Praseodymiumis it tredde meast foarkommende lanthanide-elemint yn it periodyk systeem fan gemyske eleminten, mei in oerfloed fan 9,5 ppm yn 'e korst, allinich leger asserium, yttrium,lantaan, enskandiumIt is it fyfde meast foarkommende elemint yn seldsume ierden. Mar krekt as syn namme,praseodymiumis in ienfâldich en ûnfersierd lid fan 'e seldsume ierdefamylje.
CF Auer Von Welsbach ûntduts praseodymium yn 1885.
Yn 1751 fûn de Sweedske mineralooch Axel Fredrik Cronstedt in swier mineraal yn it myngebiet fan Bastnäs, dat letter cerite neamd waard. Tritich jier letter stjoerde de fyftjinjierrige Vilhelm Hisinger fan 'e famylje dy't de myn hie syn samples nei Carl Scheele, mar hy ûntduts gjin nije eleminten. Yn 1803, nei't Singer smid wurden wie, kaam hy werom nei it myngebiet mei Jöns Jacob Berzelius en skiede in nij okside, de dwerchplaneet Ceres, dat se twa jier lyn ûntdutsen. Ceria waard ûnôfhinklik skieden troch Martin Heinrich Klaproth yn Dútslân.
Tusken 1839 en 1843 ûntduts de Sweedske sjirurch en skiekundige Carl Gustaf Mosander datceriumoksidewie in mingsel fan oksiden. Hy skiede twa oare oksiden, dy't hy lanthana en didymia "didymia" neamde (betsjut "twilling" yn it Gryksk). Hy ûntbûn deceriumnitraatstekproef troch it yn 'e loft te roastjen, en it dan te behanneljen mei ferdund salpetersoer om it okside te krijen. De metalen dy't dizze oksiden foarmje wurde dêrom neamdlantaanenpraseodymium.
Yn 1885 slagge CF Auer Von Welsbach, in Eastenriker dy't de gaasdeksel foar thorium-ceriumdamplampen útfûn, deryn om it "praseodymium-neodymium", de "siamese twillingen", te skieden, wêrfan grien praseodymiumsâlt en rôzekleurich neodymiumsâlt skieden waarden en as twa nije eleminten beskôge waarden. Ien hjit "Praseodymium", dat komt fan it Grykske wurd prason, dat griene ferbining betsjut, om't in oplossing fan praseodymiumsâltwetter in helder griene kleur sil hawwe; it oare elemint hjit "Neodymium". De suksesfolle skieding fan 'e "Siamese twillingen" stelde har yn steat om har talinten selsstannich te sjen litten."
Sulverwyt metaal, sêft en duktyl. Praseodymium hat in hexagonale kristalstruktuer by keamertemperatuer. De korrosjebestriding yn loft is sterker as dy fan lanthaan, cerium, neodymium en europium, mar as it oan loft bleatsteld wurdt, wurdt in laach fan fragile swarte okside produsearre, en in praseodymiummetaalmonster fan ien sintimeter grut korrodearret folslein binnen sawat in jier.
Lykas de meastenseldsume ierde-eleminten, praseodymium foarmet nei alle gedachten in +3 oksidaasjetastân, wat de ienige stabile tastân is yn wetterige oplossingen. Praseodymium bestiet yn in +4 oksidaasjetastân yn guon bekende fêste ferbiningen, en ûnder matriksskiedingsomstannichheden kin it in unike +5 oksidaasjetastân berikke ûnder lanthanide-eleminten.
It wetterige praseodymium-ion is chartreuse, en in in protte yndustriële gebrûken fan praseodymium wurdt giel ljocht yn ljochtboarnen filtere.
Praseodymium elektroanyske yndieling
Elektroanyske útstjit:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
De 59 elektroanen fan praseodymium binne rangearre as [Xe] 4f36s2. Teoretysk kinne alle fiif bûtenste elektroanen brûkt wurde as valenselektron, mar it gebrûk fan alle fiif bûtenste elektroanen fereasket ekstreme omstannichheden. Yn 't algemien stjoert praseodymium mar trije of fjouwer elektroanen út yn syn ferbiningen. Praseodymium is it earste lanthanide-elemint mei in elektroanyske konfiguraasje dy't oerienkomt mei it Aufbau-prinsipe. Syn 4f-orbitaal hat legere enerzjynivo's as de 5d-orbitaal, wat net fan tapassing is op lanthaan en cerium, om't de hommelse gearlûking fan 'e 4f-orbitaal pas nei lanthaan optreedt en net genôch is om te foarkommen dat de 5d-skil yn cerium beset wurdt. Dochs fertoant fêst praseodymium in [Xe] 4f25d16s2-konfiguraasje, wêrby't ien elektron yn 'e 5d-skil liket op alle oare trivalente lanthanide-eleminten (útsein europium en ytterbium, dy't divalent binne yn metallyske steaten).
Lykas de measte lanthanide-eleminten brûkt praseodymium meastentiids mar trije elektroanen as valenselektron, en de oerbleaune 4f-elektroanen hawwe in sterk bindingseffekt: dit komt om't de 4f-baan troch de inerte xenonkearn fan it elektron giet om de kearn te berikken, folge troch 5d en 6s, en tanimt mei de tanimming fan de ionyske lading. Praseodymium kin lykwols noch altyd it fjirde en sels sa no en dan it fyfde valenselektron ferlieze, om't it hiel betiid yn it lanthanidesysteem ferskynt, dêr't de kearnlading noch leech genôch is, en de 4f-subskilenerzjy heech genôch is om it fuortheljen fan mear valenselektron mooglik te meitsjen.
Praseodymium en alle lanthanide-eleminten (útseinlantaan, ytterbiumenlutetium, der binne gjin ûnpare 4f-elektronen) binne paramagnetysk by keamertemperatuer. Oars as oare seldsume ierdmetalen dy't antiferromagnetyske of ferromagnetyske oarder fertoane by lege temperatueren, is praseodymium paramagnetysk by alle temperatueren boppe 1K.
Tapassing fan Praseodymium
Praseodymium wurdt meast brûkt yn 'e foarm fan mingde seldsume ierden, lykas as in suverings- en modifikaasjemiddel foar metalen materialen, gemyske katalysatoren, agraryske seldsume ierden, ensafuorthinne.Praseodymium neodymiumis it meast ferlykbere en lestich te skieden pear fan seldsume ierde-eleminten, dat lestich te skieden is mei gemyske metoaden. Yndustriële produksje brûkt meastentiids ekstraksje- en ionútwikselingsmetoaden. As se yn pearen brûkt wurde yn 'e foarm fan ferrike praseodymium-neodymium, kin har mienskiplikheid folslein benut wurde, en de priis is ek goedkeaper as produkten mei ien elemint.
Praseodymium neodymium legearing(praseodymium neodymium metaal)is in ûnôfhinklik produkt wurden, dat brûkt wurde kin as sawol in permanint magneetmateriaal as in modifikaasjetafoeging foar non-ferro metaallegeringen. De aktiviteit, selektiviteit en stabiliteit fan petroleumkraakkatalysator kinne ferbettere wurde troch praseodymium-neodymiumkonsintraat ta te foegjen oan Y-zeolietmolekulêre sieve. As in plestikmodifikaasjetafoeging kin it tafoegjen fan praseodymium-neodymferriking oan polytetrafluoroethyleen (PTFE) de wearbestindigens fan PTFE signifikant ferbetterje.
Seldsame ierdePermaninte magneetmaterialen binne hjoed de dei it populêrste fjild fan seldsume ierde-tapassingen. Praseodymium allinich is net útsûnderlik as in permanint magneetmateriaal, mar it is in poerbêst synergistysk elemint dat de magnetyske eigenskippen kin ferbetterje. It tafoegjen fan in passende hoemannichte praseodymium kin de prestaasjes fan permaninte magneetmaterialen effektyf ferbetterje. It kin ek de antioxidantprestaasjes (loftkorrosjebestriding) en meganyske eigenskippen fan magneten ferbetterje, en is in soad brûkt yn ferskate elektroanyske apparaten en motors.
Praseodymium kin ek brûkt wurde foar it slypjen en polijsten fan materialen. Lykas wy allegear witte, is suver cerium-basearre polijstpoeier meastentiids ljochtgiel, in heechweardich polijstmateriaal foar optysk glês, en hat it izerokside-reade poeier ferfongen dat in lege polijsteffisjinsje hat en de produksjeomjouwing fersmoarget. Minsken hawwe ûntdutsen dat praseodymium goede polijsteigenskippen hat. Seldsume ierde polijstpoeier mei praseodymium sil readbrún ferskine, ek wol bekend as "read poeier", mar dizze reade kleur is net izerokside-read, mar troch de oanwêzigens fan praseodymiumokside wurdt de kleur fan it seldsume ierde polijstpoeier donkerder. Praseodymium is ek brûkt as in nij slypmateriaal om korund-slypskiven te meitsjen dy't praseodymium befetsje. Yn ferliking mei wyt aluminiumoxide kinne de effisjinsje en duorsumens mei mear as 30% ferbettere wurde by it slypjen fan koalstofstruktureel stiel, roestfrij stiel en hege-temperatuerlegeringen. Om kosten te ferminderjen waarden praseodymium-neodymium-ferrike materialen yn it ferline faak brûkt as grûnstoffen, dêrfandinne de namme praseodymium-neodymium-korund-slypskiif.
Silikaatkristallen dopearre mei praseodymium-ionen binne brûkt om ljochtpulsen te fertragen oant ferskate hûnderten meters per sekonde.
It tafoegjen fan praseodymiumokside oan sirkoniumsilikaat sil helder giel wurde en kin brûkt wurde as in keramysk pigment - praseodymiumgiel. Praseodymiumgiel (Zr02-Pr6Oll-Si02) wurdt beskôge as it bêste giele keramyske pigment, dat stabyl bliuwt oant 1000 ℃ en kin brûkt wurde foar ienmalige of opnij ferbaarningsprosessen.
Praseodymium wurdt ek brûkt as glêskleurstof, mei rike kleuren en in grutte potinsjele merk. Praseodymiumgriene glêsprodukten mei heldere preigriene en sipelgriene kleuren kinne produsearre wurde, dy't brûkt wurde kinne om griene filters te produsearjen en ek foar keunst- en ambachtsglês. It tafoegjen fan praseodymiumokside en ceriumokside oan it glês kin brûkt wurde as in bril foar lassen. Praseodymiumsulfide kin ek brûkt wurde as in griene plestikkleurstof.
Pleatsingstiid: 29 maaie 2023