| Symbool | Ce |
|---|---|
| Atoomnummer | 58 |
| Atoommassa | 140,12 u |
| Categorie | Lanthanide |
| Groep | — (f-blok) |
| Periode | 6 |
| Blok | f-blok |
| Fase bij 20 °C | vast |
| Smeltpunt | 795 °C |
| Kookpunt | 3443 °C |
| Dichtheid | 6,77 g/cm³ |
| Elektronenconfiguratie | [Xe] 4f1 5d1 6s2 |
| Elektronen per schil | 2, 8, 18, 19, 9, 2 |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 1,12 |
| Oxidatiegetallen | +3, +4 |
| Ontdekt | 1803 door Jöns Jacob Berzelius en Wilhelm Hisinger (onafhankelijk ook Martin Heinrich Klaproth) |
| Engelse naam | Cerium |
Eigenschappen van cerium
Cerium is een zacht, vervormbaar metaal dat in lucht snel oxideert. Fijne stukjes ontbranden al door wrijving: een ijzer-ceriumlegering geeft bij krassen hete vonken. Met water reageert cerium langzaam, met zuren snel. Uniek onder de lanthaniden is dat cerium naast oxidatiegetal +3 ook een stabiel oxidatiegetal +4 heeft. Door een elektron af te staan bereikt Ce4+ de stabiele elektronenconfiguratie van xenon. Cerium(IV)verbindingen zijn sterke oxidatoren en worden in de analytische chemie gebruikt. Ceriumdioxide (CeO2) kan zuurstof opnemen en weer afgeven door te wisselen tussen +3 en +4, wat het tot een uitstekende katalysator maakt bij redoxreacties. Metallisch cerium vertoont bovendien bijzondere faseovergangen: onder druk of bij afkoeling verandert het van structuur, waarbij het volume met ongeveer 15 procent krimpt. Natuurlijk cerium bestaat uit vier stabiele isotopen, waarvan 140Ce de meest voorkomende is.
Naam. Cerium is genoemd naar de dwergplaneet Ceres, die twee jaar eerder was ontdekt en zelf naar de Romeinse godin van de landbouw heet.
Atoombouw en plaats in het periodiek systeem
Cerium staat in periode 6 van het periodiek systeem, in het f-blok.
Een neutraal atoom heeft 58 protonen in de kern en 58 elektronen, verdeeld over 6 schillen: 2, 8, 18, 19, 9, 2. Het periodenummer (6) is gelijk aan het aantal schillen.
Buren in het systeem: links/ervoor: Lanthaan (La, 57); rechts/erna: Praseodymium (Pr, 59).
De andere lanthaniden: Lanthaan, Praseodymium, Neodymium, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium.
Voorkomen
Cerium is met ongeveer 60 gram per ton in de aardkorst het algemeenste zeldzame aardmetaal, ongeveer even algemeen als koper. Het zit vooral in bastnäsiet en monaziet, waarin het vaak bijna de helft van de zeldzame aarden uitmaakt. China is de grootste producent; ook de Verenigde Staten, Australië en Myanmar winnen het. Omdat cerium als enige lanthanide makkelijk naar +4 kan worden geoxideerd, is het relatief eenvoudig van de andere zeldzame aarden te scheiden. Daardoor is het een van de goedkoopste zeldzame aardmetalen.
Toepassingen
- Ceriumoxide is het belangrijkste polijstmiddel voor glas, lenzen, beeldschermen en spiegels.
- In autokatalysatoren slaat ceriumoxide zuurstof op en geeft het weer af, zodat de katalysator onder wisselende omstandigheden goed blijft werken.
- Mischmetaal, een legering van cerium met andere zeldzame aarden en ijzer, vormt de vuursteentjes in aanstekers en vuurstarters.
- Ceriumoxide aan glas toegevoegd houdt uv-straling tegen en voorkomt verkleuring van glas door straling.
- Rond 1890 gebruikte Carl Auer von Welsbach een mengsel van thoriumoxide en een beetje ceriumoxide in gloeikousjes voor gaslampen, die daardoor fel wit licht gaven.
Veelgestelde vragen
Waarom geeft een aansteker vonken?
In een gewone aansteker zit een vuursteentje van ferrocerium, een legering van ijzer met cerium en andere zeldzame aarden. Het wieltje schraapt er minuscule deeltjes af. Door de wrijving worden die zo heet dat ze in de lucht ontbranden en als vonken het gas aansteken.
Is cerium zeldzaam?
Nee, ondanks dat het tot de zeldzame aardmetalen hoort. Cerium is ongeveer even algemeen als koper en veel algemener dan lood of tin. Het woord zeldzaam komt uit de 18e eeuw, toen de mineralen nog nieuw en onbekend waren en de elementen moeilijk van elkaar te scheiden.
Waarvoor wordt ceriumoxide gebruikt?
Ceriumoxide is een fijn poeder waarmee glas, lenzen en schermen glad worden gepolijst. Daarnaast zit het in autokatalysatoren en roetfilters, waar het zuurstof opslaat en afgeeft. Ook wordt het in glas gebruikt om uv-licht tegen te houden en in zelfreinigende ovens.