Serium is die onbetwiste 'groot broer' in die groot familie van seldsame aardelemente. Eerstens is die totale oorvloed van seldsame aardelemente in die kors 238 dpm, met serium teen 68 dpm, wat 28% van die totale seldsame aardsamestelling uitmaak en eerste geplaas word; Tweedens is serium die tweede seldsame aardelement wat nege jaar na die ontdekking van yttrium (1794) ontdek is. Die toepassing daarvan is baie uitgebreid, en "serium" is onstuitbaar.
Die ontdekking van die serium-element
Carl Auer von Welsbach
Serium is in 1803 deur die Duitser Kloppers, die Sweedse chemikus Jöns Jakob Berzelius en die Sweedse mineraloog Wilhelm Hisinger ontdek en benoem. Dit word ceria genoem, en die erts daarvan word seriet genoem, ter nagedagtenis aan Ceres, 'n asteroïde wat in 1801 ontdek is. Trouens, hierdie tipe seriumsilikaat is 'n gehidreerde sout wat 66% tot 70% serium bevat, terwyl die res verbindings van kalsium, yster en ... is.yttrium.
Die eerste gebruik van serium was 'n gasvuurmaakplek wat deur die Oostenrykse chemikus Carl Auer von Welsbach uitgevind is. In 1885 het hy 'n mengsel van magnesium, lantaan en yttriumoksied probeer, maar hierdie mengsels het 'n groen lig uitgestraal sonder sukses.
In 1891 het hy gevind dat suiwer toriumoksied beter lig produseer, alhoewel dit blou was, en met serium(IV)oksied gemeng word om 'n helder wit lig te produseer. Daarbenewens kan serium(IV)oksied ook as 'n katalisator vir toriumoksiedverbranding gebruik word.
Seriummetaal
★ Serium is 'n rekbare en sagte silwerwit metaal met aktiewe eienskappe. Wanneer dit aan lug blootgestel word, sal dit geoksideer word en 'n roesagtige afskilferende oksiedlaag vorm. Wanneer dit verhit word, brand dit en reageer vinnig met water. 'n Sentimetergrootte seriummetaalmonster korrodeer binne ongeveer 'n jaar heeltemal. Vermy kontak met lug, sterk oksidante, sterk sure en halogene.
★ Serium bestaan hoofsaaklik in monasiet en bastnesiet, sowel as in splitsingsprodukte van uraan, torium en plutonium. Skadelik vir die omgewing, spesiale aandag moet gegee word aan besoedeling van watermassas.
★ Serium is die 26ste volopste element, wat 68 dpm van die aardkors uitmaak, tweede slegs na koper (68 dpm). Serium is meer volop as gewone metale soos lood (13 dpm) en tin (2.1 dpm).
Serium Elektronkonfigurasie
Elektroniese reëlings:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Serium is na lantaan geleë en het 4f elektrone wat vanaf serium begin, wat dit maklik maak om aan chemiese reaksies deel te neem. Die 5d-orbitaal van serium is egter beset, en hierdie effek is nie sterk genoeg in serium nie.
★ Meeste Lanthanide kan slegs drie elektrone as Valenselektron gebruik, met die uitsondering van serium, wat 'n veranderlike elektronstruktuur het. Die energie van 4f-elektrone is amper dieselfde as dié van die eksterne 5d- en 6s-elektrone wat in die metaaltoestand gedelokaliseer is, en slegs 'n klein hoeveelheid energie is nodig om die relatiewe besetting van hierdie elektroniese energievlakke te verander, wat lei tot die dubbele valensie van +3 en +4. Die normale toestand is +3 valensie, wat +4 valensie in anaërobiese water toon.
Toepassing van serium
★ Kan as 'n legeringsadditief en vir die produksie van seriumsoute, ens. gebruik word.
★ Dit kan as glastoevoeging gebruik word om ultraviolet- en infrarooistrale te absorbeer, en word wyd gebruik in motorglas.
★ Kan as 'n uitstekende omgewingsbeskermingsmateriaal gebruik word, en tans is die mees verteenwoordigende die motoruitlaat-suiweringskatalisator, wat effektief verhoed dat 'n groot hoeveelheid motoruitlaatgas in die lug vrygestel word.
★ Ligseldsame aardelementehoofsaaklik saamgestel uit serium, aangesien plantgroeireguleerders gewaskwaliteit kan verbeter, opbrengs kan verhoog en gewasstresweerstand kan verbeter.
★ Seriumsulfied kan metale soos lood en kadmium wat skadelik is vir die omgewing en mense in pigmente vervang, kan plastiek kleur, en kan ook in bedekkings- en inkbedrywe gebruik word.
★Serium(IV)oksiedkan as poleermiddel gebruik word, byvoorbeeld in chemies-meganiese polering (CMP).
★ Serium kan ook gebruik word as waterstofbergingsmateriaal, termo-elektriese materiaal, serium-wolframelektrodes, keramiekkondensator, piezo-elektriese keramiek, serium-silikonkarbied-skuurmiddels, brandstofsel-grondstowwe, petrolkatalisators, permanente magnetiese materiaal, mediese materiaal, verskeie legeringsstaal en nie-ysterhoudende metale.
Plasingstyd: 3 Julie 2023