Tribromuro di cerio

Tribromuro di cerio
Nome IUPAC
	Bromuro di cerio(III)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	CeBr3
Massa molecolare (u)	379,828 g/mol
Numero CAS	14457-87-5
Numero EINECS	238-447-0
PubChem	292780
SMILES	[Ce+3].[Br-].[Br-].[Br-]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	5.1
Solubilità in acqua	4.56 mol kg−1
Temperatura di fusione	722 °C
Temperatura di ebollizione	1457 °C
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
	pericolo
Frasi H	315 - 319 - 335
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Il tribromuro di cerio, o bromuro di cerio(III), è un composto inorganico con formula CeBr₃. Questo solido igroscopico bianco è interessante come componente dei rivelatori a scintillazione.

Preparazione e proprietà di base

Il composto è noto almeno dal 1899, quando Muthman e Stützel riportarono la sua preparazione da solfuro di cerio e acido bromidrico gassoso.^[2] Le soluzioni acquose di tribromuro di cerio possono essere preparate dalla reazione di Ce₂(CO₃)₃·H₂O con acido bromidrico. Il prodotto, CeBr₃·H₂O può essere disidratato mediante riscaldamento con NH4Br seguito da sublimazione di bromuro d'ammonio (NH₄Br) residuo. Il tribromuro di cerio può essere distillato a pressione ridotta (~ 0,1 Pa) in una fiala di quarzo a 875-880 °C.^[3] Come il sale correlato cloruro ceroso (CeCl₃), il bromuro assorbe l'acqua se esposto all'aria umida. Il composto fonde congruentemente a 722 °C e singoli cristalli ben ordinati possono essere prodotti utilizzando metodi di crescita cristallina standard come il metodo Bridgman o il processo Czochralski.

Il tribromuro di cerio adotta la struttura cristallina esagonale di tipo UCl₃ con il gruppo spaziale P6₃/m. (gruppo nº 176)^[4]^[5] Gli ioni cerio sono a 9 coordinate e adottano una geometria prismatica trigonale "tricappata".^[6] Le lunghezze del legame cerio-bromo sono 3,11 Å e 3,16 Å.^[7]

Applicazioni

I singoli cristalli di bromuro di lantanio drogati con tribromuro di cerio sono noti per esibire proprietà di scintillazione superiori per applicazioni nei rilevatori di sicurezza, nell'imaging a scopo medico e in geofisica.^[8]^[9]

I singoli cristalli non drogati di tribromuro di cerio si sono dimostrati promettenti come rivelatori a scintillazione a raggi γ nei test di non proliferazione nucleare, nell'imaging medico, nella bonifica ambientale e nell'esplorazione petrolifera.^[10]

Note

^ (EN) Tomasz Mioduski, Cezary Gumiński, Dewen Zeng e Heidelore Voigt, IUPAC-NIST Solubility Data Series. 94. Rare Earth Metal Iodides and Bromides in Water and Aqueous Systems. Part 2. Bromides, in Journal of Physical and Chemical Reference Data, vol. 42, n. 1, AIP Publishing, 2013, pp. 013101, DOI:10.1063/1.4766752, ISSN 0047-2689 (WC · ACNP).
^ (DE) W. Muthmann e L. Stützel, Eine einfache Methode zur Darstellung der Schwefel-, Chlor- und Brom-Verbindungen der Ceritmetalle, in Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, vol. 32, n. 3, 1899, pp. 3413–3419, DOI:10.1002/cber.189903203115, ISSN 0365-9496 (WC · ACNP).
^ (EN) L. Rycerz, E. Ingier-Stocka, M. Berkani e M. Gaune-Escard, Thermodynamic Functions of Congruently Melting Compounds Formed in the CeBr₃−KBr Binary System, in Journal of Chemical & Engineering Data, vol. 52, n. 4, American Chemical Society (ACS), 2007, pp. 1209–1212, DOI:10.1021/je600517u, ISSN 0021-9568 (WC · ACNP).
^ (EN) B. Morosin, Crystal Structures of Anhydrous Rare‐Earth Chlorides, in The Journal of Chemical Physics, vol. 49, n. 7, AIP Publishing, 1968, pp. 3007–3012, DOI:10.1063/1.1670543, ISSN 0021-9606 (WC · ACNP).
^ (EN) A.F. Wells, Structural Inorganic Chemistry, 5ª ed., Oxford University Press, 1984, p. 421, ISBN 978-0-19-965763-6.
^ (EN) Norman N. Greenwood e Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, pp. 1240–1241, ISBN 978-0-08-037941-8.
^ (EN) William Houlder Zachariasen, Crystal chemical studies of the 5f-series of elements. I. New structure types, in Acta Crystallographica, vol. 1, n. 5, 1948, pp. 265–268, DOI:10.1107/S0365110X48000703.
^ (EN) E.V.D. van Loef, P. Dorenbos, C.W.E. van Eijk, K. Krämer e H.U. Güdel, High-energy-resolution scintillator: Ce³⁺ activated LaBr₃, in Applied Physics Letters, vol. 79, n. 10, AIP Publishing, 3 settembre 2001, pp. 1573–1575, DOI:10.1063/1.1385342, ISSN 0003-6951 (WC · ACNP).
^ (EN) Peter R. Menge, G. Gautier, A. Iltis, C. Rozsa e V. Solovyev, Performance of large lanthanum bromide scintillators, in Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, vol. 579, n. 1, Elsevier BV, 2007, pp. 6–10, DOI:10.1016/j.nima.2007.04.002, ISSN 0168-9002 (WC · ACNP).
^ (EN) W.M. Higgins, A. Churilov, E. van Loef, J. Glodo, M. Squillante e K. Shah, Crystal growth of large diameter LaBr₃:Ce and CeBr₃, in Journal of Crystal Growth, vol. 310, 7–9, Elsevier BV, 2008, pp. 2085–2089, DOI:10.1016/j.jcrysgro.2007.12.041, ISSN 0022-0248 (WC · ACNP).

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[1] (EN) Tomasz Mioduski, Cezary Gumiński, Dewen Zeng e Heidelore Voigt, IUPAC-NIST Solubility Data Series. 94. Rare Earth Metal Iodides and Bromides in Water and Aqueous Systems. Part 2. Bromides, in Journal of Physical and Chemical Reference Data, vol. 42, n. 1, AIP Publishing, 2013, pp. 013101, DOI:10.1063/1.4766752, ISSN 0047-2689 (WC · ACNP).

[2] (DE) W. Muthmann e L. Stützel, Eine einfache Methode zur Darstellung der Schwefel-, Chlor- und Brom-Verbindungen der Ceritmetalle, in Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, vol. 32, n. 3, 1899, pp. 3413–3419, DOI:10.1002/cber.189903203115, ISSN 0365-9496 (WC · ACNP).

[3] (EN) L. Rycerz, E. Ingier-Stocka, M. Berkani e M. Gaune-Escard, Thermodynamic Functions of Congruently Melting Compounds Formed in the CeBr₃−KBr Binary System, in Journal of Chemical & Engineering Data, vol. 52, n. 4, American Chemical Society (ACS), 2007, pp. 1209–1212, DOI:10.1021/je600517u, ISSN 0021-9568 (WC · ACNP).

[4] (EN) B. Morosin, Crystal Structures of Anhydrous Rare‐Earth Chlorides, in The Journal of Chemical Physics, vol. 49, n. 7, AIP Publishing, 1968, pp. 3007–3012, DOI:10.1063/1.1670543, ISSN 0021-9606 (WC · ACNP).

[Wells421-5] (EN) A.F. Wells, Structural Inorganic Chemistry, 5ª ed., Oxford University Press, 1984, p. 421, ISBN 978-0-19-965763-6.

[6] (EN) Norman N. Greenwood e Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, pp. 1240–1241, ISBN 978-0-08-037941-8.

[7] (EN) William Houlder Zachariasen, Crystal chemical studies of the 5f-series of elements. I. New structure types, in Acta Crystallographica, vol. 1, n. 5, 1948, pp. 265–268, DOI:10.1107/S0365110X48000703.

[8] (EN) E.V.D. van Loef, P. Dorenbos, C.W.E. van Eijk, K. Krämer e H.U. Güdel, High-energy-resolution scintillator: Ce³⁺ activated LaBr₃, in Applied Physics Letters, vol. 79, n. 10, AIP Publishing, 3 settembre 2001, pp. 1573–1575, DOI:10.1063/1.1385342, ISSN 0003-6951 (WC · ACNP).

[9] (EN) Peter R. Menge, G. Gautier, A. Iltis, C. Rozsa e V. Solovyev, Performance of large lanthanum bromide scintillators, in Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, vol. 579, n. 1, Elsevier BV, 2007, pp. 6–10, DOI:10.1016/j.nima.2007.04.002, ISSN 0168-9002 (WC · ACNP).

[10] (EN) W.M. Higgins, A. Churilov, E. van Loef, J. Glodo, M. Squillante e K. Shah, Crystal growth of large diameter LaBr₃:Ce and CeBr₃, in Journal of Crystal Growth, vol. 310, 7–9, Elsevier BV, 2008, pp. 2085–2089, DOI:10.1016/j.jcrysgro.2007.12.041, ISSN 0022-0248 (WC · ACNP).

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