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Ce 58

Cerium (Ce)

lanthanide
Periodo: 6 Blocco: f

Solid

Peso atomico standard

140,116 u

Configurazione elettronica

[Xe] 6s2 4f1 5d1

Punto di fusione

797,85 °C

Punto di ebollizione

3423,85 °C

Densità

6770 kg/m³

Stati di ossidazione

+1, +2, +3, +4

Elettronegatività (Pauling)

1,12

Energia di ionizzazione (1ª)

5,5386 eV

Anno della scoperta

1801

Raggio atomico

185 pm

Dettagli

Origine del nome Named after the asteroid, Ceres, discovered two years before the element.
Paese della scoperta Sweden/Germany
Scopritori W. von Hisinger, J. Berzelius, M. Klaproth

Cerium is the first lanthanide by atomic number and one of the most abundant rare-earth elements in the crust. It is a reactive, electropositive metal whose chemistry is unusual among lanthanides because both Ce³⁺ and Ce⁴⁺ are accessible in ordinary compounds. This Ce³⁺/Ce⁴⁺ redox pair, especially in oxides, makes cerium important in catalysts, polishing materials, glass treatment, and oxygen-storage applications.

Cerium is especially interesting because of its variable electronic structure. The energy of the inner 4f level is nearly the same as that of the outer (valence) electrons, and only small amounts of energy are required to change the relative occupancy of these electronic levels. This gives rise to dual valency states.

For example, a volume change of about 10 percent occurs when cerium is subjected to high pressures or low temperatures. Cesium's valence appears to change from about 3 to 4 when it is cooled or compressed. The low temperature behavior of cerium is complex.

Cerium is an iron-gray lustrous metal. It is malleable, and oxidizes very readily at room temperature, especially in moist air. Except for europium, cerium is the most reactive of the rare-earth metals. It decomposes slowly in cold water and rapidly in hot water.

Alkali solutions and dilute and concentrated acids attack the metal rapidly. The pure metal is likely to ignite if scratched with a knife.

Ceric slats are orange red or yellowish; cerous salts are usually white.

The name derives from the planetoid Ceres, which was discovered by the Italian astronomer Giuseppe Piazzi in 1801 and named for Ceres, the Roman goddess of agriculture and harvest. Two years later, the element cerium was discovered by the German chemist Martin-Heinrich Klaproth, who called it ochroeite earth because of its yellow colour.

Cerium was independently discovered at the same time by the Swedish chemist Jöns Jacob Berzelius and the Swedish mineralogist Wilhelm von Hisinger, who called it ceria. It was first isolated in 1875 by the American mineralogist and chemist William Frances Hillebrand and the American chemist Thomas H. Norton.

Cerium was discovered by Jöns Jacob Berzelius and Wilhelm von Hisinger, Swedish chemists, and independently by Martin Heinrich Klaproth, a German chemist, in 1803. Cerium is the most abundant of the rare earth elements and makes up about 0.0046% of the earth's crust. Today, cerium is primarily obtained through an ion exchange process from monazite sand ((Ce, La, Th, Nd, Y)PO4), a material rich in rare earth elements.

Cerium was named for the asteroid Ceres, which was discovered in 1801. The element was discovered two years later in 1803 by Klaproth and by Berzelius and Hisinger. In 1875 Hillebrand and Norton prepared the metal.

Immagini

Proprietà

Chimiche

Elettronegatività (Pauling)
1,12 Confronta Elettronegatività (Pauling) di tutti gli elementi →
Affinità elettronica
0,955 eV
Energia di ionizzazione (1ª)
5,5386 eV Confronta Energia di ionizzazione (1ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (2ª)
10,956038 eV Confronta Energia di ionizzazione (2ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (3ª)
20,19747 eV Confronta Energia di ionizzazione (3ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (4ª)
36,906127 eV Confronta Energia di ionizzazione (4ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (5ª)
65,550226 eV Confronta Energia di ionizzazione (5ª) di tutti gli elementi →
Stati di ossidazione
+1, +2, +3, +4 Confronta Stati di ossidazione di tutti gli elementi →
Elettroni di valenza
3 Confronta Elettroni di valenza di tutti gli elementi →
Configurazione elettronica
[Xe] 6s2 4f1 5d1

Termodinamiche

Calore di fusione
0,05658911 eV Confronta Calore di fusione di tutti gli elementi →
Calore di vaporizzazione
3,254392 eV Confronta Calore di vaporizzazione di tutti gli elementi →
Calore di sublimazione
4,124994 eV
Calore di atomizzazione
4,124994 eV
Entalpia di atomizzazione
4,354045 eV

Abbondanza

Abbondanza (crosta terrestre)
66,5 mg/kg Confronta Abbondanza (crosta terrestre) di tutti gli elementi →
Abbondanza (oceano)
1,2 × 10−6 mg/L Confronta Abbondanza (oceano) di tutti gli elementi →

Struttura cristallina

Costante reticolare a
516 pm

Struttura elettronica

Elettroni per guscio
2, 8, 18, 19, 9, 2 Confronta Elettroni per guscio di tutti gli elementi →

Identificativi

Numero CAS
7440-45-1 Confronta Numero CAS di tutti gli elementi →
Simbolo di termine
1G°4
InChI
InChI=1S/Ce
Chiave InChI
GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N

Configurazione elettronica Misurato

Carica ionica
Protoni 58
Elettroni 58
Carica Neutro
Configurazione Ce: 4f¹ 5d¹ 6s²
Configurazione elettronica
Misurato
[Xe] 4f¹ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹ 5d¹ 6s²
Diagramma degli orbitali
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
6/6
5s
2/2
4d
10/10
5p
6/6
6s
2/2
4f
1/14 1↑
5d
1/10 1↑
Elettroni totali: 58 Spaiati: 2 ?

Modello atomico

Protoni 58
Neutroni 82
Elettroni 58
Numero di massa 140
Stabilità Stabile

Gli isotopi modificano il numero di neutroni, la massa e la stabilità — non la configurazione elettronica di un atomo neutro.

Modello atomico schematico, non in scala.

Impronta atomica

Spettro di emissione / assorbimento

0 / 0 (0 0 con intensità)
Misurato
Emissione Visibile: 380–750 nm

Distribuzione isotopica

14088,4500%Numero di massaAbbondanza naturale (%)
Numero di massaMassa atomica (u)Abbondanza naturaleEmivita
140 Stabile139,9054431 ± 0,000002388,4500%Stabile
Misurato

Fase / Stato

1 atm / 101,325 kPa
Solido 25 °C (298,15 K)

Motivo: 772,9 °C sotto il punto di fusione (797,85 °C)

Punto di fusione 797,85 °C
Punto di ebollizione 3423,85 °C
Sotto il punto di fusione di 772,9 °C
0 K Temperatura attuale: 25 °C 6000 K
Sequenza delle fasi

Schema non in scala

Solido
Liquido
Gas
Fusione
Ebollizione
25°C
Solido
Liquido
Gas
Attuale

Punti di transizione di fase

Punto di fusione Letteratura
797,85 °C
Punto di ebollizione Letteratura
3423,85 °C
Fase attuale Calcolato
Solido

Energie di transizione

Calore di fusione Letteratura
0,05658911 eV

Energia necessaria per fondere 1 mol al punto di fusione

Calore di vaporizzazione Letteratura
3,254392 eV

Energia necessaria per vaporizzare 1 mol al punto di ebollizione

Calore di sublimazione Letteratura
4,124994 eV

Energia necessaria per sublimare 1 mol al punto di sublimazione

Densità

Densità di riferimento Letteratura
6770 kg/m³

In condizioni standard

Densità attuale Calcolato
6770 kg/m³

In condizioni standard

Spettri atomici

Sono visualizzati 10 di 58. Ordinamento per carica ionica crescente.

Righe disponibili ?

IoneCaricaRighe totaliProbabilità di transizioneDesignazioni dei livelli
Ce I 020967209
Ce II +1560283560
Ce III +226200
Ce IV +32700
Ce V +4500
Righe disponibili nel NIST →

Livelli disponibili ?

IoneCaricaLivelli
Ce I 0953
Ce II +1491
Ce III +2227
Ce IV +317
Ce V +412
Ce VI +54
Ce VII +62
Ce VIII +72
Ce IX +82
Ce X +92
Livelli disponibili nel NIST →
58 Ce 140.116

Cerium — Visualizzatore degli orbitali atomici

[Xe]6s24f15d1
Livelli energetici 2 8 18 19 9 2
Stati di ossidazione +1, +2, +3, +4
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Cerium — Anteprima del visualizzatore degli orbitali atomici
Three.js viene caricato soltanto su richiesta
58 Ce 140.116

Cerium — Visualizzatore della struttura cristallina

Face-Centered Cubic · Pearson cF4
Sperimentale
Pearson cF4
N. coord. 12
Impacchettamento 74.000%
Cerium — Anteprima del visualizzatore della struttura cristallina
Three.js viene caricato soltanto su richiesta

Raggi ionici

CaricaCoordinazioneSpinRaggio
+36N/D101 pm
+37N/D107 pm
+38N/D114.3 pm
+39N/D119.6 pm
+310N/D125 pm
+312N/D134 pm
+46N/D87 pm
+48N/D97 pm
+410N/D97 pm
+412N/D113.99999999999999 pm

Composti

Ce
140,116 u
Ce+3
140,116 u
Ce
143,914 u
Ce
140,908 u
Ce+4
140,116 u
Ce
136,908 u
Ce
133,909 u
Ce
134,909 u
Ce
142,912 u
Ce
138,907 u
Ce
141,909 u
Ce
139,905 u
Ce
145,919 u
Ce
135,907 u
Ce
137,906 u

Isotopi (1)

Numero di massaMassa atomica (u)Abbondanza naturaleEmivitaModalità di decadimento
140 Stabile139,9054431 ± 0,000002388,4500% ± 0,0510%Stabile
stable
140 Stabile
Massa atomica (u) 139,9054431 ± 0,0000023
Abbondanza naturale 88,4500% ± 0,0510%
Emivita Stabile
Modalità di decadimento
stable

Proprietà estese

Raggi covalenti (dati estesi)

Raggio covalente (Pyykkö)
163 pm
Raggio covalente (Pyykkö, legame doppio)
137 pm
Raggio covalente (Pyykkö, legame triplo)
131 pm

Raggi di van der Waals

Alvarez
288 pm
UFF
355,6 pm
MM3
274 pm

Raggi atomici e metallici

Raggio atomico (Rahm)
282 pm

Scale di numerazione

Mendeleev
15
Pettifor
32
Glawe
31

Scale di elettronegatività

Ghosh
0
Miedema
3
Gunnarsson–Lundqvist
4
Robles–Bartolotti
3

Polarizzabilità e dispersione

Polarizzabilità dipolare
205 a.u.
Polarizzabilità dipolare (inc.)
20 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
3480 Ha·Bohr6

Parametri di Miedema

Volume molare di Miedema
21,62 cm3/mol
Densità elettronica di Miedema
2

Rischio di approvvigionamento ed economia

Concentrazione della produzione
97
Rischio relativo di approvvigionamento
10
Distribuzione delle riserve
50
Stabilità politica (principale produttore)
24
Stabilità politica (principale detentore di riserve)
24

Transizioni di fase e allotropi

Punto di fusione1072,15 K
Punto di ebollizione3716,15 K

Categorie degli stati di ossidazione

+4 main
+2 extended
+3 main
+1 extended

Dati di riferimento avanzati

Costanti di schermaggio (13)
nOrbitaleσ
1s1,1519
2p4,2176
2s15,26
3d13,9147
3p19,0405
3s19,3408
4d32,3392
4f56,324
4p29,3936
4s28,32
Dettaglio dei raggi cristallini (10)
CaricaCNSpinrcrystal (pm)Origine
3VI115from r^3 vs V plots,
3VII121estimated,
3VIII128,3from r^3 vs V plots,
3IX133,6from r^3 vs V plots,
3X139
3XII148calculated,
4VI101from r^3 vs V plots,
4VIII111from r^3 vs V plots,
4X121from r^3 vs V plots,
4XII128
Modalità di decadimento degli isotopi (54)
IsotopoModalitàIntensità
119B+—
119B+p—
120B+—
120B+p—
121B+100%
121B+p1%
122B+—
122B+p—
123B+100%
123B+p—
Fattori di diffusione dei raggi X (508)
Energia (eV)f₁f₂
10—1,28369
10,1617—1,26389
10,3261—1,24441
10,4931—1,22522
10,6628—1,20632
10,8353—1,18772
11,0106—1,16941
11,1886—1,15138
11,3696—1,13362
11,5535—1,11614

Dati aggiuntivi

Sources

Sources of this element.

Cerium is the most abundant so-called rare-earth metals. It is found in a number of minerals including allanite (also known as orthite), monazite, bastnasite, cerite, and samarskite. Monazite and bastnasite are presently the more important sources of cerium.

Large deposits of monazite (found on the beaches of Travancore, India and in river sands in Brazil), allanite (in the western United States), and bastnasite (in Southern California) will supply cerium, thorium, and the other rare-earth metals for many years to come.

Metallic cerium is prepared by metallothermic reduction techniques, such as reducing cerous fluoride with calcium, or using electrolysis of molten cerous chloride or others processes. The metallothermic technique produces high-purity cerium.

Riferimenti (1)

Riferimenti

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Ce

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Cerium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Nota sulla licenza: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Cerium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Nota sulla licenza: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Cerium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Cerium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Cerium

This section provides all form of data related to element Cerium.

9 PubChem Elements
Cerium

The element property data was retrieved from publications.

Ultimo aggiornamento:

Dati verificati:

I contenuti vengono verificati sulla base dei dati scientifici più recenti.