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.
Ce · Elemento 58 · Lantanídeo
A terra rara mais abundante, mais comum na crosta terrestre do que o cobre.
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 rodar. O azul e o violeta indicam 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 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
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
Cério permanece líquido em uma faixa de 2648 K, de 1068 K a 3716 K.
A história
A terra rara mais abundante, mais comum na crosta terrestre do que o cobre.
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.
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.
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 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
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.
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.
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
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.
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%.
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 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.
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 da crosta terrestre · mais abundante do que 79% dos elementos
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 combustão 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 por 15 minutos mantendo as pálpebras abertas. Procure atendimento médico.
Lave com água e sabão. Remova 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 (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.
[Xe] 4f¹ 5d¹ 6s², resultando em 6 camadas ocupadas com a distribuição 2, 8, 18, 19, 9, 2.Cério derrete a 1068 K (794.9 °C) e entra em ebulição a 3716 K (3442.9 °C).
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.
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.
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.
Cério foi descoberto em 1803 por Berzelius, Hisinger & Klaproth. Recebe esse nome em homenagem a o planeta anão Ceres.
Cério constitui sobre 66.5 mg/kg da crosta terrestre — é incomum, mas não raro.