تغییر مسیر از: Cerium

Lanthanum - Cerium - Praseodymium Ce Th جدول کامل عمومی نام , علامت اختصاری , شماره Cerium, Ce, 58 گروه شیمیایی لانتانیدها گروه , تناوب , بلوک 6 , d جرم حجمی , سختی 6689 kg/m3 , 2.5 رنگ سفید نقره‌ای خواص اتمی وزن اتمی 140.116 amu شعاع اتمی (calc.) 1 E-_ m شعاع کووالانسی اطلاعات موجود نیست pm شعاع واندروالس اطلاعات موجود نیست pm ساختار الکترونی Xe]4f15d16s1] -e بازای هر سطح انرژی 2, 8,18,19, 9, 2 درجه اکسیداسیون (اکسید) 3,4 (باز ضعیف) ساختار کریستالی مکعبی face centered خواص فیزیکی حالت ماده جامد نقطه ذوب 1071 K (1468 °F) نقطه جوش 3699 K (6199 °F) حجم مولی 20.69 ((scientific notation|ש»10-6 m3/mol گرمای تبخیر 414 kJ/mol گرمای هم‌جوشی 5.46 kJ/mol فشار بخار n/a Pa at 1071 K سرعت صوت 2100 m/s at 293.15 K متفرقه الکترونگاتیویته 1.12 (درجه پائولینگ) ظرفیت گرمایی ویژه 190 J/kg*K رسانائی الکتریکی 1.15 106/m ohm رسانائی گرمایی 11.4 W/m*K 1st پتانسیل یونیزاسیون 534.4 kJ/mol 2nd پتانسیل یونیزاسیون 1050 kJ/mol 3rd پتانسیل یونیزاسیون 1949 kJ/mol 4th پتانسیل یونیزاسیون 3547 kJ/mol پایدارترین ایزوتوپها ایزو وفور طبیعی نیم عمر DM DE M eV DP 134Ce {syn.} 3.16روز ε 0.500 134La 136Ce 0.19% Cerium با78 نوترون پایدار است 138Ce 0.25% Cerium با80 نوترون پایدار است 139Ce {syn.} 137.640 روز ε 0.278 139La 140Ce 88.48% Cerium با82 نوترون پایدار است 141Ce {syn.} 32.501 days β- 0.581 141Pr 142Ce 11.08% > 5 E16 سال β- ناشناخته 142Nd 144Ce {syn.} 284.893 روز β- 0.319 144Pr واحدهای SI & STP استفاده شده ، مگر آنکه ذکر شده باشد.

اطلاعات اولیه

سریم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Ce و عدد اتمی 58 می‌باشد.

تاریخچــــــــه

"Wilhelm von Hisinger" و "Jacob Berzelius" در سال 1803 در سوئد و "Martin Heinrich Klaproth" مستقلا" در آلمان در همان سال موفق به کشف این عنصر شدند. Berzelius آن را از روی نام خرده سیاره سیریز که 2 سال قبل از آن در سال 1801 کشف شده بود، به این نام نامید.

پیدایش

سریم ، فراوان‌ترین عنصر خاکی کمیاب است که 0,0046 درصد پوسته زمین را تشکیل می‌دهد. سریم در تعدادی کانی از جمله آلانیت ( بعنوان orthite هم شناخته می‌شود ) (Ca, Ce, La, Y)₂(Al, Fe)₃(SiO₄)₃(OH). مونازیت و باستناسیت در حال حاضر مهمترین منابع سریم می‌باشند.

این عنصر اغلب توسط یک فرآیند جابجایی یونی بدست می‌آید که در آن از دانه‌های مونازیت بعنوان منبع سریم استفاده می‌گردد. ذخایر بزرگ مونازیت ، آلانتیت و باستناسیت ، تامین کننده سریم ، توریم و سایر فلزات خاکی کمیاب برای سالهای طولانی خواهند بود.

خصوصیات قابل توجه

سریم ، عنصر فلزی خاکستری رنگی است که به گروه لانتانیدها تعلق دارد. این عنصر در برخی از آلیاژهای غیر متداول در طبیعت بکار می‌رود و شکل اکسید شده آن در صنعت شیشه مورد استفاده قرار می‌گیرد. از نظر رنگ و درخشش شبیه آهن است، اما هم نرم بوده و هم چکش‌خوار و انعطاف پذیر است.

در بین عناصر خاکی کمیاب ، تنها اروپیم واکنش پذیرتر از سریم می‌باشد. محلولهای قلیایی رقیق و اسیدهای غلیظ به‌سرعت به این فلز حمله می‌کنند. در صورت خراش نوع خالص این فلز با چاقو احتمال سوختن آن وجود دارد. سریم در آب سرد به‌آرامی و در آب گرم به‌سرعت تجزیه می‌شود.

به‌علت نزدیکی نسبی 4f و اوربیتالهای مدار بیرونی در سریم ، این عنصر خواص شیمیایی جالب توجهی از خود نشان می‌دهد، مثلا" فشردن این عنصر وقتیکه در حال سرد شدن است، حالت اکسیداسیون آنرا از تقریبا" 3 به 4 تغییر می‌دهد. سریم در حالت اکسیداسیون 3+، cerous و در حالت اکسیداسیون 4+، ceric نامیده می‌شود.

نمکهای سریم (IV) نارنجی ، قرمز یا زردفام هستند، درحالیکه نمکهای سریم (III) معمولا" سفیدند.

کاربردها

• سریم در ساخت آلومینیوم ، آلیاژهای آلومینیوم و برخی از فولادها و آهن‌ها بکار می‌رود.
• افزودن سریم به چدن ، مانع گرافیتی شدن آن شده ، تولید آهن چکش‌خوار ( مالیبل ) می‌کند.
• در فولادها ، سریم به کاهش سولفیدها و اکسیدها کمک کرده ، مانع گازی شدن می‌شود.
• سریم در فولاد ضد زنگ بعنوان عامل سخت کننده سریع کاربرد دارد. 3 تا 4 درصد سریم که به همراه 0,2 تا 0,6درصد زیرکونیم به آلیاژهای منیزیم اضافه شده است، به پالایش غلات کمک نموده ، موجب قالب‌گیری بی‌نقص اشکال پیچیده می‌شود. بعلاوه موجب مقاومت منیزیم قالب‌گیری شده در برابر حرارت می‌شود.
• سریم در آلیاژهایی که برای ساخت آهن‌رباهای دائمی بکار می‌رود، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• سریم در روشنایی با قوس کربن ، بخصوص در صنعت سینما کاربرد دارد.
• سریم جزئی از میش متال)است که در تولید آلیاژهای آذرافشان ، در فندک سیگار کاربرد وسیعی دارد.
• اکسید آن در توری‌های گازی پُر نور مورد استفاده است.
• اکسید آن بعنوان کاتالیزور هیدروکربن در اجاقهای خود پاک‌ساز و بصورت جزئی از دیواره اجاق کاربرد دارد.
• سولفات سریک بعنوان یک عامل اکسید کننده حجمی در آزمایشهای کمی کاربرد گسترده ای دارد.
• ترکیبات سریم در تولید شیشه ، هم بعنوان جزئی از آن و هم بعنوان رنگ زدا کاربرد دارد.
• از ترکیبات سریم برای رنگ لعاب استفاده می‌شود.
• استفاده از اکسید آن بعنوان عامل صیقل دهنده شیشه رو به افزایش است.
• اکسید سریم در شیشه امکان جذب انتخابی اشعه فرا بنفش را بوجود می‌آورد.
• اکسید سریم در پالایش نفت خام بعنوان سرعت دهنده جداسازی کاربرد دارد.
• ترکیبات سریم (III) و سریم (IV) در سنتزهای آلی بعنوان کاتالیزور مورد استفاده هستند.

ایزوتوپهـــــــــــــــا

سریم بصورت طبیعی متشکل از 3 ایزوتوپ پایدار و 1 ایزوتوپ رادیو اکتیو است. Ce-136, Ce-138 ,Ce-140 و Ce-142 که فراوان‌ترین آنها Ce-140 است. (48/88 % وفور طبیعی). 27 رادیوایزوتوپ مشخص شده که فراوان ترین و پایدارترین آنها Ce-142 با نیمه عمر بزرگتر از 5E16 سال ، Ce-144 با نیمه عمر 893/284 روز ، Ce-139 با نیمه عمر 640/137 و Ce-141 با نیمه عمر 501/32 روز می‌باشد. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو دارای نیمه عمری کمتری از 4 روز هستند که اکثر آنها از نیمه عمری کمتر از10 دقیقه برخوردارند. همچنین این عنصر دارای 2 حالت برانگیخته می‌باشد. ایزوتوپهای سریم از نظر وزن اتمی بین amu123 (سریم 123 ) و amu152 ( سریم 152 ) وجود دارند.

هشدارهــــــــا

سریم مانند تمامی فلزات خاکی کمیاب دارای میزان سمی بودن ضعیف تا متوسط است. این عنصر ، یک عامل کاهنده قوی است و خودبخود در حرارت 80-65 درجه سانتی‌گراد در هوا می‌سوزد. واکنش سریم با روی ممکن است بصورت انفجاری باشد و با بیسموت و آنتیموان واکنشهای بسیار گرمازایی دارد. دود حاصل از سوختن سریم سمی است. برای جلوگیری از سوختن سریم نباید از آب استفاده کرد، چون سریم با آب برای تولید گاز هیدروژن واکنش می‌دهد.

کارگرانی که با سریم سروکار دارند، مواردی مثل خارش ، حساسیت به گرما و آسیبهای بدنی را تجربه کرده‌اند. حیواناتی که به آنها مقدار زیادی سریم تزریق شده است، بعلت ضایعه‌های قلبی و رگی از بین رفته‌اند. اکسید سریم (IV) در درجه حرارت بالا عامل اکسید کننده قوی است و با مواد آلی قابل احتراق واکنش دارد. وقتی سریم رادیواکتیو نباشد، عیار تجاری ناخالص آن ممکن است حاوی مقادیر کمی توریم باشد که رادیواکتیو است. سریم کاربرد بیولوژیک شناخته شده ای ندارد .

مباحث مرتبط با عنوان

• ایزوتوپ
• جدول تناوبی
• رادیواکتیویته
• عنصر شیمیایی
• فلز
• لانتانیدها

منبع

• Los

اتصالات خارجی

• http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Ce/index.html WebElements.com - Cerium
• http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Ce.html EnvironmentalChemistry.com - Cerium
• http://education.jlab.org/itselemental/ele058.html It's Elemental - The Element Cerium
• http://www.azom.com/details.asp?ArticleID=592 Cerium Properties and Applications