Xeri là 'anh cả' không thể tranh cãi trong họ lớn các nguyên tố đất hiếm. Thứ nhất, tổng lượng đất hiếm trong lớp vỏ là 238ppm, với xeri là 68ppm, chiếm 28% tổng thành phần đất hiếm và xếp hạng đầu tiên; Thứ hai, xeri là nguyên tố đất hiếm thứ hai được phát hiện chín năm sau khi phát hiện ra yttri (1794). Ứng dụng của nó rất rộng rãi và "xeri" là không thể ngăn cản
Phát hiện ra nguyên tố Xeri
Carl Auer von Welsbach
Xeri được phát hiện và đặt tên vào năm 1803 bởi German Kloppers, nhà hóa học người Thụy Điển J ö ns Jakob Berzelius và nhà khoáng vật học người Thụy Điển Wilhelm Hisinger. Nó được gọi là ceria, và quặng của nó được gọi là cerite, để tưởng nhớ Ceres, một tiểu hành tinh được phát hiện vào năm 1801. Trên thực tế, loại silicat xeri này là một loại muối ngậm nước chứa 66% đến 70% xeri, trong khi phần còn lại là hợp chất của canxi, sắt vàytri.
Lần đầu tiên sử dụng xeri là lò sưởi gas do nhà hóa học người Áo Carl Auer von Welsbach phát minh. Năm 1885, ông đã thử trộn magiê, lanthanum và yttri oxit, nhưng những hỗn hợp này phát ra ánh sáng xanh lục nhưng không thành công.
Năm 1891, ông phát hiện ra rằng oxit thorium nguyên chất tạo ra ánh sáng tốt hơn, mặc dù nó có màu xanh lam, và được trộn với oxit xeri (IV) để tạo ra ánh sáng trắng sáng. Ngoài ra, oxit xeri (IV) cũng có thể được sử dụng làm chất xúc tác cho quá trình đốt cháy oxit thorium
Kim loại xeri
★ Xeri là kim loại màu trắng bạc mềm dẻo có tính chất hoạt động. Khi tiếp xúc với không khí, nó sẽ bị oxy hóa, tạo thành lớp gỉ giống như lớp oxit bong tróc. Khi đun nóng, nó cháy và phản ứng nhanh với nước. Một mẫu kim loại xeri có kích thước cm sẽ bị ăn mòn hoàn toàn trong vòng khoảng một năm. Tránh tiếp xúc với không khí, chất oxy hóa mạnh, axit mạnh và halogen.
★ Xeri chủ yếu tồn tại trong monazit và bastnaesit, cũng như trong các sản phẩm phân hạch của urani, thori và plutoni. Có hại cho môi trường, cần đặc biệt chú ý đến ô nhiễm nguồn nước.
★ Xeri là nguyên tố phổ biến thứ 26, chiếm 68ppm trong lớp vỏ Trái Đất, chỉ đứng sau đồng (68ppm). Xeri phổ biến hơn các kim loại thông thường như chì (13pm) và thiếc (2,1ppm).
Cấu hình electron của xeri
Sắp xếp điện tử:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Xeri nằm sau lanthanum và có electron 4f bắt đầu từ xeri, dễ dàng tham gia phản ứng hóa học. Tuy nhiên, quỹ đạo 5d của xeri bị chiếm giữ, và hiệu ứng này không đủ mạnh trong xeri.
★ Hầu hết Lanthanide chỉ có thể sử dụng ba electron làm electron hóa trị, ngoại trừ xeri, có cấu trúc electron thay đổi. Năng lượng của các electron 4f gần giống với năng lượng của các electron 5d và 6s bên ngoài được định xứ ở trạng thái kim loại và chỉ cần một lượng năng lượng nhỏ để thay đổi sự chiếm đóng tương đối của các mức năng lượng electron này, dẫn đến hóa trị kép +3 và +4. Trạng thái bình thường là hóa trị +3, thể hiện hóa trị +4 trong nước kỵ khí.
Ứng dụng của xeri
★ Có thể sử dụng làm phụ gia hợp kim và để sản xuất muối xeri, v.v.
★ Có thể dùng làm phụ gia kính để hấp thụ tia cực tím và tia hồng ngoại, được sử dụng rộng rãi trong kính ô tô.
★ Có thể được sử dụng như một vật liệu bảo vệ môi trường tuyệt vời và hiện nay tiêu biểu nhất là chất xúc tác làm sạch khí thải ô tô, có tác dụng ngăn chặn hiệu quả lượng lớn khí thải ô tô thải ra không khí.
★ Ánh sángnguyên tố đất hiếmchủ yếu bao gồm xeri là chất điều hòa sinh trưởng thực vật có thể cải thiện chất lượng cây trồng, tăng năng suất và tăng khả năng chống chịu căng thẳng của cây trồng.
★ Xeri sunfua có thể thay thế các kim loại như chì và cadmium gây hại cho môi trường và con người trong các chất màu, có thể tạo màu cho nhựa và cũng có thể được sử dụng trong ngành công nghiệp sơn và mực.
★Xeri(IV) oxitcó thể được sử dụng làm hợp chất đánh bóng, ví dụ, trong đánh bóng cơ học hóa học (CMP).
★ Xeri cũng có thể được sử dụng làm vật liệu lưu trữ hydro, vật liệu nhiệt điện, điện cực xeri vonfram, tụ gốm, gốm áp điện, vật liệu mài mòn xeri silicon carbide, nguyên liệu thô của pin nhiên liệu, chất xúc tác xăng, vật liệu từ vĩnh cửu, vật liệu y tế, nhiều loại thép hợp kim và kim loại màu.
Thời gian đăng: 03-07-2023