What is Cério?
Cério (symbol Ce) is element 58 on the periodic table, a lantanídeo in period 6. The most abundant rare earth, more common in the crust than copper. At room temperature it is a solid.
Estrutura
Não é um diagrama de pontos em anéis — é uma amostra de Monte Carlo da densidade de probabilidade real |ψ|² para cada subcamada ocupada. Arraste para girar. Azul e violeta marcam sinais opostos da função de onda, o que torna possível a ligação química.
Valores medidos
Cada barra mostra onde cério se situa entre todos os 118 elementos para essa propriedade.
Fontes: massas atômicas padrão da IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Os valores marcados com ~ são previstos, não medidos.
Tamanho, em escala
Radius 182 pm — that is 0.182 nm, so about 2747 million of them side by side would span a millimetre.
Faixa térmica
Cério is liquid over a 2648 K window, from 1068 K to 3716 K.
A história
The most abundant rare earth, more common in the crust than copper.
Martin Heinrich Klaproth, um químico alemão famoso por descobrir o urânio e o zircónio, foi o primeiro a identificar o cério. Trabalhando de forma independente, isolou óxido de cério de uma amostra mineral enviada da Suécia.
Ao mesmo tempo, os químicos suecos Jöns Jakob Berzelius e Wilhelm Hisinger também descobriram o cério ao analisar o mesmo mineral — mais tarde chamado cerita em homenagem ao planeta anão Ceres.
O elemento recebeu esse nome em referência a Ceres, o planeta anão descoberto apenas dois anos antes, em 1801, por Giuseppe Piazzi. Isso fez do cério o primeiro elemento nomeado em homenagem a um objeto astronômico.
A descoberta simultânea do cério por químicos alemães e suecos criou uma das primeiras disputas de prioridade da química. No entanto, ambas as partes compartilharam generosamente o crédito, estabelecendo um precedente para a cooperação científica internacional.
"A nova terra possui propriedades tão distintas que não pode ser confundida com nenhuma outra conhecida até então."
— Berzelius e Hisinger, 1803
Os primeiros pesquisadores tiveram dificuldades com os vários estados de oxidação do cério. O elemento parecia alterar suas propriedades de forma imprevisível, causando confusão sobre a presença de múltiplos elementos. Somente com o desenvolvimento de técnicas modernas de separação é que a verdadeira natureza do cério foi compreendida.
A descoberta fundamental ocorreu quando os cientistas perceberam que o cério podia existir como os íons Ce³⁺ e Ce⁴⁺, ao contrário dos outros elementos de terras raras. Essa propriedade única, inicialmente uma fonte de confusão, tornou-se o maior recurso do cério nas aplicações modernas.
A descoberta do cério abriu caminho para a compreensão de toda a série de terras raras. As técnicas analíticas desenvolvidas para estudar o cério estabeleceram as bases para separar e caracterizar todos os 15 elementos lantanídeos.
Aplicações
O cério é o elemento de terras raras mais abundante e o elemento de maior utilização da série dos lantanídeos. Sua capacidade única de alternar facilmente entre os estados de oxidação Ce³⁺ e Ce⁴⁺ o torna indispensável em inúmeras aplicações.
Conversores catalíticos de todos os carros modernos contêm óxido de cério (céria), que ajuda a converter monóxido de carbono e óxidos de nitrogênio tóxicos em gases inofensivos. A capacidade de armazenamento de oxigênio do cério o torna um componente essencial na redução das emissões dos veículos em até 95%.
O dióxido de cério é o composto universal para polimento de vidro. De telas de smartphones a espelhos de telescópios, o óxido de cério proporciona o polimento mais fino possível. Ele também é usado para:
A brilhante luz branca das lâmpadas de arco de carbono vem do carbeto de cério. Cinemas, holofotes e iluminação de estúdios dependem do cério para obter uma iluminação intensa, semelhante à luz solar.
As propriedades de absorção de neutrões do cério o tornam valioso em:
Como um poderoso material de armazenamento de oxigênio, o óxido de cério é usado em:
A demanda global por cério é de aproximadamente 60.000 toneladas por ano, tornando-o o elemento de terras raras mais importante comercialmente. O polimento de vidro, sozinho, representa mais de 40% do consumo mundial de cério.
De onde vem
66.5 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 79% of elements
O cério é o elemento de terras raras mais abundante e o 25º elemento mais abundante na crosta terrestre — mais comum que cobre, chumbo ou zinco.
Fórmula química: (Ce,La,Pr,Nd)CO₃F
Teor de Ce: 45-50%
Principais depósitos: Mountain Pass (Califórnia), Bayan Obo (China)
Fórmula química: (Ce,La,Nd,Th)PO₄
Teor de Ce: 40-50%
Principais depósitos: Índia, Austrália, Brasil, Malásia
Fórmula química: (Ce,Ca,Y)₂(Al,Fe)₃(SiO₄)₃(OH)
Teor de Ce: 5-20%
Localização: Pegmatitos em todo o mundo
O cério se concentra em complexos ígneos alcalinos e carbonatitos formados a partir de fontes profundas do manto. O elemento substitui o cálcio em muitos minerais devido ao raio iônico semelhante, levando à sua ampla distribuição em rochas ígneas e metamórficas.
Manuseio
O metal cério e a maioria de seus compostos são considerados relativamente seguros quando manuseados adequadamente. No entanto, alguns compostos de cério exigem precauções especiais.
Metal cério: pirofórico quando finamente dividido — pode entrar em ignição espontaneamente no ar.
Use um extintor de incêndio classe D. Evacue a área e chame o corpo de bombeiros. Não use água.
Vá imediatamente para um local com ar fresco. Se os problemas respiratórios persistirem, procure atendimento médico.
Lave com água durante 15 minutos, mantendo as pálpebras abertas. Procure atendimento médico.
Lave com água e sabão. Retire as roupas contaminadas.
Nitrato de cério: oxidante forte — pode causar incêndios quando entra em contato com materiais orgânicos. Exige procedimentos especiais de armazenamento e manuseio.
Respostas rápidas
Cério (symbol Ce) is element 58 on the periodic table, a lantanídeo 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.Cério melts at 1068 K (794.9 °C) and boils at 3716 K (3442.9 °C).
The standard atomic weight of Cério is 140.116 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
Cério has a density of 6.77 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of cério is about 6.8× heavier.
Cério 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.
Cério was discovered in 1803 by Berzelius, Hisinger & Klaproth. It is named after the dwarf planet Ceres.
Cério makes up about 66.5 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.