Μαγικό στοιχείο σπάνιων γαιών: δημητριακό

Δημήτριο είναι ο αδιαμφισβήτητος «μεγάλος αδελφός» στη μεγάλη οικογένεια στοιχείων σπάνιων γαιών. Πρώτον, η συνολική αφθονία των σπάνιων γαιών στην κρούστα είναι 238ppm, με δημητριακό στα 68ppm, αντιπροσωπεύοντας το 28% της συνολικής σύνθεσης σπάνιων γαιών και της κατάταξης πρώτα. Δεύτερον, το Cerium είναι το δεύτερο στοιχείο σπάνιων γαιών που ανακαλύφθηκε εννέα χρόνια μετά την ανακάλυψη του Yttrium (1794). Η εφαρμογή του είναι πολύ εκτεταμένη και το "cerium" είναι ασταμάτητο

Η ανακάλυψη του στοιχείου δημητριακού

Carl Auer von Welsbach

Το Cerium ανακαλύφθηκε και ονομάστηκε το 1803 από τους Γερμανούς Kloppers, τον Σουηδικό χημικό J ö ns Jakob Berzelius και τον Σουηδικό ορυκτιστή Wilhelm Hisinger. Ονομάζεται Ceria και το μεταλλεύμα του ονομάζεται Cerite, στη μνήμη του Ceres, ένας αστεροειδής που ανακαλύφθηκε το 1801.ύττριο.

Η πρώτη χρήση του δημητριακού ήταν ένα τζάκι αερίου που εφευρέθηκε από τον αυστριακό χημικό Carl Auer von Welsbach. Το 1885, προσπάθησε ένα μείγμα μαγνησίου, λανθανίου και οξειδίου του υττρίου, αλλά αυτά τα μείγματα εκπέμπουν πράσινο φως χωρίς επιτυχία.

Το 1891, διαπίστωσε ότι το καθαρό οξείδιο του θορίου παρήγαγε ένα καλύτερο φως, αν και ήταν μπλε και αναμεμειγμένο με οξείδιο του δημητριακού (iv) για να παράγει ένα φωτεινό λευκό φως. Επιπλέον, το οξείδιο του δημητριακού (iv) μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως καταλύτης για καύση οξειδίου του θορίου

Μέταλλο από δημητριακό

★ Το Cerium είναι ένα όλκιμο και μαλακό ασημένιο λευκό μέταλλο με ενεργές ιδιότητες. Όταν εκτίθεται στον αέρα, θα οξειδωθεί, σχηματίζοντας μια σκουριά σαν στρώμα οξειδίου ξεφλούδισμα. Όταν θερμαίνεται, καίει και αντιδρά γρήγορα με νερό. Ένα δείγμα μεταλλικού μεταλλικού μέτρου μεγέθους εκατοστών διαβρώνεται πλήρως μέσα σε περίπου ένα χρόνο. Αποφύγετε την επαφή με τον αέρα, τα ισχυρά οξειδωτικά, τα ισχυρά οξέα και τα αλογόνα.

★ Το Cerium υπάρχει κυρίως στο Monazite και στο bastnaesite, καθώς και στα προϊόντα σχάσης του ουρανίου, του θορίου και του πλουτωνίου. Επιβλαβές για το περιβάλλον, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στη ρύπανση των υδάτινων σωμάτων.

★ Το Cerium είναι το 26ο πιο άφθονο στοιχείο, που αντιπροσωπεύει 68ppm της κρούστας της γης, δεύτερη μόνο στον χαλκό (68ppm). Το Cerium είναι πιο άφθονο από τα συνηθισμένα μέταλλα όπως το μόλυβδο (13μμ) και το κασσίτερο (2.1ppm).

Διαμόρφωση ηλεκτρονίων δημητριακού

Ηλεκτρονικές ρυθμίσεις:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F1 5D1
★ Το Cerium βρίσκεται μετά το Lanthanum και έχει 4F ηλεκτρόνια ξεκινώντας από το δημητριακό, καθιστώντας εύκολο να συμμετάσχετε σε χημικές αντιδράσεις. Ωστόσο, το 5D τροχιακό του δημητριακού καταλαμβάνεται και αυτό το αποτέλεσμα δεν είναι αρκετά ισχυρό στο δημητριακό.

★ Τα περισσότερα λανθανίδια μπορούν να χρησιμοποιήσουν μόνο τρία ηλεκτρόνια ως ηλεκτρόνιο σθένους, με εξαίρεση το δημητριακό, το οποίο έχει μεταβλητή ηλεκτρονική δομή. Η ενέργεια των ηλεκτρονίων 4F είναι σχεδόν η ίδια με αυτή των εξωτερικών ηλεκτρονίων 5D και 6S που απομακρύνονται στην μεταλλική κατάσταση και απαιτείται μόνο μια μικρή ποσότητα ενέργειας για να αλλάξει η σχετική κατοχή αυτών των επιπέδων ηλεκτρονικής ενέργειας, με αποτέλεσμα το διπλό σθένος+3 και+4. Η κανονική κατάσταση είναι+3 σθένος, που δείχνει+4 σθένος σε αναερόβιο νερό.
Εφαρμογή δημητριακού

★ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρόσθετο κράματος και για την παραγωγή αλάτων δημητριακού κ.λπ.

★ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προσθετικό γυαλί για να απορροφήσει τις υπεριώδεις και υπέρυθρες ακτίνες και χρησιμοποιείται ευρέως σε γυαλί αυτοκινήτου.

★ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ένα εξαιρετικό υλικό προστασίας του περιβάλλοντος και σήμερα το πιο αντιπροσωπευτικό είναι ο καταλύτης καθαρισμού καυσαερίων αυτοκινήτων, ο οποίος εμποδίζει αποτελεσματικά μια μεγάλη ποσότητα εκκένωσης καυσαερίων αυτοκινήτων από την εκτόξευση στον αέρα.

★ ΦωςΣτοιχεία σπάνιων γαιώνκυρίως αποτελούμενο από δημητριακό ως ρυθμιστές ανάπτυξης των φυτών μπορούν να βελτιώσουν την ποιότητα των καλλιεργειών, να αυξήσουν την απόδοση και να ενισχύσουν την αντοχή στην καταπόνηση των καλλιεργειών.

★ Το σουλφίδιο δημητριακού μπορεί να αντικαταστήσει τα μέταλλα όπως το μόλυβδο και το κάδμιο που είναι επιβλαβή για το περιβάλλον και τα ανθρώπινα όντα σε χρωστικές ουσίες, μπορούν να χρωματίσουν πλαστικά και μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε επικαλύψεις και βιομηχανίες μελάνης.

★Οξείδιο του δημητριακού (iv)Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ένωση στίλβας, για παράδειγμα, σε χημική-μηχανική στίλβωση (CMP).

Το ★ Cerium μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως υλικά αποθήκευσης υδρογόνου, θερμοηλεκτρικά υλικά, ηλεκτρόδια βολφραμίου δημητριακού, κεραμικό πυκνωτή, πιεζοηλεκτρικά κεραμικά, λειαντικά καρβιδίου πυριτίου δημητριακού, πρώτες ύλες κυττάρων καυσίμου, καταλύτες βενζίνης, μόνιμα μαγνητικά υλικά, ιατρικά υλικά, διάφορες χάλυβες και μη λανθασμένα μέταλλα.