Xeri là “anh cả” không thể tranh cãi trong đại gia đình nguyên tố đất hiếm.Thứ nhất, tổng hàm lượng đất hiếm trong vỏ trái đất là 238ppm, trong đó xeri là 68ppm, chiếm 28% tổng thành phần đất hiếm và đứng đầu;Thứ hai, xeri là nguyên tố đất hiếm thứ hai được phát hiện chín năm sau khi phát hiện ra yttrium (1794).Ứng dụng của nó rất rộng rãi và “cerium” là không thể ngăn cản
Sự khám phá ra nguyên tố xeri
Carl Auer von Welsbach
Cerium được phát hiện và đặt tên vào năm 1803 bởi Kloppers người Đức, 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 xeri silicat này là một loại muối ngậm nước chứa 66% đến 70% xeri, trong khi phần còn lại là hợp chất của canxi , sắt vàyttri.
Ứng dụng đầu tiên của xeri là lò sưởi gas do nhà hóa học người Áo Carl Auer von Welsbach phát minh.Năm 1885, ông đã thử tạo ra hỗn hợp magie, lanthanum và yttri oxit, nhưng những hỗn hợp này phát ra ánh sáng xanh nhưng không thành công.
Năm 1891, ông phát hiện ra rằng ôxit thori nguyên chất tạo ra ánh sáng tốt hơn, mặc dù nó có màu xanh lam, và trộn với ôxit Xeri(IV) để tạo ra ánh sáng trắng sáng.Ngoài ra, xeri(IV) oxit còn có thể dùng làm chất xúc tác cho quá trình đốt cháy thori oxit
Xeri kim loại
★ Xeri là kim loại màu trắng bạc mềm và dẻo, có nhiều đặc tính hoạt động.Khi tiếp xúc với không khí sẽ bị oxy hóa tạo thành lớp gỉ sét giống như bong tróc lớp oxit.Khi đun nóng, nó cháy và phản ứng nhanh với nước.Một mẫu kim loại xeri có kích thước centimet 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 plutonium.Có hại cho môi trường, cần đặc biệt chú ý đến ô nhiễm các vùng nước.
★ Xeri là nguyên tố phổ biến thứ 26, chiếm 68ppm trong vỏ Trái đất, chỉ đứng sau đồng (68ppm).Xeri có nhiều hơn các kim loại thông thường như chì (13pm) và thiếc (2,1ppm).
Cấu hình electron xeri
Các thỏa thuận điện tử:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Xeri nằm sau lanthanum và có số electron 4f bắt đầu từ xeri nên dễ tham gia vào các phản ứng hóa học.Tuy nhiên, quỹ đạo 5d của xeri bị chiếm giữ và hiệu ứng này không đủ mạnh ở xeri.
★ Hầu hết Lanthanide chỉ có thể sử dụng ba electron làm electron Hóa trị, ngoại trừ xeri, có cấu trúc điện tử thay đổi.Năng lượng của các electron 4f gần giống như năng lượng của các electron 5d và 6s bên ngoài được định vị ở trạng thái kim loại và chỉ cần một lượng năng lượng nhỏ để thay đổi sự chiếm giữ tương đối của các mức năng lượng điện tử này, dẫn đến hóa trị kép của +3 và +4.Trạng thái bình thường là +3 hóa trị, thể hiện hóa trị +4 trong nước kỵ khí.
Ứng dụng của xeri
★ Có thể được sử dụng làm phụ gia hợp kim và sản xuất muối xeri, v.v.
★ Nó có thể được sử dụng làm chất phụ gia thủy tinh để hấp thụ tia cực tím và tia hồng ngoại, và 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 tiêu biểu nhất hiện nay là chất xúc tác thanh lọc khí thải ô tô, giúp ngăn chặn hiệu quả một lượng lớn khí thải ô tô thải vào không khí.
★ Ánh sángnguyên tố đất hiếmchủ yếu bao gồm xeri làm chất điều hòa sinh trưởng thực vật có thể cải thiện chất lượng cây trồng, tăng năng suất và tăng cường khả năng chống chịu stress của cây trồng.
★ Cerium sulfide có thể thay thế các kim loại như chì và cadmium có 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 in.
★Xeri(IV) oxitcó thể được sử dụng làm hợp chất đánh bóng, ví dụ, trong đánh bóng cơ-hóa học (CMP).
★ Xeri cũng có thể được sử dụng làm vật liệu lưu trữ hydro, vật liệu nhiệt điện, điện cực vonfram xeri, tụ gốm, gốm áp điện, chất mài mòn cacbua silic xeri, nguyên liệu thô pin nhiên liệu, chất xúc tác xăng, vật liệu từ tính vĩnh cửu, vật liệu y tế, các loại thép hợp kim khác nhau và phi- kim loại màu.
Thời gian đăng: Jul-03-2023