سریم

سِریم (به انگلیسی: Cerium) عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Ce و عدد اتمی 58 است.

سریم، ₅₈Ce

سریم
تلفظ	‎/ˈsɪəriəm/‎ ​(SEER-ee-əm)
ظاهر	نقرهy white
جرم اتمی استاندارد (Ar، استاندارد)	۱۴۰٫۱۱۶(۱)[1]
سریم در جدول تناوبی
- ↑ Ce ↓ Th لانتان ← سریم → پرازئودیمیم
عدد اتمی (Z)	58
گروه	گروه n/a
دوره	دوره 6
بلوک	بلوک-f
دسته	Lanthanide
آرایش الکترونی	[Xe] 4f^1 5d^1 6s^2[2]
لایه الکترونی	2, 8, 18, 19, 9, 2
ویژگی‌های فیزیکی
فاز در STP	جامد
نقطه ذوب	1068 K ​(795 °C, ​1463 °F)
نقطه جوش	3716 K ​(3443 °C, ​6229 °F)
چگالی (near r.t.)	6.770 g/cm^3
در حالت مایع (at m.p.)	6.55 g/cm^3
حرارت همجوشی	5.46 kJ/mol
آنتالپی تبخیر	398 kJ/mol
ظرفیت حرارتی مولی	26.94 J/(mol·K)
فشار بخار فشار (Pa) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱ K ۱۰ K ۱۰۰ K در دمای (K) 1992 2194 2442 2754 3159 3705
ویژگی‌های اتمی
عدد اکسایش	+1, +2, +3, +4 (a mildly basic اکسید)
الکترونگاتیوی	مقیاس پائولینگ: 1.12
انرژی یونش	1st: 534.4 kJ/mol 2nd: 1050 kJ/mol 3rd: 1949 kJ/mol
شعاع اتمی	empirical: 181.8 pm
شعاع کووالانسی	pm 204±9
Color lines in a spectral range خط طیف نوری سریم
دیگر ویژگی ها
ساختار بلوری	​(fcc)
سرعت صوت thin rod	2100 m/s (at 20 °C)
انبساط حرارتی	(دمای اتاق) (γ, poly) 6.3 µm/(m·K)
رسانندگی گرمایی	11.3 W/(m·K)
رسانش الکتریکی	(دمای اتاق) (β, poly) 828 n Ω·m
رسانش مغناطیسی	پارامغناطیس[3]
مدول یانگ	(γ form) 33.6 GPa
مدول برشی	(γ form) 13.5 GPa
مدول حجمی	(γ form) 21.5 GPa
نسبت پواسون	(γ form) 0.24
سختی موس	2.5
سختی ویکرز	270 MPa
سختی برینل	412 MPa
شماره ثبت سی‌ای‌اس	7440-45-1
ایزوتوپ‌های سریم
ایزوتوپ فراوانی نیمه‌عمر (t۱/۲) حالت فروپاشی محصول ^134Ce syn 3.16 days ε 0.500 ^134La ^136Ce 0.185% ^136Ce ایزوتوپ پایدار است که 78 نوترون دارد ^138Ce 0.251% ^138Ce ایزوتوپ پایدار است که 80 نوترون دارد ^139Ce syn 137.640 days ε 0.278 ^139La ^140Ce 88.450% ^140Ce ایزوتوپ پایدار است که 82 نوترون دارد ^141Ce syn 32.501 days β^− 0.581 ^141Pr ^142Ce 11.114% > 5×10^16 years β^−β^− 1.417 ^142Nd ^144Ce syn 284.893 days β^− 0.319 ^144Pr

خصوصیات قابل توجه

سریم عنصر فلزی خاکستری رنگی است که به گروه لانتانیدها تعلق دارد. این عنصر در برخی از آلیاژهای غیرمتداول در طبیعت، به کار می‌رود و شکل اکسید شده آن در صنعت شیشه مورد استفاده قرار می‌گیرد. از نظر رنگ و درخشش شبیه آهن است، اما هم نرم بوده و هم چکش‌خوار و انعطاف‌پذیر است. در بین عناصر خاکی کمیاب، تنها اروپیم واکنش پذیرتر از سریم است. محلول‌های قلیایی رقیق و اسیدهای غلیظ به سرعت به این فلز حمله می‌کنند. در صورت خراش نوع خالص این فلز با چاقو احتمال سوختن آن وجود دارد. سریم در آب سرد به آرامی و در آب گرم به سرعت تجزیه می‌شود. به علت نزدیکی نسبی ۴f و اربیتال‌های مدار بیرونی در سریم، این عنصر خواص شیمیایی جالب توجهی دارد. مثلاً فشردن این عنصر وقتی که در حال سرد شدن است، حالت اکسیداسیون آن را از تقریباً ۳ به ۴ تغییر می‌دهد. سریم در حالت اکسیداسیون ۳+ cerous و در حالت اکسیداسیون ۴+ ceric نامیده می‌شود. نمک‌های سریم (IV) نارنجی، قرمز یا زردفام هستند، درحالی که نمک‌های سریم (III) معمولاً سفیدند.

کاربردها

موارد استفاده از سریم:

• در متالورژی:
  • سریم در ساخت آلیاژهای آلومینیم و برخی از فولادها و آهن‌ها به کار می‌رود.
  • افزودن سریم به چدن مانع تشکیل گرافیک به هنگام انجماد شده و باعث به دست آمدن نوعی چدن چکش‌خوار می‌شود.

منابع

1. Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". شیمی محض و کاربردی(نشریه). 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
2. Ground levels and ionization energies for the neutral atoms, NIST
3. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.