What is Cerio?
Cerio (symbol Ce) is element 58 on the periodic table, a lantánido in period 6. The most abundant rare earth, more common in the crust than copper. At room temperature it is a solid.
Estructura
No es un diagrama de puntos sobre anillos, sino una muestra de Monte Carlo de la densidad de probabilidad real |ψ|² para cada subcapa ocupada. Arrastra para girar. El azul y el violeta indican signos opuestos de la función de onda, lo que hace posible el enlace químico.
Valores medidos
Cada barra muestra dónde se sitúa cerio entre los 118 elementos para esa propiedad.
Fuentes: pesos atómicos estándar de la IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Los valores marcados con ~ son predichos y no medidos.
Tamaño, a escala
Radius 182 pm — that is 0.182 nm, so about 2747 million of them side by side would span a millimetre.
Intervalo térmico
Cerio is liquid over a 2648 K window, from 1068 K to 3716 K.
La historia
The most abundant rare earth, more common in the crust than copper.
Martin Heinrich Klaproth, un químico alemán famoso por descubrir el uranio y el circonio, fue el primero en identificar el cerio. De manera independiente, aisló óxido de cerio de una muestra mineral enviada desde Suecia.
Al mismo tiempo, los químicos suecos Jöns Jakob Berzelius y Wilhelm Hisinger también descubrieron el cerio al analizar el mismo mineral, que más tarde recibió el nombre de cerita en honor al planeta enano Ceres.
El elemento recibió su nombre de Ceres, el planeta enano descubierto apenas dos años antes, en 1801, por Giuseppe Piazzi. ¡Esto convirtió al cerio en el primer elemento cuyo nombre se debe a un objeto astronómico.
El descubrimiento simultáneo del cerio por químicos alemanes y suecos provocó una de las primeras disputas de prioridad de la química. Sin embargo, ambas partes compartieron generosamente el mérito, estableciendo un precedente de cooperación científica internacional.
"La nueva tierra posee propiedades tan distintivas que no puede confundirse con ninguna otra conocida hasta ahora."
— Berzelius y Hisinger, 1803
Los primeros investigadores tuvieron dificultades con los múltiples estados de oxidación del cerio. El elemento parecía cambiar sus propiedades de manera impredecible, lo que generó confusión sobre la posible presencia de varios elementos. No fue hasta el desarrollo de técnicas modernas de separación que se comprendió la verdadera naturaleza del cerio.
El avance se produjo cuando los científicos comprendieron que el cerio podía existir como iones Ce³⁺ y Ce⁴⁺, a diferencia de otros elementos de tierras raras. Esta propiedad única, que inicialmente fue una fuente de confusión, se convirtió en la mayor ventaja del cerio en las aplicaciones modernas.
El descubrimiento del cerio abrió el camino para comprender toda la serie de tierras raras. Las técnicas analíticas desarrolladas para estudiar el cerio sentaron las bases para separar y caracterizar los 15 elementos lantánidos.
Aplicaciones
El cerio es el elemento de tierras raras más abundante y el elemento fundamental de la serie de los lantánidos. Su capacidad única para cambiar fácilmente entre los estados de oxidación Ce³⁺ y Ce⁴⁺ lo hace central en innumerables aplicaciones.
Los convertidores catalíticos de todos los automóviles modernos contienen óxido de cerio (ceria), que ayuda a convertir el monóxido de carbono y los óxidos de nitrógeno tóxicos en gases inocuos. La capacidad del cerio para almacenar oxígeno lo convierte en un componente crucial para reducir hasta un 95 % las emisiones de los vehículos.
El dióxido de cerio es el compuesto universal para pulir vidrio. Desde las pantallas de los teléfonos inteligentes hasta los espejos de los telescopios, el óxido de cerio proporciona el pulido más fino que se puede lograr. También se utiliza para:
La brillante luz blanca de las lámparas de arco de carbono proviene del carburo de cerio. Las salas de cine, los reflectores y la iluminación de estudios dependen del cerio para obtener una iluminación intensa, similar a la luz solar.
Las propiedades de absorción de neutrones del cerio lo hacen valioso en:
Como potente material de almacenamiento de oxígeno, el óxido de cerio se utiliza en:
La demanda mundial de cerio es de aproximadamente 60 000 toneladas anuales, lo que lo convierte en el elemento de tierras raras de mayor importancia comercial. El pulido de vidrio por sí solo representa más del 40 % del consumo mundial de cerio.
De dónde procede
66.5 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 79% of elements
El cerio es el elemento de tierras raras más abundante y el 25.º elemento más abundante en la corteza terrestre, ¡más común que el cobre, el plomo o el zinc.
Fórmula química: (Ce,La,Pr,Nd)CO₃F
Contenido de Ce: 45-50 %
Yacimientos principales: Mountain Pass (California), Bayan Obo (China)
Fórmula química: (Ce,La,Nd,Th)PO₄
Contenido de Ce: 40-50 %
Yacimientos principales: India, Australia, Brasil, Malasia
Fórmula química: (Ce,Ca,Y)₂(Al,Fe)₃(SiO₄)₃(OH)
Contenido de Ce: 5-20 %
Ubicación: Pegmatitas de todo el mundo
El cerio se concentra en complejos ígneos alcalinos y carbonatitas formados a partir de fuentes profundas del manto. El elemento sustituye al calcio en muchos minerales debido a su radio iónico similar, lo que da lugar a su amplia distribución en rocas ígneas y metamórficas.
Manejo
El metal de cerio y la mayoría de sus compuestos se consideran relativamente seguros si se manipulan correctamente. Sin embargo, algunos compuestos de cerio requieren precauciones especiales.
Metal de cerio: Es pirofórico cuando está finamente dividido; ¡puede inflamarse espontáneamente en el aire.
Utilizar un extintor de incendios de clase D. Evacuar el área y llamar a los bomberos. ¡No utilizar agua.
Trasladarse inmediatamente a un lugar con aire fresco. Si persisten los problemas respiratorios, buscar atención médica.
Enjuagar con agua durante 15 minutos manteniendo los párpados abiertos. Buscar atención médica.
Lavar con agua y jabón. Quitar la ropa contaminada.
Nitrato de cerio: Oxidante fuerte; puede provocar incendios al entrar en contacto con materiales orgánicos. Requiere procedimientos especiales de almacenamiento y manipulación.
Respuestas rápidas
Cerio (symbol Ce) is element 58 on the periodic table, a lantánido in period 6. The most abundant rare earth, more common in the crust than copper. At room temperature it is a solid.
[Xe] 4f¹ 5d¹ 6s², giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 19, 9, 2 electrons respectively.Cerio melts at 1068 K (794.9 °C) and boils at 3716 K (3442.9 °C).
The standard atomic weight of Cerio is 140.116 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
Cerio has a density of 6.77 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of cerio is about 6.8× heavier.
Cerio has a Pauling electronegativity of 1.12. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this low means it readily gives its outer electrons away, forming positive ions.
Cerio was discovered in 1803 by Berzelius, Hisinger & Klaproth. It is named after the dwarf planet Ceres.
Cerio makes up about 66.5 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.