Церий тускнеет на воздухе, образуя коррозийный слой, как ржавчина на железе; образец церия размером с сантиметр полностью разрушается примерно за год. Он легко воспламеняется при 150 °C, образуя бледно-желтый диоксид церия (IV), также известный как церия: Ce + O2 → CeO2. Это можно восстановить до окиси церия (III) с помощью водорода. Металлический церий высоко пирофорен, что означает, что когда его трет или царапает, образующиеся стружки загораются. Эта реактивность соответствует периодическим тенденциям, так как церий является одним из первых и, следовательно, одним из самых крупных (по атомному радиусу) лантаноидов. Диоксид церия (IV) имеет структуру флюорита, аналогично диоксидам празеодима и тербия. Также известны многие нестехиометрические халькогениды, а также тривалентные соединения Ce2Z3 (Z = S, Se, Te). Монохалькогениды CeZ проводят электричество и должны быть сформулированы как Ce3+Z2−. Хотя известны CeZ2, это полихалькогениды с церий (III); халькогениды церия (IV) неизвестны. Церий - это высоко электроотрицательный металл и реагирует с водой. Реакция происходит медленно с холодной водой, но ускоряется с повышением температуры, при этом образуется гидроксид церия (III) и водород: 2 Ce (s) + 6 H2O (l) → 2 Ce(OH)3 (aq) + 3 H2 (g). Металлический церий реагирует со всеми галогенами, образуя тригалогениды: 2 Ce (s) + 3 F2 (g) → 2 CeF3 (s) [белый] 2 Ce (s) + 3 Cl2 (g) → 2 CeCl3 (s) [белый] 2 Ce (s) + 3 Br2 (g) → 2 CeBr3 (s) [белый] 2 Ce (s) + 3 I2 (g) → 2 CeI3 (s) [желтый]. Реакция с избытком фтора производит стабильный белый тетрафторид CeF4; другие тетрагалогениды неизвестны. Из дигалогенидов известен только бронзовый дийодид CeI2; как и дийодиды лантана, празеодима и гадолиния, это церий (III) электридное соединение. Настоящие соединения церия (II) ограничены несколькими необычными органоцериевыми комплексами. Церий легко растворяется в разбавленной серной кислоте, образуя растворы, содержащие бесцветные ионы Ce, которые существуют как [Ce(H2O)9] комплексы: 2 Ce (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Ce (aq) + 3 SO4 (aq) + 3 H2 (g). Растворимость церия намного выше в метансульфоновой кислоте. Церий (III) и тербий (III) имеют ультрафиолетовые полосы поглощения с относительно высокой интенсивностью по сравнению с другими лантаноидами, так как их конфигурации (соответственно, один электрон больше, чем у пустой или полузаполненной f-оболочки) облегчают переходы f→d вместо запрещенных переходов f→f у других лантаноидов. Сульфат церия (III) является одной из немногих солей, растворимость которых в воде уменьшается с повышением температуры. Водные растворы церия (IV) можно приготовить, реагируя растворы церия (III) с сильными окислителями, такими как пероксодисульфат или висмутат. Значения E(Ce/Ce) сильно варьируют в зависимости от условий из-за относительной легкости комплексообразования и гидролиза с различными анионами, хотя +1,72 В обычно является представительным значением; для E(Ce/Ce) это −2,34 В. Церий - единственный лантаноид, который имеет важное водное и координационное разнообразие химии в состоянии окисления +4. Из-за переноса заряда от лиганда к металлу, водные ионы церия (IV) имеют оранжево-желтый цвет. Водные растворы церия (IV) метастабильны в воде и являются сильными окислителями, которые окисляют соляную кислоту с выделением хлорного газа. Например, аммоний нитрат церия - это распространенный окислитель в органической химии, который высвобождает органические лиганды от металлокарбонилов. В реакции Белоусова-Жаботинского церий колеблется между состояниями окисления +4 и +3, катализируя реакцию. Соли церия (IV), особенно сульфат церия (IV), часто используются как стандартные реагенты для объемного анализа в цериметрических титрованиях. Комплекс нитрата [Ce(NO3)6] является наиболее распространенным соединением церия во время использования церия (IV) в качестве окислителя: он и его аналог церия (III) [Ce(NO3)6] имеют 12-координационную икосаэдрическую молекулярную геометрию, в то время как [Ce(NO3)6] имеет 10-координационную бикрышечно додекадельтаэдрическую молекулярную геометрию. Нитраты церия также образуют 4:3 и 1:1 комплексы с 18-краун-6 (соотношение между церием и короновым эфиром). Также известны галогенсодержащие комплексные ионы, такие как CeF8, CeF6 и оранжевый CeCl6. Органоцериевая химия схожа с химией других лантаноидов, в основном это соединения циклопентадиенильного и циклооктатетраенильного типов. Циклооктатетраенильное соединение церия (III) цероцена (Ce(C8H8)2) принимает молекулярную структуру ураноцена. Алкильные, алкинильные и алкенильные органоцериевые производные получают путем трансметаллирования соответствующих органолитиевых или Гриньяровых реагентов, и они более нуклеофильные, но менее основные, чем их предшественники.
