58 Ce Cério 140,116
Lantanídeo bloco-f Período 6

Cério

Ce · Elemento 58 · Lantanídeo

A terra rara mais abundante, mais comum na crosta terrestre do que o cobre.

Estado a 20°C sólido
Massa atómica 140,116 u
Configuração eletrónica[Xe] 4f¹ 5d¹ 6s²

Estrutura

O átomo de cério

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 rodar. O azul e o violeta indicam sinais opostos da função de onda, o que torna possível a ligação química.

Nuvem orbital

Valores medidos

Ficha de propriedades

Cada barra mostra onde cério se situa entre todos os 118 elementos para essa propriedade.

Física

Densidade 6,77 g/cm³ 38%
Ponto de fusão 1068 K 45%
Ponto de ebulição 3716 K 79%
Calor específico 0,192 J/g·K
Condutividade térmica 11,1 W/m·K 30%

Atômica

Raio atómico 182 pm 70%
Raio covalente 204 pm
Raio de Van der Waals 235 pm

Eletrônica

Eletronegatividade 1,12 13%
Energia de ionização 534,5 kJ/mol 12%
Afinidade eletrónica 57,9 kJ/mol 49%

Ocorrência

Abundância na crosta 66,5 mg/kg 79%

Identidade

SímboloCe
Número atómico58
Massa atómica140,116 u
CategoriaLantanídeo
Blocof
Estrutura cristalinacúbica de face centrada
Estados de oxidação+3, +4
Descoberto em1803
Descoberto porBerzelius, Hisinger & Klaproth

Fontes: massas atómicas padrão da IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Os valores marcados com ~ são previstos, e não medidos.

Tamanho, em escala

Qual é o tamanho do átomo de cério?

Raio de 182 pm — isso corresponde a 0,182 nm, portanto cerca de 2,75 milhões deles lado a lado cobririam um milímetro.

Faixa térmica

Sólido, líquido, gás — e quando

Cério permanece líquido em uma faixa de 2648 K, de 1068 K a 3716 K.

Onde está localizado

Posição na tabela

Cério está na série lantanídeo, exibida abaixo da grade principal.

Outro Lantanídeos

Todos os lantanídeos

A história

O que cério é e como o encontramos

A terra rara mais abundante, mais comum na crosta terrestre do que o cobre.

A descoberta de cério

As Crônicas da Descoberta

1803 — A Descoberta Alemã

Martin Heinrich Klaproth, um químico alemão famoso por descobrir urânio e zircónio, foi o primeiro a identificar o cério. Trabalhando de forma independente, isolou óxido de cério de uma amostra mineral enviada da Suécia.

1803 — A Descoberta Sueca

Simultaneamente, os químicos suecos Jöns Jakob Berzelius e Wilhelm Hisinger também descobriram o cério ao analisar o mesmo mineral — mais tarde denominado cerite em homenagem ao planeta anão Ceres.

Conexão Astronômica

O elemento recebeu esse nome em homenagem 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 Disputa pela Descoberta

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 o crédito generosamente, 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

Desafios das Primeiras Pesquisas

Os primeiros pesquisadores tiveram dificuldades com os múltiplos estados de oxidação do cério. O elemento parecia alterar suas propriedades de forma imprevisível, gerando confusão sobre a presença de vários elementos. Somente após o desenvolvimento de técnicas modernas de separação sua verdadeira natureza foi compreendida.

Descoberta Fundamental

A descoberta fundamental ocorreu quando os cientistas perceberam que o cério podia existir como os iões Ce³⁺ e Ce⁴⁺, ao contrário de outros elementos de terras raras. Essa propriedade única, inicialmente uma fonte de confusão, tornou-se o maior recurso do cério nas aplicações modernas.

Legado Científico

A descoberta do cério abriu caminho para a compreensão de toda a série de terras raras. As técnicas analíticas desenvolvidas para estudar o cério lançaram as bases para separar e caracterizar todos os 15 elementos lantanídeos.

Aplicações

Para que cério é usado

Aplicações Industriais Avançadas

O cério é o elemento de terras raras mais abundante e o carro-chefe da série dos lantanídeos. Sua capacidade única de alternar facilmente entre os estados de oxidação Ce³⁺ e Ce⁴⁺ o torna indispensável em inúmeras aplicações.

Revolução Automotiva

Conversores catalíticos de todos os carros modernos contêm óxido de cério (céria), que ajuda a converter monóxido de carbono tóxico e óxidos de nitrogênio 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%.

Indústria de Vidros e Cerâmicas

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:

  • Descolorir o vidro neutralizando impurezas de ferro
  • Proteção contra UV em óculos de sol e janelas
  • Revestimentos autolimpantes para vidros de edifícios
  • Fabricação de fibras ópticas para telecomunicações

Pirotecnia e Iluminação

A luz branca brilhante das lâmpadas de arco de carbono vem do carboneto de cério. Cinemas, holofotes e iluminação de estúdios dependem do cério para produzir uma iluminação intensa, semelhante à luz solar.

Tecnologia Nuclear

As propriedades de absorção de neutrões do cério o tornam valioso em:

  • Processamento de combustível nuclear
  • Sistemas de controle de reatores
  • Materiais de blindagem contra radiação
  • Tratamento de resíduos nucleares

Processamento Químico

Como um poderoso material de armazenamento de oxigênio, o óxido de cério é usado em:

  • Reações de deslocamento água-gás para produção de hidrogênio
  • Catalisadores de três vias em aplicações automotivas
  • Tecnologias de células a combustível
  • Processos de síntese química

Aplicações Cotidianas

Eletrônicos e Telas

  • Polimento de telas de smartphones (todos os principais fabricantes)
  • Polimento de vidros de monitores de computador
  • Fabricação de telas de TV
  • Materiais fosforescentes para LEDs
  • Produção de fibras ópticas

Indústria Automotiva

  • Conversores catalíticos (controle de emissões)
  • Polimento de vidro para para-brisas
  • Aditivos para combustível para uma combustão mais limpa
  • Filtros de partículas para motores a diesel

Itens Domésticos

  • Revestimentos autolimpantes para fornos
  • Vidros de janelas que bloqueiam UV
  • Camisas incandescentes para lanternas de acampamento
  • Esmaltes para utensílios de cozinha de cerâmica

Aplicações Médicas e Odontológicas

  • Corantes para porcelana dentária
  • Polimento de dispositivos médicos
  • Equipamentos de radioterapia
  • Revestimentos para instrumentos cirúrgicos

Ferramentas e Fabricação

  • Polimento de óptica de precisão
  • Ferramentas de corte de vidro
  • Revestimentos de eletrodos de soldagem
  • Cerâmicas de alta temperatura

Impacto no Mercado

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

Ocorrência natural

66,5 mg/kg da crosta terrestre · mais abundante do que 79% dos elementos

Distribuição Natural

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.

Estatísticas de Abundância

  • Crosta terrestre: 68 partes por milhão (ppm)
  • Classificação: 25º elemento mais abundante
  • Água oceânica: 1,5 × 10⁻⁶ ppm
  • Abundância relativa: representa 50% de todos os elementos de terras raras

Principais Fontes Minerais

Bastnasita

Fórmula química: (Ce,La,Pr,Nd)CO₃F
Teor de Ce: 45-50%
Principais depósitos: Mountain Pass (Califórnia), Bayan Obo (China)

Monazita

Fórmula química: (Ce,La,Nd,Th)PO₄
Teor de Ce: 40-50%
Principais depósitos: Índia, Austrália, Brasil, Malásia

Allanita

Fórmula química: (Ce,Ca,Y)₂(Al,Fe)₃(SiO₄)₃(OH)
Teor de Ce: 5-20%
Localização: Pegmatitos em todo o mundo

Centros de Produção Global

  • China: 85% da produção mundial (Mongólia Interior, Sichuan)
  • Estados Unidos: mina Mountain Pass (operação da Molycorp)
  • Índia: mineração de areia de praia em Kerala e Tamil Nadu
  • Austrália: projeto Mount Weld (Lynas Corporation)
  • Brasil: complexos de Araxá e Catalão
  • Rússia: depósitos da Península de Kola

Formação Geológica

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.

Fontes Secundárias

  • Reciclagem de resíduos eletrônicos (fósforos, ímãs)
  • Reciclagem de catalisadores da indústria automotiva
  • Recuperação de resíduos de polimento de vidro
  • Reprocessamento de rejeitos de mineração

Manuseio

Segurança

Informações de Segurança

Nível de Perigo Baixo a Moderado

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.

Perigos de Incêndio e Explosão

Metal cério: pirofórico quando finamente dividido — pode entrar em combustão espontaneamente no ar.

  • Armazene sob atmosfera inerte (árgon ou nitrogênio)
  • Evite triturar ou criar partículas finas
  • É obrigatório usar extintor de incêndio classe D (areia seca ou pó especial)
  • Nunca use água em incêndios envolvendo cério — isso pode causar reações violentas

Considerações Respiratórias

  • Poeira de cério: pode causar irritação respiratória
  • Risco de inalação: possível pneumoconiose com exposição crônica
  • Proteção: use respiradores aprovados pelo NIOSH ao manusear pós

Perigos de Contato

  • Contato com os olhos: compostos de cério podem causar irritação grave
  • Contato com a pele: geralmente não irritante, mas o contato prolongado deve ser evitado
  • EPI: recomenda-se o uso de óculos de segurança e luvas de nitrila

Procedimentos de Emergência

Incêndio envolvendo metal

Use um extintor de incêndio classe D. Evacue a área e chame o corpo de bombeiros. Não use água.

Inalação

Vá imediatamente para um local com ar fresco. Se os problemas respiratórios persistirem, procure atendimento médico.

Contato com os olhos

Lave com água por 15 minutos mantendo as pálpebras abertas. Procure atendimento médico.

Contato com a pele

Lave com água e sabão. Remova as roupas contaminadas.

Armazenamento e Manuseio

  • Metal: armazene sob gás inerte em recipientes vedados
  • Compostos: armazene em local fresco e seco, longe de ácidos
  • Separação: mantenha longe de oxidantes fortes e da água
  • Rotulagem: marque claramente todos os recipientes com o conteúdo e os perigos

Considerações Especiais

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: perguntas comuns

O que é Cério?

Cério (símbolo Ce) é o elemento 58 da tabela periódica, um Lantanídeo do período 6. A terra rara mais abundante, mais comum na crosta terrestre do que o cobre. À temperatura ambiente, é um sólido.

Qual é a configuração eletrónica de Cério?

A configuração eletrónica do estado fundamental de Cério é [Xe] 4f¹ 5d¹ 6s², resultando em 6 camadas ocupadas com a distribuição 2, 8, 18, 19, 9, 2.

Quais são os pontos de fusão e de ebulição de Cério?

Cério derrete a 1068 K (794.9 °C) e entra em ebulição a 3716 K (3442.9 °C).

Qual é a massa atómica de Cério?

A massa atómica padrão de Cério é 140.116 u. Trata-se de uma média ponderada dos seus isótopos que ocorrem naturalmente, por isso raramente é um número inteiro.

Qual é a densidade de Cério?

Cério tem densidade de 6.77 g/cm³. A água tem 1.0 g/cm³, portanto um bloco de Cério é aproximadamente 6.8× mais pesado.

Qual é a eletronegatividade de Cério?

Cério tem eletronegatividade de Pauling igual a 1.12. A escala vai de 0,70 (frâncio, o menos ávido por eletrões) a 3,98 (flúor, o mais ávido). Um valor tão baixo significa que ele cede prontamente seus eletrões externos, formando iões positivos.

Quem descobriu Cério e quando?

Cério foi descoberto em 1803 por Berzelius, Hisinger & Klaproth. Recebe esse nome em homenagem a o planeta anão Ceres.

Quão comum é Cério na Terra?

Cério constitui sobre 66.5 mg/kg da crosta terrestre — é incomum, mas não raro.