Cer

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Eigenschaften

^*4f²6s²

140

Periodensystem

	Lanthan - Cer - Praseodym
Ce Th

Allgemein Name, Symbol, Ordnungszahl Cer, Ce, 58 Serie Lanthanoide Gruppe, Periode, Block La, 6, d Aussehen silbrig weiß Massenanteil an der Erdhülle 0,0046 % Atomar Atommasse 140,116 Atomradius (berechnet) 185 pm Kovalenter Radius 165 pm van der Waals-Radius - Elektronenkonfiguration href="http://articles.gourt.com/de/Xenon">Xe4f²6s² Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 19, 9, 2 1. Ionisierungsenergie 534,4 kJ/mol 2. Ionisierungsenergie 1050 kJ/mol 3. Ionisierungsenergie 1949 kJ/mol 4. Ionisierungsenergie 3547 kJ/mol Physikalisch Aggregatzustand fest Modifikationen 1 Kristallstruktur kubisch flächenzentriert Dichte (Mohshärte) 6689 kg/m³ (2,5) Magnetismus - Schmelzpunkt 1071 K (798 °C) Siedepunkt 3699 K (3426 °C) Molares Volumen 20,69 · 10^-6 m³/mol Verdampfungswärme 414 kJ/mol Schmelzwärme 5,46 kJ/mol Dampfdruck - Schallgeschwindigkeit 2100 m/s bei 293,15 K Spezifische Wärmekapazität 190 J/(kg · K) Elektrische Leitfähigkeit 1,15 · 10⁶ S/m Wärmeleitfähigkeit 11,4 W/(m · K) Elastizitätsmodul 33,5 GPa Chemisch Oxidationszustände 3, 4 Oxide (Basizität) (leicht basisch) Normalpotenzial -2,483 V (Ce³⁺ + 3e^- → Ce) Elektronegativität 1,12 (Pauling-Skala) Isotope

Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE M eV	ZP
¹³⁴Ce	{syn.}	3,16 d	ε	0,500	¹³⁴La
¹³⁵Ce	{syn.}	17,7 h	ε	2,026	¹³⁵La
¹³⁶Ce	0,19 %	Cer ist stabil mit 78 Neutronen
¹³⁷Ce	{syn.}	9,0 h	ε	1,222	¹³⁷La
¹³⁸Ce	0,25 %	Cer ist stabil mit 80 Neutronen
¹³⁹Ce	{syn.}	32,501 d	ε	0,581	¹³⁹La
¹⁴⁰Ce	88,48 %	Cer ist stabil mit 82 Neutronen
¹⁴¹Ce	{syn.}	32,501 d	β^-	0,581	¹⁴¹Pr
¹⁴²Ce	11,08 %	5 · 10¹⁶ a	β^-β^-	4,505	¹⁴²Nd
¹⁴³Ce	{syn.}	33,039 h	β^-	1,462	¹⁴³Pr
¹⁴⁴Ce	{syn.}	284,893 d	β^-	0,319	¹⁴⁴Pr

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Cer (auch Zer bzw. Cerium benannt) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Ce und der Ordnungszahl 58. Das Element wird den Metallen der seltenen Erden zugeordnet.

Geschichte

Cer wurde 1803 von Jöns Jacob Berzelius und Wilhelm von Hisinger und gleichzeitig von Martin Heinrich Klaproth entdeckt und nach dem Planetoiden Ceres benannt. Die Herstellung des Elementes gelang Carl Gustav Mosander 1825 durch Reduktion des Chlorids mit Natrium.

Vorkommen

In der Natur kommt Cer vergesellschaftet mit anderen Lanthanoiden in so genannten Ceriterden vor, wie zum Beispiel im Allanit (Ca, Ce, La, Y)₂(Al, Fe)₃(SiO₄)₃(OH), im Monazit (Ce, La, Th, Nd, Y)PO₄ sowie im Bastnäsit (Ce, La, Y)CO₃F.

Gewinnung und Darstellung

Nach einer aufwändigen Abtrennung der Cerbegleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Cerfluorid umgesetzt. Anschließend wird es mit Kalzium unter Bildung von Kalziumfluorid zum Cer reduziert. Die Abtrennung verbleibender Kalziumreste und Verunreinigungen erfolgt in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.

Cer_1.jpg

Eigenschaften

Cer kann im festen Aggregatzustand in vier Modifikationen vorgefunden werden:

\mathrm{(\alpha)Cer\ _{\overrightarrow { -196\,^{\circ}\mathrm{C}}}\ (\beta)Cer\ _{\overrightarrow { -23\,^{\circ}\mathrm{C}}}\ (\gamma)Cer\ _{\overrightarrow { 726\,^{\circ}\mathrm{C}}}\ (\delta)Cer}

Das silbrigweiß glänzende Metall ist das reaktivste Element der Lanthanoide. Oberflächliche Verletzungen der schützenden gelben Oxidschicht entzünden das Metall. Oberhalb von 150 °C verbrennt es unter heftigem Glühen zum Cerdioxid. Mit Wasser reagiert es zum Cerhydroxid.

In der Wärme löst es sich in Alkohol. In Säuren und Laugen löst es sich auf.

Cer kommt in Verbindungen als dreiwertiges farbloses oder vierwertiges gelbes bis orangefarbiges Kation vor.

Verwendung

Da sich die chemischen Eigenschaften der Seltenen Erden ähneln, wird selten Cer in Reinform eingesetzt, sondern in der Mischung, in der es bei der Herstellung aus den Seltenerd-Mineralien anfällt, das so genannte Mischmetall.

In der Metallurgie dient Mischmetall als Zusatz für Aluminiumlegierungen und hochtemperaturbeständige Eisenbasislegierungen. Es unterstützt im Schmelzprozess die Abtrennung von Schwefel und Sauerstoff.
Mischmetall dient als Ausgangsstoff für Feuersteine für die Verwendung in Feuerzeugen und zur Erzeugung von Funkenregen auf Achterbahnen und in Filmszenen (Unfallszenen).
Cerdioxid, CeO₂, wird zur Stabilisierung des keramischen Katalysatorträgers aus Aluminiumoxid für Autoabgaskatalysatoren verwandt
Bestandteil einiger Spezialgläser, zum Beispiel UV-Filter und Windschutzscheiben, und Enttrübungsmittel in der Glasherstellung
Zur Färbung von Email
Cerdioxid findet Verwendung als Poliermittel in der Glasbearbeitung
Cerdotierte Farbstoffe in Bildschirmröhren
Selbstreinigende Backöfen enthalten eine cerhaltige Beschichtung
Cer(IV)-sulfat als Oxidationsmittel in der Quantitativen Analyse (Cerimetrie)
Cereisen als Zündsteine in Feuerzeugen
als Kontrastmittel bei Kernresonanz
als Leuchtstoff in Gasentladungsröhren
als Beschichtung in Rußpartikelfiltern
als Teil von Nichtedelmetallhaltigen Aufbrennlegierungen in der Zahntechnik (Keramik)

Sicherheitshinweise

Cer ist wie alle Lanthanide leicht giftig. Metallisches Cer kann sich schon ab 65 °C entzünden. Cerbrände dürfen nicht mit Wasser gelöscht werden, da sich Wasserstoffgas entwickelt.

Verbindungen

Cerdioxid CeO₂
Cer(III)-chlorid CeCl₃
Cer(IV)-sulfat Ce(SO₄)₂

Cer(IV)-sulfat.JPG

Weblinks

Chemisches Element | Lanthanoid | Periode-6-Element

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