Praseodymiumer det tredje mest tallrike lanthanidelementet i det periodiske tabellen over kjemiske elementer, med en overflod på 9,5 ppm i skorpen, bare lavere ennCerium, Yttrium,Lantanum, ogScandium. Det er det femte rikeste elementet i sjeldne jordarter. Men akkurat som navnet hans,Praseodymiumer et enkelt og uporned medlem av den sjeldne jordfamilien.
Jf Auer von Welsbach oppdaget praseodymium i 1885.
I 1751 fant den svenske mineralogen Axel Fredrik Cronstedt et tungt mineral i gruveområdet Bastn ä, som senere ble kalt Cerite. Tretti år senere sendte femten år gamle Vilhelm Hisinger fra familien som eide gruven sine prøvene til Carl Scheele, men han oppdaget ingen nye elementer. I 1803, etter at sangeren ble smed, vendte han tilbake til gruveområdet med J Ö ns Jacob Berzelius og skilte et nytt oksid, Dwarf Planet Ceres, som de oppdaget for to år siden. Ceria ble skilt uavhengig av Martin Heinrich Klaproth i Tyskland.
Mellom 1839 og 1843 oppdaget den svenske kirurgen og kjemikeren Carl Gustaf Mosander detCeriumoksidvar en blanding av oksider. Han skilte to andre oksider, som han kalte Lanthana og Didymia “Didymia” (som betyr “tvillinger” på gresk). Han dekomponerte delvisCeriumnitratPrøve ved å steke den i luften, og behandlet den deretter med fortynnet salpetersyre for å oppnå oksydet. Metallene som danner disse oksydene blir derfor navngittLantanumogPraseodymium.
I 1885 skilte jf. Auer von Welsbach, en østerrikere som oppfant thorium cerium damplamp -gasbind, med hell "praseodym neodymium", de "konjoede tvillingene", hvorfra grønt praseodymsalt og rosafarget neodymsalt ble skilt og bestemt til å være to nye elementer. Den ene heter “Praseodymium”, som kommer fra det greske ordet Prason, som betyr grønn forbindelse fordi en løsning av praseodymium saltvann vil presentere en lysegrønn farge; Det andre elementet heter “Neodym“. Den vellykkede separasjonen av de "konjoinerte tvillingene" gjorde dem i stand til å vise talentene sine uavhengig.
Sølvhvit metall, mykt og duktil. Praseodymium har en sekskantet krystallstruktur ved romtemperatur. Korrosjonsmotstanden i luft er sterkere enn for lantanum, cerium, neodym og europium, men når det blir utsatt for luft, produseres et lag med skjørt svart oksyd, og en praseodym -metallprøve i en årstørrelse korroderer fullstendig i løpet av et år.
Som de flesteSjeldne jordelementer, Praseodymium er mest sannsynlig å danne en+3 oksidasjonstilstand, som er den eneste stabile tilstanden i vandige oppløsninger. Praseodymium eksisterer i en+4 oksidasjonstilstand i noen kjente faste forbindelser, og under matriksseparasjonsforhold kan den nå en unik+5 oksidasjonstilstand blant lantanidelementer.
Det vandige praseodymionen er chartreuse, og mange industrielle bruksområder av praseodym innebærer dens evne til å filtrere gult lys i lyskilder.
Praseodymium elektronisk layout
Elektroniske utslipp:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F3
De 59 elektronene av praseodymium er anordnet som [xe] 4f36s2. Teoretisk sett kan alle fem ytre elektroner brukes som valenselektron, men bruken av alle fem ytre elektroner krever ekstreme forhold. Generelt avgir prasodym bare tre eller fire elektroner i forbindelsene. Praseodymium er det første lanthanidelementet med en elektronisk konfigurasjon som samsvarer med Aufbau -prinsippet. Den 4F -orbitalen har lavere energinivå enn 5D -orbitalen, som ikke er anvendelig for lantanum og cerium, ettersom den plutselige sammentrekningen av 4F -orbitalen ikke forekommer før etter lantanum og ikke er tilstrekkelig til å unngå å okkupere 5D -skallet i cerium. Likevel viser solid praseodymium en [Xe] 4F25D16S2 -konfigurasjon, der ett elektron i 5D -skallet ligner alle andre trivalente lanthanidelementer (bortsett fra europium og ytterbium, som er divalente i metalliske tilstander).
Som de fleste lanthanidelementer bruker praseodym vanligvis bare tre elektroner som valenselektron, og de gjenværende 4F -elektronene har sterk bindende effekt: dette er fordi 4F -bane passerer gjennom den inerte xenonkjernen til elektronet for å nå kjernen, fulgt av 5D og 6S, og øker med den økningen av Ionic. Imidlertid kan praseodymium fortsatt fortsette å miste fjerde og til og med av og til det femte valenselektronet, fordi det vises veldig tidlig i lantanidsystemet, der kjernefysisk ladning fremdeles er lav nok, og 4F -subshellenergien er høy nok til å tillate fjerning av mer valenselektron.
Praseodymium og alle lantanidelementer (unntattLantanum, YtterbiumogLutetium, det er ingen uparede 4F -elektroner) er paramagnetisme ved romtemperatur. I motsetning til andre sjeldne jordmetaller som viser antiferromagnetisk eller ferromagnetisk bestilling ved lave temperaturer, er praseodymium paramagnetisme ved alle temperaturer over 1K
Anvendelse av praseodymium
Praseodymium brukes stort sett i form av blandede sjeldne jordarter, for eksempel som et rensende og modifiserende middel for metallmaterialer, kjemiske katalysatorer, sjeldne jordbruksarter og så videre.Praseodymium neodymer det mest like og vanskelig å skille par sjeldne jordelementer, noe som er vanskelig å skille ved kjemiske metoder. Industriell produksjon bruker vanligvis ekstraksjons- og ionutvekslingsmetoder. Hvis de brukes i par i form av anriket praseodymium neodym, kan deres fellestrekk utnyttes fullt ut, og prisen er også billigere enn enkeltelementprodukter.
Praseodymium Neodymium -legering(Praseodymium neodymmetall)har blitt et uavhengig produkt, som kan brukes som både et permanent magnetmateriale og et modifiseringsadditiv for ikke-jernholdige metalllegeringer. Aktiviteten, selektiviteten og stabiliteten til petroleumssprekkerkatalysator kan forbedres ved å tilsette praseodym -neodym -konsentrering i y zeolit molekylær sil. Som et tilsetningsstoff for plastmodifisering, kan tilsetning av praseodymium neodymanrikning til polytetrafluoroetylen (PTFE) betydelig forbedre slitestyrken til PTFE.
Sjelden jordPermanente magnetmaterialer er det mest populære feltet av sjeldne jordapplikasjoner i dag. Praseodymium alene er ikke enestående som et permanent magnetmateriale, men det er et utmerket synergistisk element som kan forbedre magnetiske egenskaper. Å legge til en passende mengde praseodym kan effektivt forbedre ytelsen til permanente magnetmaterialer. Det kan også forbedre antioksidantytelsen (luftkorrosjonsmotstand) og mekaniske egenskaper til magneter, og har blitt mye brukt i forskjellige elektroniske enheter og motorer.
Praseodymium kan også brukes til sliping og poleringsmaterialer. Som vi alle vet, er rent ceriumbasert poleringspulver vanligvis lysegul, som er et poleringsmateriale av høy kvalitet for optisk glass, og har erstattet røde pulver av jernoksid som har lav poleringseffektivitet og forurenser produksjonsmiljøet. Folk har funnet ut at praseodymium har gode poleringsegenskaper. Sjelden jordpoleringspulver som inneholder prasodym vil virke rødbrun, også kjent som "rødt pulver", men denne røde fargen er ikke jernoksidrød, men på grunn av tilstedeværelsen av praseodymoksid blir fargen på det sjeldne jordpoleringspulver mørkere. Praseodymium har også blitt brukt som et nytt slipemateriale for å lage korundkvernhjul som inneholder praseodym. Sammenlignet med hvit aluminiumoksyd, kan effektivitet og holdbarhet forbedres med mer enn 30% når du sliper karbonstrukturstål, rustfritt stål og høye temperaturlegeringer. For å redusere kostnadene ble ofte prasodym neodymanrikede materialer brukt som råvarer i fortiden, derav navnet Praseodymium neodymium korundkvernhjul.
Silikatkrystaller dopet med praseodymioner har blitt brukt til å bremse lyspulser til flere hundre meter per sekund.
Å tilsette praseodymiumoksid til zirkoniumsilikat vil bli knallgult og kan brukes som et keramisk pigment - praseodymium gul. Praseodymium gul (ZR02-PR6OLL-SI02) regnes som det beste gule keramiske pigmentet, som forblir stabilt på opptil 1000 ℃ og kan brukes til engangs- eller ombenningsprosesser.
Praseodymium brukes også som et glassfargestoff, med rike farger og et stort potensielt marked. Praseodymium grønne glassprodukter med lyse purre grønne og scallion grønne farger kan produseres, som kan brukes til å produsere grønne filtre og også for kunst og håndverksglass. Å tilsette praseodymiumoksid og ceriumoksyd til glasset kan brukes som briller for sveising. Praseodymiumsulfid kan også brukes som en grønn plastfargestoff.
Post Time: Mai-29-2023