Cérium

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Cérium
CE2k2g.jpg
Cérium sous argon.
LanthaneCériumPraséodyme
   
 
58
Ce
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
Ce
Th
Tableau completTableau étendu
Informations générales
Nom, symbole, numéro Cérium, Ce, 58
Famille d'éléments Lanthanide
Groupe, période, bloc –, 6, f
Masse volumique 6,770 g·cm-3 (25 °C)[1]
Dureté 2,5
Couleur blanc argenté
No CAS 7440-45-1[2]
Propriétés atomiques
Masse atomique 140,116 ± 0,001 u[1]
Rayon atomique (calc) 185 pm
Rayon de covalence 204 ± 9 pm[3]
Configuration électronique [Xe] 6s2 4f1 5d1
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 18, 19, 9, 2
État(s) d’oxydation 3,4
Oxyde basique
Structure cristalline Cubique à faces centrées
Propriétés physiques
État ordinaire solide
Point de fusion 799 °C[1]
Point d’ébullition 3 443 °C[1]
Énergie de fusion 5,46 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 414 kJ·mol-1
Volume molaire 2,069×10-4 m3·mol-1
Vitesse du son 2 100 m·s-1 à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 1,12
Chaleur massique 190 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique 1,15×106 S·m-1
Conductivité thermique 11,4 W·m-1·K-1
Énergies d’ionisation[4]
1re : 5,5387 eV 2e : 10,85 eV
3e : 20,198 eV 4e : 36,758 eV
5e : 65,55 eV 6e : 77,6 eV
Isotopes les plus stables
Iso AN Période MD Ed PD
MeV
134Ce {syn.} 3,16 j ε 0,500 134La
136Ce 0,19 % stable avec 78 neutrons
138Ce 0,25 % stable avec 80 neutrons
139Ce {syn.} 137,640 j ε 0,278 139La
140Ce 88,48 % stable avec 82 neutrons
141Ce {syn.} 32,501 j β- 0,581 141Pr
142Ce 11,08 % stable avec 84 neutrons
144Ce {syn.} 284,893 j β- 0,319 144Pr
Précautions
SGH[5]
SGH02 : InflammableSGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
Danger
H228, H302, H312, H315, H319, H332, H335, P210, P261, P280, P305, P338, P351,
Directive 67/548/EEC[5]
Nocif
Xn
Facilement inflammable
F



Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le cérium est un élément chimique, de symbole Ce et de numéro atomique 58. Il fait partie de la famille des lanthanides.

Historique[modifier | modifier le code]

Découvertes des terres rares.
Yttrium (1794)

Yttrium



Terbium (1843)



Erbium (1843)
Erbium

Erbium



Thulium (1879)



Holmium (1879)

Holmium



Dysprosium (1886)






Ytterbium (1878)

Ytterbium

Ytterbium



Lutécium (1907)




Scandium (1879)








Cérium (1803)

Cérium


Lanthane (1839)

Lanthane


Didyme (1839)
Didyme

Néodyme (1885)



Praséodyme (1885)



Samarium (1879)

Samarium

Samarium



Europium (1901)





Gadolinium (1880)







Prométhium (1947)


Diagrammes des découvertes des terres rares. Les dates entre parenthèses sont les dates d'annonces des découvertes[6]. Les branches représentent les séparations des éléments à partir d'un ancien (l'un des nouveaux éléments conservant le nom de l'ancien, sauf pour le didyme).

Le cérium[a], a été identifié en 1803 par Martin Heinrich Klaproth et pratiquement en même temps par Jöns Jacob Berzelius et Wilhelm Hisinger. Son nom fait référence à la planète naine « Cérès » découverte en janvier 1801[7]. En 1825, il a été obtenu par Carl Gustav Mosander pour la première fois à l'état raisonnablement pur.

Isotopes[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Isotopes du cérium.

Le cérium naturel est composé de quatre isotopes : 136Ce, 138Ce, 140Ce et 142Ce.

Propriétés[modifier | modifier le code]

Cérium ultra-pur dans une atmosphère d'argon.

Le cérium est un métal gris argent, le plus abondant du groupe des terres rares (abondance dans la nature de 48 ppm[8]).

À température ambiante, il est malléable et s'oxyde rapidement à l'air.

Phases du cérium pur[modifier | modifier le code]

Diagramme de phase du cérium pur

Utilisations[modifier | modifier le code]

  • Pierre à briquet : le cérium entre dans la composition du mischmétal, base des pierres à briquet.
  • Polissage du verre : le dioxyde de cérium (CeO2) est l'une des meilleures poudres de polissage du verre.
  • Protection contre l'ionisation : les verres dopés à l'oxyde de cérium sont protégés contre l'effet de solarisation du rayonnement ultraviolet et la radioactivité qui provoquent un effet d'ionisation et brise les liaisons pontantes Si-O.
  • Pots d'échappement : il est utilisé afin de diminuer les émissions nocives des moteurs Diesel (filtre à particules).
  • Fours : il est utilisé (oxyde) dans le revêtement des fours « auto-nettoyants ».
  • Manchon à incandescence : l'oxyde de cérium est imprégné dans une gaine de tissu combustible utilisée dans les lampes à pétrole sous pression, sous l'effet de la chaleur celui-ci brille fortement.
  • Autres utilisations : utilisé comme colorant du verre, dans les luminophores pour tubes cathodiques et également pour améliorer l'absorption des rayons X par la dalle des mêmes tubes.

Usage médical[modifier | modifier le code]

Le cérium est utilisé sous forme de nitrate de cérium (en) (quelques pourcents) dans certaines crèmes[b] ou dans des pansements (associé à la sulfadiazine argentique) pour soigner les brûlures graves[9]. En réaction au cérium, l'organisme produit des calcifications superficielles qui diminuent les possibilités de colonisation bactérienne et préviennent « la formation d’un tissu de granulation (limitation de la cicatrisation hypertrophique) dans les brûlures »[9].

Inoculé dans l'organisme, comme d'autres substances étrangères non dégradables, il peut induire un granulome ou une sarcoïdose, plus ou moins marquée selon le statut immunitaire de l'individu[9].

Toxicité, écotoxicité[modifier | modifier le code]

Elles sont mal connues (écotoxicité surtout), mais l'IRSN a produit une fiche pédagogique sur le radioisotope[10].

Dans un cas au moins, une patiente soignée par un pansement contenant de l'argent et du cérium après une brûlure grave a présenté une granulomatose au cérium[9].

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Un temps nommé bastium par Berzelius[7].
  2. ex : crème Flammacérium ®

Références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c et d (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, , 90e éd., 2804 p., Relié (ISBN 978-1-420-09084-0)
  2. Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  3. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », Dalton Transactions,‎ , p. 2832 - 2838 (DOI 10.1039/b801115j)
  4. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, , 89e éd., p. 10-203
  5. a et b SIGMA-ALDRICH
  6. (en) Episodes from the History of the Rare Earth Elements, Springer Netherlands, coll. « Chemists and Chemistry », (ISBN 9789401066143 et 9789400902879, DOI 10.1007/978-94-009-0287-9), xxi.
  7. a et b (en) C. H. Evans, Episodes from the History of the Rare Earth Elements, Springer Netherlands, coll. « Chemists and Chemistry », (ISBN 9789401066143 et 9789400902879, DOI 10.1007/978-94-009-0287-9), « The Discovery Of Cerium - A Fascinating Story », p. 13–36.
  8. Concepcion Cascales, Pactrick Maestro, Pierre-Charles Porcher, Regino Saez Puche, « Lanthane et lanthanides : 2.État naturel », sur l’Encyclopædia Universalis (consulté le 16 mars 2015))
  9. a, b, c et d T. Boye, J.-P. Terrier, C. Coillot, B. Guennoc, B. Fournier, F. Carsuzaa (2006) Granulomatose cutanée au cérium (chez une femme de 57 ans, gravement brûlée quatre ans auparavant); Annales de Dermatologie et de Vénéréologie, Volume 133, Issue 1, January 2006, Pages 50-52
  10. IRSN, Fiche pédagogique sur le 144Ce et l'environnement

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Liens externes[modifier | modifier le code]


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