2.5 (залежить від аллотропних форм)
- Колір: сріблясто-білий метал
Хімічні властивості церію
- Церій має високу афінітет до кисню, і тому швидко реагує з повітрям, утворюючи оксид церію (CeO2), який має властивості керамічного матеріалу.
- Застосування оксиду церію (церієвого оксиду) відомо в каталізі хімічних реакцій, а також в якості складника у склі, лаках і фарбах для підвищення стійкості до старіння.
- Ce утворює різні сполуки з іншими елементами, такі як нітрати, сульфати, хлориди та інші, які знаходять застосування у хімічних дослідженнях та виробництві.
Ізотопи
Церій має декілька стабільних ізотопів, які відрізняються кількістю нейтронів у ядрі, а також декілька радіоактивних ізотопів з коротким часом напіврозпаду.
Основні стабільні ізотопи церію:
- Церій-140 (140Ce) – найбільш стабільний ізотоп церію з найбільшою відносною атомною масою.
- Церій-142 (142Ce) – другий за стабільністю ізотоп церію.
Радіоактивні ізотопи церію:
- Церій-141 (141mCe) – має радіоактивний стан метастабільності, що означає, що його ядро перебуває в збудженому стані та переходить в основний стан з випромінюванням гамма-випромінювання.
- Церій-143 (143Ce) – є радіоактивним ізотопом з часом напіврозпаду близько 33.9 години.
Є ще кілька інших радіоактивних ізотопів церію, але вони мають дуже короткий час напіврозпаду і, відповідно, дуже низьку кількість у природі.
Застосування церію
Церій є важливим елементом в промисловості, наукових дослідженнях та технологіях. Він знаходить застосування в багатьох галузях завдяки своїм цікавим фізичним і хімічним властивостям.
- Ce використовується як складовий елемент в легкій і незвичайно міцній сплавірованій сталі, що використовується для виробництва турбін літаків і реактивних двигунів.
- Церієвий оксид (CeO2) застосовується в каталізі окислювальних реакцій, а також в електролітних компонентах паливних елементів і твердотільних батарей.
- Сполуки церію також використовуються в геологічних дослідженнях та в аналітичній хімії.