Praseodymiumis die derde volopste lantaaniedelement in die periodieke tabel van chemiese elemente, met 'n oorvloed van 9.5 dpm in die kors, slegs laer asserium, yttrium,lantaan, enskandiumDit is die vyfde volopste element in seldsame aardmetale. Maar net soos sy naam,praseodymiumis 'n eenvoudige en onversierde lid van die seldsame aardfamilie.
CF Auer Von Welsbach het praseodimium in 1885 ontdek.
In 1751 het die Sweedse mineraloog Axel Fredrik Cronstedt 'n swaar mineraal in die Bastnäs-myngebied gevind, wat later seriet genoem is. Dertig jaar later het die vyftienjarige Vilhelm Hisinger van die familie wat die myn besit het, sy monsters na Carl Scheele gestuur, maar hy het geen nuwe elemente ontdek nie. In 1803, nadat Singer 'n smid geword het, het hy saam met Johannes Jacob Berzelius na die myngebied teruggekeer en 'n nuwe oksied, die dwergplaneet Ceres, geskei wat hulle twee jaar gelede ontdek het. Ceria is onafhanklik deur Martin Heinrich Klaproth in Duitsland geskei.
Tussen 1839 en 1843 het die Sweedse chirurg en chemikus Carl Gustaf Mosander ontdek datseriumoksiedwas 'n mengsel van oksiede. Hy het twee ander oksiede geskei, wat hy lantaan en didymia "didymia" (wat "tweeling" in Grieks beteken) genoem het. Hy het die gedeeltelik ontbindseriumnitraatmonster deur dit in die lug te rooster, en dit dan met verdunde salpetersuur behandel om die oksied te verkry. Die metale wat hierdie oksiede vorm, word dus genoemlantaanenpraseodymium.
In 1885 het CF Auer Von Welsbach, 'n Oostenryker wat die gaasbedekking vir die torium-seriumdamplamp uitgevind het, die "praseodimium-neodimium", die "siaamse tweeling", suksesvol geskei, waaruit groen praseodimiumsout en rooskleurige neodimiumsout geskei is en as twee nuwe elemente bepaal is. Een word "Praseodimium" genoem, wat van die Griekse woord prason kom, wat groen verbinding beteken omdat 'n oplossing van praseodimiumsoutwater 'n heldergroen kleur sal hê; die ander element word "..." genoem.NeodymiumDie suksesvolle skeiding van die “Siaamse tweeling” het hulle in staat gestel om hul talente onafhanklik te vertoon.
Silwerwit metaal, sag en rekbaar. Praseodimium het 'n seshoekige kristalstruktuur by kamertemperatuur. Die korrosieweerstand in lug is sterker as dié van lantaan, serium, neodimium en europium, maar wanneer dit aan lug blootgestel word, word 'n laag brose swart oksied geproduseer, en 'n praseodimiummetaalmonster van een sentimeter korrodeer binne ongeveer 'n jaar heeltemal.
Soos die meesteseldsame aardelemente, praseodimium vorm heel waarskynlik 'n +3 oksidasietoestand, wat die enigste stabiele toestand in waterige oplossings is. Praseodimium bestaan in 'n +4 oksidasietoestand in sommige bekende vaste verbindings, en onder matriksskeidingstoestande kan dit 'n unieke +5 oksidasietoestand onder lantaaniedelemente bereik.
Die waterige praseodimiumioon is chartreuse, en baie industriële gebruike van praseodimium behels die vermoë om geel lig in ligbronne te filter.
Praseodymium elektroniese uitleg
Elektroniese emissies:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
Die 59 elektrone van praseodimium word gerangskik as [Xe] 4f36s2. Teoreties kan al vyf buitenste elektrone as valenselektron gebruik word, maar die gebruik van al vyf buitenste elektrone vereis uiterste toestande. Oor die algemeen straal praseodimium slegs drie of vier elektrone in sy verbindings uit. Praseodimium is die eerste lantaaniedelement met 'n elektroniese konfigurasie wat ooreenstem met die Aufbau-beginsel. Die 4f-orbitaal het laer energievlakke as die 5d-orbitaal, wat nie van toepassing is op lantaan en serium nie, aangesien die skielike sametrekking van die 4f-orbitaal eers na lantaan plaasvind en nie voldoende is om te verhoed dat die 5d-skil in serium beset word nie. Nietemin vertoon vaste praseodimium 'n [Xe] 4f25d16s2-konfigurasie, waar een elektron in die 5d-skil ooreenstem met alle ander trivalente lantaaniedelemente (behalwe vir europium en ytterbium, wat divalent is in metaaltoestande).
Soos die meeste lantaanied-elemente, gebruik praseodimium gewoonlik slegs drie elektrone as valenselektron, en die oorblywende 4f-elektrone het 'n sterk bindingseffek: dit is omdat die 4f-baan deur die inerte xenonkern van die elektron gaan om die kern te bereik, gevolg deur 5d en 6s, en toeneem met die toename van ioniese lading. Praseodimium kan egter steeds die vierde en selfs soms die vyfde valenselektron verloor, omdat dit baie vroeg in die lantaaniedstelsel verskyn, waar die kernlading steeds laag genoeg is, en die 4f-subskilenergie hoog genoeg is om die verwydering van meer valenselektron toe te laat.
Praseodymium en alle lantaaniedelemente (behalwelantaan, ytterbiumenlutetium, daar is geen ongepaarde 4f-elektrone nie) is paramagnetisme by kamertemperatuur. Anders as ander seldsame aardmetale wat antiferromagnetiese of ferromagnetiese ordening by lae temperature vertoon, is praseodimium paramagnetisme by alle temperature bo 1K.
Toepassing van Praseodymium
Praseodimium word meestal gebruik in die vorm van gemengde seldsame aardmetale, soos as 'n suiwerings- en modifiseringsmiddel vir metaalmateriale, chemiese katalisators, landbou-seldsame aardmetale, ensovoorts.Praseodymium neodymiumis die mees soortgelyke en moeilikste skeibare paar seldsame aardelemente, wat moeilik is om deur chemiese metodes te skei. Industriële produksie gebruik gewoonlik ekstraksie- en ioonuitruilingsmetodes. As hulle in pare in die vorm van verrykte praseodimium-neodimium gebruik word, kan hul gemeenskaplikheid ten volle benut word, en die prys is ook goedkoper as enkelelementprodukte.
Praseodymium neodymium legering(praseodymium neodymium metaal)het 'n onafhanklike produk geword wat beide as 'n permanente magneetmateriaal en 'n modifikasie-additief vir nie-ysterhoudende metaallegerings gebruik kan word. Die aktiwiteit, selektiwiteit en stabiliteit van die petroleumkraakkatalisator kan verbeter word deur praseodimium-neodimiumkonsentraat by Y-zeolietmolekulêre sif te voeg. As 'n plastiese modifikasie-additief kan die byvoeging van praseodimium-neodimiumverryking tot politetrafluoroëtileen (PTFE) die slytasieweerstand van PTFE aansienlik verbeter.
Skaars aardePermanente magneetmateriale is vandag die gewildste toepassingsveld vir seldsame aardmetale. Praseodimium alleen is nie uitstaande as 'n permanente magneetmateriaal nie, maar dit is 'n uitstekende sinergistiese element wat magnetiese eienskappe kan verbeter. Die byvoeging van 'n gepaste hoeveelheid praseodimium kan die werkverrigting van permanente magneetmateriale effektief verbeter. Dit kan ook die antioksidantwerkverrigting (lugkorrosiebestandheid) en meganiese eienskappe van magnete verbeter, en word wyd gebruik in verskeie elektroniese toestelle en motors.
Praseodimium kan ook gebruik word vir die slyp en poleer van materiale. Soos ons almal weet, is suiwer serium-gebaseerde poleerpoeier gewoonlik liggeel, wat 'n hoëgehalte-poleermateriaal vir optiese glas is, en het die ysteroksiedrooi poeier vervang wat lae poleerdoeltreffendheid het en die produksie-omgewing besoedel. Mense het gevind dat praseodimium goeie poleer-eienskappe het. Skaars aarde-poleerpoeier wat praseodimium bevat, sal rooibruin voorkom, ook bekend as "rooi poeier", maar hierdie rooi kleur is nie ysteroksiedrooi nie, maar as gevolg van die teenwoordigheid van praseodimiumoksied word die kleur van die seldsame aarde-poleerpoeier donkerder. Praseodimium is ook gebruik as 'n nuwe slypmateriaal om korund-slypwiele te maak wat praseodimium bevat. In vergelyking met wit alumina, kan doeltreffendheid en duursaamheid met meer as 30% verbeter word wanneer koolstofstrukturele staal, vlekvrye staal en hoëtemperatuurlegerings geslyp word. Om koste te verminder, is praseodimium-neodimium-verrykte materiale in die verlede dikwels as grondstowwe gebruik, vandaar die naam praseodimium-neodimium-korund-slypwiel.
Silikaatkristalle gedoteer met praseodimiumione is gebruik om ligpulse tot etlike honderde meter per sekonde te vertraag.
Deur praseodimiumoksied by sirkoniumsilikaat te voeg, word dit heldergeel en kan dit as 'n keramiekpigment gebruik word – praseodimiumgeel. Praseodimiumgeel (Zr02-Pr6Oll-Si02) word as die beste geel keramiekpigment beskou, wat stabiel bly tot 1000 ℃ en vir eenmalige of herbrandingsprosesse gebruik kan word.
Praseodimium word ook as 'n glaskleurmiddel gebruik, met ryk kleure en 'n groot potensiële mark. Praseodimiumgroen glasprodukte met helder preigroen en lente-ui-groen kleure kan vervaardig word, wat gebruik kan word om groen filters en ook vir kunsvlytglas te vervaardig. Deur praseodimiumoksied en seriumoksied by die glas te voeg, kan dit as 'n sweisbril gebruik word. Praseodimiumsulfied kan ook as 'n groen plastiekkleurmiddel gebruik word.
Plasingstyd: 29 Mei 2023