మాయా అరుదైన భూమి మూలకం: సీరియం

సీరియం అరుదైన భూమి మూలకాల యొక్క పెద్ద కుటుంబంలో తిరుగులేని 'పెద్ద సోదరుడు'. మొదటిది, క్రస్ట్‌లో అరుదైన భూమి నిక్షేపాల మొత్తం సమృద్ధి 238ppm, సీరియం 68ppm వద్ద, ఇది మొత్తం అరుదైన భూమి కూర్పులో 28% వాటా కలిగి ఉంది మరియు మొదటి స్థానంలో ఉంది; రెండవది, సిరియం యిట్రియం (1794) కనుగొనబడిన తొమ్మిది సంవత్సరాల తర్వాత కనుగొనబడిన రెండవ అరుదైన భూమి మూలకం. దీని అప్లికేషన్ చాలా విస్తృతమైనది మరియు "సీరియం" ఆపలేనిది.

సీరియం మూలకం యొక్క ఆవిష్కరణ

కార్ల్ ఆయర్ వాన్ వెల్స్బాచ్

1803లో జర్మన్ క్లోపర్స్, స్వీడిష్ రసాయన శాస్త్రవేత్త జాన్ జాకోబ్ బెర్జీలియస్ మరియు స్వీడిష్ ఖనిజ శాస్త్రవేత్త విల్హెల్మ్ హిసింగర్‌లు సెరియంను కనుగొని పేరు పెట్టారు. 1801లో కనుగొనబడిన సెరెస్ అనే గ్రహశకలం జ్ఞాపకార్థం దీనిని సెరియా అని మరియు దాని ధాతువును సెరైట్ అని పిలుస్తారు. వాస్తవానికి, ఈ రకమైన సిరియం సిలికేట్ 66% నుండి 70% సిరియం కలిగిన హైడ్రేటెడ్ ఉప్పు, మిగిలినవి కాల్షియం, ఇనుము మరియుఇట్రియం.

సిరియం యొక్క మొట్టమొదటి ఉపయోగం ఆస్ట్రియన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త కార్ల్ ఆయర్ వాన్ వెల్స్‌బాచ్ కనుగొన్న గ్యాస్ పొయ్యి. 1885లో, అతను మెగ్నీషియం, లాంథనమ్ మరియు యట్రియం ఆక్సైడ్ మిశ్రమాన్ని ప్రయత్నించాడు, కానీ ఈ మిశ్రమాలు విజయవంతం కాకుండా గ్రీన్ లైట్‌ను విడుదల చేశాయి.

1891లో, స్వచ్ఛమైన థోరియం ఆక్సైడ్ నీలం రంగులో ఉన్నప్పటికీ మెరుగైన కాంతిని ఉత్పత్తి చేస్తుందని అతను కనుగొన్నాడు మరియు ప్రకాశవంతమైన తెల్లని కాంతిని ఉత్పత్తి చేయడానికి సెరియం(IV) ఆక్సైడ్‌తో కలిపాడు. అదనంగా, సెరియం(IV) ఆక్సైడ్‌ను థోరియం ఆక్సైడ్ దహనానికి ఉత్ప్రేరకంగా కూడా ఉపయోగించవచ్చు.

సీరియం లోహం

★ సిరియం అనేది సాగే మరియు మృదువైన వెండి తెల్లటి లోహం, ఇది క్రియాశీల లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. గాలికి గురైనప్పుడు, ఇది ఆక్సీకరణం చెందుతుంది, తుప్పు పట్టే ఆక్సైడ్ పొరను ఏర్పరుస్తుంది. వేడి చేసినప్పుడు, ఇది కాలిపోతుంది మరియు నీటితో త్వరగా స్పందిస్తుంది. సెంటీమీటర్ పరిమాణంలో ఉన్న సిరియం మెటల్ నమూనా దాదాపు ఒక సంవత్సరం లోపు పూర్తిగా తుప్పు పట్టుతుంది. గాలి, బలమైన ఆక్సిడెంట్లు, బలమైన ఆమ్లాలు మరియు హాలోజెన్‌లతో సంబంధాన్ని నివారించండి.

★ సీరియం ప్రధానంగా మోనజైట్ మరియు బాస్టనైసైట్‌లలో, అలాగే యురేనియం, థోరియం మరియు ప్లూటోనియం యొక్క విచ్ఛిత్తి ఉత్పత్తులలో ఉంటుంది. పర్యావరణానికి హానికరమైనది, నీటి వనరుల కాలుష్యంపై ప్రత్యేక శ్రద్ధ వహించాలి.

★ భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లో 68ppm కలిగి ఉన్న 26వ అత్యంత సమృద్ధిగా ఉన్న మూలకం సిరియం, రాగి (68ppm) తర్వాత రెండవ స్థానంలో ఉంది. సీసం (13pm) మరియు టిన్ (2.1ppm) వంటి సాధారణ లోహాల కంటే సిరియం ఎక్కువగా ఉంటుంది.

సెరియం ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్

ఎలక్ట్రానిక్ ఏర్పాట్లు:
1సె2 2సె2 2పి6 3సె2 3పి6 4సె2 3డి10 4పి6 5సె2 4డి10 5పి66ఎస్2 4ఎఫ్1 5డి1
★ సీరియం లాంతనం తర్వాత ఉంది మరియు సీరియం నుండి ప్రారంభమయ్యే 4f ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటుంది, ఇది రసాయన ప్రతిచర్యలలో పాల్గొనడాన్ని సులభతరం చేస్తుంది. అయితే, సీరియం యొక్క 5d ఆర్బిటాల్ ఆక్రమించబడింది మరియు ఈ ప్రభావం సీరియంలో తగినంత బలంగా లేదు.

★ చాలా లాంతనైడ్లు వేరియబుల్ ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉన్న సీరియం తప్ప, వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌గా మూడు ఎలక్ట్రాన్‌లను మాత్రమే ఉపయోగించగలవు. 4f ఎలక్ట్రాన్‌ల శక్తి లోహ స్థితిలో డీలోకలైజ్ చేయబడిన బాహ్య 5d మరియు 6s ఎలక్ట్రాన్‌ల శక్తికి దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది మరియు ఈ ఎలక్ట్రానిక్ శక్తి స్థాయిల సాపేక్ష ఆక్రమణను మార్చడానికి తక్కువ మొత్తంలో శక్తి మాత్రమే అవసరం, దీని ఫలితంగా +3 మరియు +4 యొక్క డబుల్ వాలెన్స్ వస్తుంది. సాధారణ స్థితి +3 వాలెన్స్, వాయురహిత నీటిలో +4 వాలెన్స్‌ను చూపుతుంది.
సీరియం యొక్క అప్లికేషన్

★ మిశ్రమలోహ సంకలితంగా మరియు సీరియం లవణాలు మొదలైన వాటి ఉత్పత్తికి ఉపయోగించవచ్చు.

★ దీనిని అతినీలలోహిత మరియు పరారుణ కిరణాలను గ్రహించడానికి గాజు సంకలితంగా ఉపయోగించవచ్చు మరియు దీనిని కార్ గాజులో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.

★ అద్భుతమైన పర్యావరణ పరిరక్షణ పదార్థంగా ఉపయోగించవచ్చు మరియు ప్రస్తుతం అత్యంత ప్రాతినిధ్యం వహించేది ఆటోమోటివ్ ఎగ్జాస్ట్ ప్యూరిఫికేషన్ ఉత్ప్రేరకం, ఇది పెద్ద మొత్తంలో ఆటోమోటివ్ ఎగ్జాస్ట్ వాయువు గాలిలోకి విడుదల కాకుండా సమర్థవంతంగా నిరోధిస్తుంది.

★ కాంతిఅరుదైన భూమి మూలకాలుప్రధానంగా సీరియం కలిగి ఉంటుంది, ఎందుకంటే మొక్కల పెరుగుదల నియంత్రకాలు పంట నాణ్యతను మెరుగుపరుస్తాయి, దిగుబడిని పెంచుతాయి మరియు పంట ఒత్తిడి నిరోధకతను పెంచుతాయి.

★ సీరియం సల్ఫైడ్ పర్యావరణానికి మరియు మానవులకు హానికరమైన సీసం మరియు కాడ్మియం వంటి లోహాలను వర్ణద్రవ్యాలలో భర్తీ చేయగలదు, ప్లాస్టిక్‌లకు రంగులు వేయగలదు మరియు పూతలు మరియు సిరా పరిశ్రమలలో కూడా ఉపయోగించవచ్చు.

★ గేమ్సీరియం(IV) ఆక్సైడ్పాలిషింగ్ సమ్మేళనంగా ఉపయోగించవచ్చు, ఉదాహరణకు, కెమికల్-మెకానికల్ పాలిషింగ్ (CMP)లో.

★ సిరియంను హైడ్రోజన్ నిల్వ పదార్థాలు, థర్మోఎలక్ట్రిక్ పదార్థాలు, సిరియం టంగ్‌స్టన్ ఎలక్ట్రోడ్‌లు, సిరామిక్ కెపాసిటర్, పైజోఎలక్ట్రిక్ సిరామిక్స్, సిరియం సిలికాన్ కార్బైడ్ అబ్రాసివ్‌లు, ఇంధన కణ ముడి పదార్థాలు, గ్యాసోలిన్ ఉత్ప్రేరకాలు, శాశ్వత అయస్కాంత పదార్థాలు, వైద్య పదార్థాలు, వివిధ మిశ్రమ లోహాలు మరియు ఫెర్రస్ కాని లోహాలుగా కూడా ఉపయోగించవచ్చు.