יסוד נדיר קסום של אדמה: צריום

צריום הוא ה"אח הגדול" הבלתי מעורער במשפחה הגדולה של יסודות אדמה נדירה. ראשית, השפע הכולל של אדמה נדירה בקרום הוא 238ppm, כאשר צריום עומד על 68ppm, המהווה 28% מכלל הרכב אדמה נדירה ומדורג במקום הראשון; שנית, צריום הוא יסוד אדמה נדירה השני שהתגלה תשע שנים לאחר גילוי איטריום (1794). יישומו נרחב מאוד, ו"צריום" הוא בלתי ניתן לעצירה.

גילוי יסוד הצריום

קרל אאור פון ולסבאך

צריום התגלה ונקרא בשנת 1803 על ידי הגרמן קלופרס, הכימאי השוודי יונס יאקוב ברזליוס והמינרולוג השוודי וילהלם היסינגר. הוא נקרא צריום, ועפרתו נקראת צריט, לזכרו של קרס, אסטרואיד שהתגלה בשנת 1801. למעשה, סוג זה של סיליקט צריום הוא מלח מיובש המכיל 66% עד 70% צריום, בעוד שהשאר הם תרכובות של סידן, ברזל ו...איטריום.

השימוש הראשון בצריום היה בקמין גז שהומצא על ידי הכימאי האוסטרי קרל אאור פון ולסבאך. בשנת 1885 הוא ניסה תערובת של מגנזיום, לנתן ותחמוצת איטריום, אך תערובות אלו פלטו אור ירוק ללא הצלחה.

בשנת 1891, הוא גילה שתחמוצת תוריום טהורה מייצרת אור טוב יותר, למרות שהיא כחולה, וערבבה אותה עם תחמוצת צריום(IV) כדי לייצר אור לבן בוהק. בנוסף, תחמוצת צריום(IV) יכולה לשמש גם כזרז לבעירת תחמוצת תוריום.

מתכת צריום

★ צריום הוא מתכת לבנה כסופה רכה וגמישה בעלת תכונות פעילות. בחשיפה לאוויר, הוא מתחמצן ויוצר שכבת תחמוצת מתקלפת דמוית חלודה. בחימום, הוא נשרף ומגיב במהירות עם מים. דגימת מתכת צריום בגודל סנטימטר מתקלפת לחלוטין תוך כשנה. יש להימנע ממגע עם אוויר, מחמצנים חזקים, חומצות חזקות והלוגנים.

★ צריום קיים בעיקר במונאזיט ובבסטנזיט, כמו גם בתוצרי ביקוע של אורניום, תוריום ופלוטוניום. מזיק לסביבה, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לזיהום מקווי מים.

★ צריום הוא היסוד ה-26 בשכיחותו, המהווה 68ppm בקרום כדור הארץ, שני רק לנחושת (68ppm). צריום נמצא בשפע רב יותר ממתכות רגילות כמו עופרת (13ppm) ובדיל (2.1ppm).

תצורת אלקטרונים של צריום

הסדרים אלקטרוניים:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ צריום ממוקם אחרי לנתנום ויש לו 4f אלקטרונים שמתחילים בצריום, מה שמקל עליו להשתתף בתגובות כימיות. עם זאת, האורביטל ה-5d של צריום תפוס, והשפעה זו אינה חזקה מספיק בצריום.

★ רוב הלנתנידים יכולים להשתמש רק בשלושה אלקטרונים כאלקטרון ערכיות, למעט צריום, בעל מבנה אלקטרוני משתנה. האנרגיה של אלקטרונים 4f כמעט זהה לזו של אלקטרונים חיצוניים 5d ו-6s שאינם ממוקמים במצב מתכתי, ורק כמות קטנה של אנרגיה נדרשת כדי לשנות את התפוסה היחסית של רמות אנרגיה אלקטרוניות אלו, וכתוצאה מכך נוצרת ערכיות כפולה של +3 ו-+4. המצב הנורמלי הוא ערכיות +3, המציגה ערכיות +4 במים אנאירוביים.
יישום של צריום

★ ניתן להשתמש כתוסף לסגסוגת ולייצור מלחי צריום וכו'.

★ ניתן להשתמש בו כתוסף זכוכית לספיגת קרניים אולטרה סגולות ואינפרא אדום, והוא נמצא בשימוש נרחב בזכוכית לרכב.

★ יכול לשמש כחומר מצוין להגנה על הסביבה, וכיום המייצג ביותר הוא זרז טיהור פליטות רכב, אשר מונע ביעילות פליטה של ​​כמות גדולה של גזי פליטה של ​​רכב לאוויר.

★ אוריסודות אדמה נדיריםמורכב בעיקר מצריום כווסת צמיחת צמחים שיכול לשפר את איכות היבול, להגדיל את התשואה ולשפר את עמידות היבול ללחץ.

★ צריום סולפיד יכול להחליף מתכות כמו עופרת וקדמיום המזיקות לסביבה ולבני אדם בפיגמנטים, יכול לצבוע פלסטיק, וניתן להשתמש בו גם בתעשיות ציפויים ודיו.

★תחמוצת צריום (IV)יכול לשמש כתרכובת ליטוש, למשל, בליטוש כימי-מכני (CMP).

★ ניתן להשתמש בצריום גם כחומרי אחסון מימן, חומרים תרמואלקטריים, אלקטרודות טונגסטן צריום, קבל קרמי, קרמיקה פיזואלקטרית, חומרי שוחקים מסיליקון קרביד צריום, חומרי גלם לתאי דלק, זרזים לבנזין, חומרים מגנטיים קבועים, חומרים רפואיים, סגסוגות פלדה שונות ומתכות לא ברזליות.