عنصر سریم چیست؟

عنصر سریم (Cerium) با نماد شیمیایی Ce، یکی از عناصر شیمیایی جدول مندلیف است که عدد اتمی آن 58 می باشد. این عنصر در حقیقت پنجاه و هشتمین عنصر از جدول تناوبی بوده که در گروه IIIB و دوره ششم جدول تناوبی قرار دارد. در واقع عنصر سریم یک فلز واسطه (Transition Metals) نرم به رنگ خاکستری و از عناصر گروه لانتانید ها است. این فلز با عناصر اسکاندیم (Sc)، ایتریم (Y) و آکتینیوم (AC)، در گروه سوم واسطه جدول تناوبی قرار گرفته است.

عنصر سریم برای اولین بار در سال 1803 میلادی، توسط شیمیدانان سوئدی به نام های ویلهلم هیزینگر (Wilhelm von Hisinger) و یاکوب برزلیوس (Jacob Berzelius) در سوئد و در همان سال به صورت مستقل توسط شیمیدان آلمانی یعنی کلاپروت (Martin Heinrich Klaproth) در آلمان، کشف شد. برزیلس نام این عنصر را از روی نام خرده سیاره استروئیدسرس که دو سال قبل (یعنی در سال 1801 میلادی) کشف شده بود، انتخاب کرد. این عنصر در واقع از طریق خالص سازی کانی معدنی که از معدن آهن در شهر بوستون به دست آمده بود، کشف شد.

عنصر سریم در گروه عناصر کمیاب زمین قرار دارد. این عنصر در واقع بیست و ششمین عنصر فراوان پوسته زمین است، یعنی چیزی در حدود نصف عنصر کلر و پنج برابر سرب. این عنصر فراوان ترین عنصر خاکی نادر است که در کانی های کمیابی همچون سریت، مونازیت، آلانیت و باستنازیت پیدا می شود. توجه داشته باشید که کانی های مونازیت (Ce, La, Th, Nd, y, PO4)، آلانیت ((Ca, Ce, La, Y) 2(Al, Fe)3 (SiO4)3 (OH)) و باستنازیت (Ce, La, Y, CO3F) از مهم ترین منابع سریم محسوب می شوند. این عنصر بیشتر به وسیله یک فرآیند جابه جایی یونی تولید می شود. در حقیقت در طی آن، از دانه های مونازیت به عنوان منبع سریم بهره می برند.

واژه لانتانید (Lanthanide) از فلز لانتان گرفته شده است (به معنای شبیه لانتان) که به طور کلی با نماد شیمیایی Ln نمایش داده می شوند. لانتانید ها در واقع شامل 15 عنصر با عدد های اتمی 57 (لانتان) تا 71 (لوتتیم) است. این گروه از عناصر به دلیل کمبود جا و همچنین برای اینکه نظم و ترتیب جدول تناوبی حفظ شود، در یک ردیف 14 تایی در پایین جدول قرار گرفته اند. تمامی لانتانید ها به جز لانتان جز بلوک f می باشند. لانتان جز بلوک d جدول تناوبی محسوب می شود، اما خواص آن شبیه به چهارده لانتانید دیگر خواهد بود.

در تناوب ششم جدول تناوبی، اوربیتال 6s اثر پوششی کمی بر روی اوربیتال های4f دارد. بنابراین زمانیکه این اوربیتال از الکترون پر شود، اوربیتال های 5d و 4f با تأثیر پذیری از بار موثر و مثبت هسته به سطح پایین تری از انرژی می روند. از این رو، تراز های انرژی این سه اوربیتال به هم نزدیک خواهند بود. الکترون بعدی در لانتان به اوربیتال 5d اضافه می شود. اما در عناصر بعدی، الکترون به جای اوربیتال 5d به اوربیتال 4f اضافه می شود (به دلیل پایداری بیشتر در این حالت).

4f، در واقع اولین زیر لایه ای است که در بلوک f پر می شود. این زیر لایه در حقیقت بعد از زیر لایه 6s شروع به پر شدن می کند. همانطور که می دانید 7 اوربیتال بلوک f می توانند تا چهارده الکترون را در خود جای دهند. از این رو، این بلوک می تواند شامل 14 عنصر است. بنابراین این گروه با فلز سریوم (4f05d16s2) آغاز و به فلز لوتتیم (4f145d16s2) ختم می شود.