2001:B07:646D:853D:7716:8C41:D756:8C35 at 01:03, 26 May 2025

2025-05-26T01:03:37Z

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{{Nota disambigua}}
{{elemento chimico
|Nome = cerio
|Serie_chimica =[[Lantanoidi|lantanidi]]
|Nucleoni =
|Precedente = [[lantanio]]
|Successivo = [[praseodimio]]
|Simbolo = Ce
|Numero_atomico = 58
|Gruppo = —
|Periodo = [[elementi del periodo 6|6]]
|Blocco = [[Orbitale atomico|f]]
|Densità = 6 689 kg/m³
|Durezza = 2,5
|Aspetto = Cerium2.jpg
|Didascalia
|Spettro = Cerium_spectrum_visible.png
|Massa_atomica = {{M|140,116|u=uma}}
|Raggio_atomico = {{M|181,8|ul=pm}}
|Raggio_covalente = {{M|204|9|ul=pm}}
|Raggio_di_van_der_Waals =
|Configurazione_elettronica = <nowiki>[</nowiki>[[Xeno|Xe]]<nowiki>]</nowiki>4f15d16s2
|Termine_spettroscopico = 1Go4
|Elettroni = 2, 8, 18, 19, 9, 2
|Numero_di_ossidazione = '''3''', 4 (debolmente [[base (chimica)|basico]])
|Struttura_cristallina = [[Reticolo cubico a facce centrate|cubica a facce centrate]]
|Stato = [[solido]]
|Fusione = {{Converti|1068|K|°C|lk=on}}
|Ebollizione = {{Converti|3716|K|°C}}
|Punto_critico =
|Punto_triplo =
|Volume_molare = {{Val|20,69e-6|u=m3/[[Mole|mol]]}}
|Calore_di_evaporazione = {{Val|414|ul=kJ/mol}}
|Calore_di_fusione = 5,46 kJ/mol
|Tensione_di_vapore =
|Velocità_del_suono = {{M|2100|ul=m/s}} a 20 °C
|Numero_CAS = 7440-45-1
|Elettronegatività = 1,12 ([[scala di Pauling]])
|Calore_specifico = 190 [[Calore specifico|J/(kg·K)]]
|Conducibilità_elettrica = {{Val|1,15e6|u=/m·[[Ohm|Ω]]}}
|Conducibilità_termica = 11,4 [[Conducibilità termica#Unità di misura|W/(m·K)]]
|Energia_1a_ionizzazione = 534,4 kJ/mol
|Energia_2a_ionizzazione = 1 050 kJ/mol
|Energia_3a_ionizzazione = 1 949 kJ/mol
|Energia_4a_ionizzazione = 3 547 kJ/mol
|Energia_5a_ionizzazione = 6 325 kJ/mol
|Isotopo_1 =134Ce
|NA_1 =sintetico
|TD_1 =3,16 giorni
|DM_1 =[[cattura elettronica|ε]]
|DE_1 =0,500
|DP_1 =[[lantanio|134La]]
|Isotopo_2 =136Ce
|NA_2 =0,19%
|TD_2 =136Ce è stabile con 78 [[neutrone|neutroni]]
|Isotopo_3 =138Ce
|NA_3 =0,25%
|TD_3 =138Ce è stabile con 80 neutroni
|Isotopo_4 =139Ce
|NA_4 =sintetico
|TD_4 =137,640 giorni
|DM_4 =ε
|DE_4 = 0,278
|DP_4 =[[lantanio|139La]]
|Isotopo_5 =140Ce
|NA_5 =88,48%
|TD_5 =140Ce è stabile con 82 neutroni
|Isotopo_6 =141Ce
|NA_6 =sintetico
|TD_6 =32,501 giorni
|DM_6 =[[decadimento beta|β−]]
|DE_6 =0,581
|DP_6 =[[praseodimio|141Pr]]
|Isotopo_7 =142Ce
|NA_7 =11,08%
|TD_7 ={{Val|p= >|5e16|u=anni}}
|DM_7 =β−
|DE_7 =sconosciuta
|DP_7 =[[neodimio|142Nd]]
|Isotopo_8 =144Ce
|NA_8 =sintetico
|TD_8 =284,893 giorni
|DM_8 =β−
|DE_8 =0,319
|DP_8 =[[praseodimio|144Pr]]
}}

Il '''cerio''' è l'[[elemento chimico]] di [[numero atomico]] 58 e il suo [[Simbolo chimico|simbolo]] è '''Ce'''.

Si tratta di un [[metallo]], [[duttilità|duttile]], di colore bianco-argenteo. Si [[ossidazione|ossida]] rapidamente quando esposto all'aria ed è abbastanza morbido da essere tagliato con un coltello. Il cerio è il secondo elemento della serie dei [[lantanidi]] e, mentre spesso mostra lo stato di ossidazione +3 caratteristico della serie, eccezionalmente si presenta anche con uno stato di ossidazione +4 che non si ossida in acqua. È anche tradizionalmente considerato uno degli elementi delle [[terre rare]]. Analogamente ad altri lantanoidi di inizio serie quali [[lantanio]], [[praseodimio]] e [[neodimio]], il cerio ha un ruolo biologico essenziale nell'ambito del metabolismo di alcuni batteri.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Arjan|cognome=Pol|data=2014-1|titolo=Rare earth metals are essential for methanotrophic life in volcanic mudpots: Rare earth metals essential for methanotrophic life|rivista=Environmental Microbiology|volume=16|numero=1|pp=255-264|lingua=en|accesso=2019-08-22|doi=10.1111/1462-2920.12249|url=http://doi.wiley.com/10.1111/1462-2920.12249|nome2=Thomas R. M.|cognome2=Barends|nome3=Andreas|cognome3=Dietl}}</ref> Non ha alcun ruolo noto nella biochimica degli eucarioti e quindi anche dell'uomo, per il quale è moderatamente tossico.

Nonostante si trovi sempre in combinazione con gli altri elementi delle terre rare, in [[minerale|minerali]] come la [[monazite]] e la [[Bastnäsite-(Ce)|bastnäsite]], il cerio è facile da estrarre, grazie alla sua capacità unica tra i lantanidi di essere ossidato allo stato +4. È il più comune dei lantanidi, seguito dal [[neodimio]], dal [[lantanio]] e dal [[praseodimio]]. È il 26º elemento più abbondante, costituendo 66 ppm (parti per milione) della [[crosta terrestre]], la metà del totale del [[cloro]] e il quintuplo del [[piombo]].

Il cerio è stato il primo dei lantanidi ad essere scoperto nel 1803, grazie al lavoro degli [[svedesi]] [[Jöns Jacob Berzelius]] e [[Wilhelm Hisinger]] e indipendentemente da [[Martin Heinrich Klaproth]] in [[Germania]], nel 1839 è stato isolato da [[Carl Gustav Mosander]]. Il cerio e suoi composti hanno una varietà di impieghi: ad esempio, l'ossido di cerio viene utilizzato per lucidare il vetro ed è una parte importante dei [[Convertitore catalitico|convertitori catalitici]]. Si trova anche negli accendini per le sue proprietà [[Piroforicità|piroforiche]].

== Caratteristiche ==
Il cerio è un elemento metallico, argenteo, appartenente al gruppo dei [[lantanoidi]]. Utilizzato in alcune leghe a base di [[terre rare]], per colore e lucentezza somiglia al [[ferro]] ma è più tenero, duttile e malleabile; all'aria si ossida rapidamente.

Fra gli elementi delle terre rare, solo l'[[europio]] è più reattivo del cerio. È attaccato rapidamente da soluzioni alcaline e da acidi, sia diluiti sia concentrati. Il metallo puro può facilmente prender fuoco se graffiato con una lama.

A causa della relativa vicinanza dell'orbitale 4f con gli orbitali più esterni, il cerio presenta interessanti caratteristiche chimiche variabili. Ad esempio la compressione o il raffreddamento di questo metallo ne cambiano lo [[stato di ossidazione]], che passa approssimativamente da 3 a 4. 
Nello stato di ossidazione +3, è denominato [[Ossido di cerio(III)|ceroso]] mentre nello stato di ossidazione +4 è detto [[Ossido di cerio(IV)|cerico]].

I sali cerici del cerio (IV) sono giallastri o rosso-arancioni mentre i sali cerosi del cerio (III) sono normalmente bianchi.

== Applicazioni ==
Utilizzi del cerio:

=== In metallurgia ===
* il cerio è utilizzato nella produzione delle leghe di [[alluminio]] e di alcuni acciai.
* L'aggiunta di cerio alle fusioni in [[ghisa]] evita la grafitizzazione e consente la produzione di ghisa malleabile.
* Negli acciai, può aiutare a ridurre solfuri e ossidi, inoltre consente la degasazione.
* Viene utilizzato nella produzione degli acciai inossidabili come agente indurente per [[precipitazione (chimica)|precipitazione]].
* Nelle leghe di magnesio, una percentuale di cerio fra il 3 ed il 4%, insieme allo 0,2-0,6% di [[zirconio]], aiuta a ridurre la granularità e consente la realizzazione di fusioni di forme complesse, aumentando inoltre la resistenza al calore.
* Viene utilizzato in leghe per magneti permanenti.
* È un componente del [[Mischmetal]], abbondantemente utilizzato nella produzione di leghe ad alta [[piroforicità]] per accendisigari.

Inoltre:
* Il cerio è anche utilizzato nelle lampade ad arco voltaico, particolarmente nell'industria del cinema.
* Il solfato cerico è ampiamente utilizzato come [[ossidazione|agente ossidante]] volumetrico nell'analisi quantitativa.
* Composti di cerio sono utilizzati nella produzione del [[vetro]], sia come componenti sia come decoloranti.
* Composti di cerio sono anche utilizzati per produrre smalti colorati.
* Composti del cerio(III) e cerio(IV) hanno un utilizzo come catalizzatori nella sintesi di composti organici.

=== Ossido di cerio ===
Vedi [[Ossido di cerio(III)]] e [[Ossido di cerio(IV)]]

== Storia ==
Il cerio fu scoperto nel [[1803]] in Svezia da [[Jöns Jacob Berzelius]] e [[Wilhelm Hisinger]] ed in Germania, indipendentemente, da [[Martin Heinrich Klaproth]].<ref>{{Cita web|http://www.liberliber.it/mediateca/libri/g/guareschi/jons_jacob_berzelius_etc/pdf/jons_j_p.pdf|Jöns Jacob Berzelius e la sua opera scientifica: Brevi cenni sulla Chimica nella prima metà del secolo XIX|autore=[[Icilio Guareschi]]|città=Torino|formato=PDF|editore=Unione Tipografico-Editrice|anno=1915}}</ref> 
Il nome ''cerio'' venne dato da Berzelius dal nome del [[pianeta nano]] [[Cerere (astronomia)|Cerere]], scoperto due anni prima ([[1801]]).

== Disponibilità ==
Fra gli elementi delle terre rare, il cerio è l'elemento più abbondante nella [[crosta terrestre]], nella percentuale approssimativa dello 0,0046% (ovvero 49 [[Parti per milione|ppm]]).

È contenuto in un certo numero di [[Minerale|minerali]], i più importanti dei quali sono l'[[Allanite-(Ce)|allanite]] (Ca, Ce, La, Y)2(Al, Fe)3(SiO4)3(OH), la [[monazite]] (Ce, La, Th, Nd, Y)PO4, la [[Bastnäsite-(Ce)|bastnasite]] (Ce, La, Y)CO3F, l'[[Hydroxylbastnäsite-(Nd)|hydroxylbastnasite]] (Ce, La, Nd)CO3(OH, F), il [[Rhabdophane-(Ce)|rhabdophane]] (Ce, La, Nd)PO4-H2O e la [[Synchysite-(Ce)|synchysite]] Ca(Ce, La, Nd, Y)(CO3)2F.

Fra tutti questi, i più importanti industrialmente sono la monazite (prevalentemente sotto forma di giacimenti di sabbie monazitiche) e la bastnasite. Nella maggior parte dei casi, la preparazione del cerio avviene per mezzo di [[Resina a scambio ionico|processi di separazione a scambio ionico]]. Si prevede che i depositi di monazite, allanite e bastnasite saranno in grado di fornire cerio, [[torio]] ed altri elementi delle [[terre rare]] ancora per molti anni.

== Composti ==
Il cerio è caratterizzato da due comuni [[Stato di ossidazione|stati di ossidazione]] +3 e +4. 
Il composto più comune è l'[[ossido di cerio(IV)]] (CeO2), utilizzato come agente lucidante oltre che come catalizzatore, incorporato nelle pareti dei forni autopulenti. Il [[Solfato cerico ammonico|solfato di cerio(IV) e ammonio]] (NH4)2Ce(SO4)3 e il [[nitrato di cerio(IV) e ammonio]] (ceric ammonium nitrate o CAN, (NH4)2Ce(NO3)6) sono due comuni reagenti [[ossidazione|ossidanti]] utilizzati nelle [[titolazione (chimica)|titolazioni]].

Il [[cloruro di cerio(III)]], CeCl3, viene impiegato per facilitare le reazioni sui [[Carbonile|gruppi carbonili]] in [[chimica organica]]. Altri composti importanti sono il [[carbonato di cerio(III)]] (Ce2(CO3)3), il [[Fluoruro ceroso|fluoruro di cerio(III)]] (CeF3) e il [[solfato di cerio(IV)]] (solfato cerico, Ce(SO4)2).

== Isotopi ==
In natura il cerio è composto dall'[[isotopo stabile]] 140Ce (88,45%) e tre isotopi debolissimamente [[Radionuclide|radioattivi]]: 136Ce (0,185%), 138Ce (0,251%), e 142Ce (11,114%).<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Elements/058/index.html|titolo=Pictures, stories, and facts about the element Cerium in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2023-01-02}}</ref>

Il 136Ce, avente [[Emivita (fisica)|emivita]] di 7×1013 anni, è soggetto al [[Doppio decadimento beta|doppio decadimento β+]] (374,2 [[Elettronvolt|keV]]) per dare il 136[[Bario|Ba]], stabile.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/058.136/index.dm.html|titolo=Isotope data for cerium-136 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2023-01-02}}</ref>

Il 138Ce, avente emivita di 9×1013 anni, è soggetto a [[doppia cattura elettronica]] (693 keV) per dare il 138Ba, stabile.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/058.138/index.dm.html|titolo=Isotope data for cerium-138 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2023-01-02}}</ref>

Il 142Ce, avente emivita di 5×1016 anni è soggetto a [[Doppio decadimento beta|doppio decadimento β-]] (1417 keV) per dare il 142[[Neodimio|Nd]] (stabile), ma è anche soggetto a [[Decadimento alfa|decadimento α]] (1298 keV), per dare il 138Ba, stabile.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/058.142/index.dm.html|titolo=Isotope data for cerium-142 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2023-01-02}}</ref>

Sono noti altri 35 [[Radionuclide|radioisotopi]], con [[Numero di massa|numeri di massa]] che vanno dal 119 (119Ce) al 157 (157Ce): i più stabili fra essi sono 144Ce con emivita di 284,893 giorni, 139Ce con 137,640 giorni e 141Ce con 32,501 giorni. Tutti gli altri radioisotopi hanno emivite di meno di 4 giorni e la gran parte di essi non arriva a 10 minuti. Di questo elemento si conoscono anche due [[Isomeria nucleare|stati metastabili]].

== Precauzioni ==
Il cerio, come tutte le terre rare, è moderatamente tossico. È un forte riducente e si incendia spontaneamente all'aria se riscaldato fino a {{Val|65|-|80|ul=°C}}. Il cerio può reagire con lo [[zinco]] in modo esplosivo e la sua reazione con il [[bismuto]] e l'[[antimonio]] è molto [[Processo esotermico|esotermica]]. I fumi esalanti da incendi di cerio sono tossici. Non si deve usare acqua per spegnere incendi di cerio, perché dalla [[reazione chimica]] fra cerio e acqua si sprigiona [[idrogeno]], che è altamente infiammabile. Lavoratori esposti al cerio hanno accusato prurito, sensibilità al calore e lesioni cutanee; animali cui sono state iniettate forti dosi di cerio sono morti per collasso cardiovascolare.

L'[[Ossido di cerio(IV)|ossido di cerio (IV)]] è un potente ossidante ad alte temperature e reagisce con materiale organico combustibile. Anche se il cerio in sé non è radioattivo, il cerio commercialmente disponibile può contenere tracce di [[torio]], che invece lo è. Il cerio non svolge alcun ruolo biologico noto negli organismi viventi.

== Note ==
<references/>

== Bibliografia ==
* {{cita libro | nome= Francesco | cognome= Borgese | titolo= Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico | editore= CISU | città= Roma | anno= 1993 | isbn= 88-7975-077-1 | url= http://books.google.it/books?id=9uNyAAAACAAJ}}
* {{cita libro|autore=R. Barbucci|autore2=A. Sabatini|autore3=P. Dapporto|titolo=Tavola periodica e proprietà degli elementi|editore=Edizioni V. Morelli|città=Firenze|anno=1998|cid=Tavola periodica e proprietà degli elementi|url=http://www.idelsongnocchi.it/online/vmchk/chimica/tavola-periodica-degli-elementi-iupac.html|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20101022060832/http://www.idelsongnocchi.it/online/vmchk/chimica/tavola-periodica-degli-elementi-iupac.html|dataarchivio=22 ottobre 2010}}

== Voci correlate ==
* [[Lantanoidi]]
* [[Fluoruro ceroso]]
* [[Solfato cerico ammonico]]
* [[Ossido di cerio]]
* [[Cerimetria]]

== Altri progetti ==
{{interprogetto|wikt=cerio|wikt_etichetta=cerio}}

== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
* {{Cita web|1=http://periodic.lanl.gov/elements/58.html|2=Cerio|lingua=en|editore=[[Los Alamos National Laboratory]]|accesso=25 marzo 2005|dataarchivio=14 gennaio 2007|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20070114211730/http://periodic.lanl.gov/elements/58.html|urlmorto=sì}}
* {{Cita web|http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Ce/index.html|Cerio|lingua=en|sito=WebElements.com}}
* {{Cita web|http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Ce.html|Cerio|lingua=en|sito=EnvironmentalChemistry.com}}
* {{Cita web|http://education.jlab.org/itselemental/ele058.html|It's Elemental – il cerio|lingua=en}}
* {{Cita web|url=http://www.azom.com/details.asp?ArticleID=592|lingua=en|titolo=Proprietà ed applicazioni}}

{{Elementi chimici}}
{{Controllo di autorità}}
{{Portale|chimica}}

[[Categoria:Cerio| ]]

Cerio - Revision history

2001:B07:646D:853D:7716:8C41:D756:8C35 at 01:03, 26 May 2025