عنصر خاکی کمیاب جادویی: سریم

سریم "برادر بزرگ" بلامنازع در خانواده بزرگ عناصر کمیاب خاکی است. اولاً، فراوانی کل خاکهای کمیاب در پوسته 238ppm است، با سریم در 68ppm، که 28 درصد از کل ترکیب خاکی کمیاب را تشکیل می دهد و رتبه اول را دارد. ثانیاً، سریم دومین عنصر خاکی کمیاب است که نه سال پس از کشف ایتریوم (1794) کشف شد. کاربرد آن بسیار گسترده است و "سریوم" غیرقابل توقف است

کشف عنصر سریم

کارل اور فون ولسباخ

سریم در سال 1803 توسط آلمانی Kloppers، شیمیدان سوئدی Jö ns Jakob Berzelius و کانی شناس سوئدی ویلهلم هیزینگر کشف و نامگذاری شد. به یاد سیارک سرس که در سال 1801 کشف شد سریا و سنگ معدن آن سریت نامیده می شود. در واقع این نوع سیلیکات سریم یک نمک هیدراته حاوی 66 تا 70 درصد سریم است و بقیه از ترکیبات کلسیم هستند. ، آهن وایتریم.

اولین مورد استفاده از سریم یک شومینه گازی بود که توسط شیمیدان اتریشی کارل اور فون ولسباخ اختراع شد. در سال 1885، او مخلوطی از منیزیم، لانتانیم و اکسید ایتریوم را امتحان کرد، اما این مخلوط ها بدون موفقیت نور سبز ساطع کردند.

در سال 1891، او دریافت که اکسید توریم خالص نور بهتری تولید می کند، اگرچه آبی بود، و با اکسید سریم (IV) مخلوط می شود تا نور سفید روشنی تولید کند. علاوه بر این، اکسید سریم (IV) همچنین می تواند به عنوان یک کاتالیزور برای احتراق اکسید توریم استفاده شود.

فلز سریم

★ سریم یک فلز سفید نرم و نرم نقره ای با خواص فعال است. هنگامی که در معرض هوا قرار می گیرد، اکسید می شود و زنگ زدگی مانند لایه اکسیدی پوسته می شود. هنگامی که گرم می شود، می سوزد و به سرعت با آب واکنش نشان می دهد. یک نمونه فلزی سریم به اندازه سانتی متر در عرض یک سال کاملاً خورده می شود. از تماس با هوا، اکسیدان های قوی، اسیدهای قوی و هالوژن خودداری کنید.

سریم عمدتاً در مونازیت و باستنزیت و همچنین در محصولات شکافت اورانیوم، توریم و پلوتونیوم وجود دارد. مضر برای محیط زیست، باید توجه ویژه ای به آلودگی بدنه های آبی شود.

★ سریم بیست و ششمین عنصر فراوان است که 68ppm از پوسته زمین را تشکیل می دهد و بعد از مس (68ppm) در رتبه دوم قرار دارد. سریم نسبت به فلزات معمولی مانند سرب (13pm) و قلع (2.1ppm) فراوانتر است.

پیکربندی الکترون سریم

ترتیبات الکترونیکی:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ سریم بعد از لانتانیم قرار دارد و دارای 4 الکترون F است که از سریم شروع می شود و شرکت در واکنش های شیمیایی را آسان می کند. با این حال، مدار 5 بعدی سریم اشغال شده است و این اثر در سریم به اندازه کافی قوی نیست.

★ بیشتر لانتانیدها فقط می توانند از سه الکترون به عنوان الکترون ظرفیت استفاده کنند، به استثنای سریم که ساختار الکترونیکی متغیری دارد. انرژی الکترون‌های 4f تقریباً مشابه انرژی الکترون‌های خارجی 5d و 6s است که در حالت فلزی جابجا شده‌اند، و تنها مقدار کمی انرژی برای تغییر اشغال نسبی این سطوح انرژی الکترونیکی مورد نیاز است که در نتیجه ظرفیت دو برابر می‌شود. +3 و +4. حالت عادی +3 ظرفیت است که در آب بی هوازی ظرفیت +4 را نشان می دهد.
کاربرد سریم

★ می تواند به عنوان یک افزودنی آلیاژی و برای تولید نمک های سریم و غیره استفاده شود.

★ می توان آن را به عنوان افزودنی شیشه برای جذب اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز استفاده کرد و به طور گسترده در شیشه اتومبیل استفاده می شود.

★ می تواند به عنوان یک ماده عالی حفاظت از محیط زیست استفاده شود و در حال حاضر نماینده ترین آن کاتالیزور تصفیه اگزوز خودرو است که به طور موثری از تخلیه مقدار زیادی از گاز خروجی خودرو به هوا جلوگیری می کند.

★ نورعناصر خاکی کمیابعمدتاً از سریم به عنوان تنظیم کننده رشد گیاه تشکیل شده است که می تواند کیفیت محصول را بهبود بخشد، عملکرد را افزایش دهد و مقاومت به تنش محصول را افزایش دهد.

★ سولفید سریم می تواند جایگزین فلزاتی مانند سرب و کادمیوم مضر برای محیط زیست و انسان در رنگدانه ها شود، می تواند پلاستیک ها را رنگ آمیزی کند و همچنین می تواند در صنایع پوشش و جوهر استفاده شود.

★اکسید سریم (IV)می تواند به عنوان ترکیب پولیش استفاده شود، به عنوان مثال، در پرداخت شیمیایی-مکانیکی (CMP).

سریم همچنین می تواند به عنوان مواد ذخیره هیدروژن، مواد ترموالکتریک، الکترودهای تنگستن سریم، خازن سرامیکی، سرامیک پیزوالکتریک، ساینده های کاربید سیلیکون سریم، مواد خام سلول سوختی، کاتالیزورهای بنزین، مواد مغناطیسی دائمی، مواد پزشکی، فولادهای آلیاژی مختلف و غیره استفاده شود. فلزات آهنی