Praseodymiumer det tredje mest rigelige lanthanidelement i den periodiske tabel over kemiske elementer med en overflod på 9,5 ppm i skorpen, kun lavere endcerium, yttrium,lanthanumogScandium. Det er det femte mest rigelige element i sjældne jordarter. Men ligesom hans navn,Praseodymiumer et enkelt og ikke -pyntet medlem af den sjældne jordfamilie.
CF Auer von Welsbach opdagede praseodymium i 1885.
I 1751 fandt den svenske mineralogist Axel Fredrik Cronstedt et tungt mineral i Bastn äs minedrift, som senere blev navngivet Cerite. Tredive år senere sendte femten år gamle Vilhelm Hisinger fra familien, der ejede minen, sine prøver til Carl Scheele, men han opdagede ikke nye elementer. I 1803, efter at Sanger blev smed, vendte han tilbage til minedriftområdet med J Ö ns Jacob Berzelius og adskilte et nyt oxid, dværgplaneten Ceres, som de opdagede for to år siden. Ceria blev adskilt uafhængigt af Martin Heinrich Klaproth i Tyskland.
Mellem 1839 og 1843 opdagede den svenske kirurg og kemiker Carl Gustaf Mosander detceriumoxidvar en blanding af oxider. Han adskilte to andre oxider, som han kaldte Lanthana og Didymia "Didymia" (hvilket betyder "tvillinger" på græsk). Han nedbrydede delvistceriumnitratPrøve ved at stege den i luften og behandlede den derefter med fortyndet salpetersyre for at opnå oxidet. De metaller, der danner disse oxider, er derfor navngivetlanthanumogPraseodymium.
I 1885, jf. Auer von Welsbach, en østrigsk, der opfandt Thorium Cerium Vapor Lamp Gaze -dækning, adskilte med succes ”Praseodymium -neodymium”, blev de ”sammenhængende tvillinger”, hvorfra grøn prasodymiumsalt og rosefarvede neodymsalt blev adskilt og besluttede at være to nye elementer. Den ene hedder "Praseodymium", der kommer fra det græske ord Prason, hvilket betyder grøn forbindelse, fordi en opløsning af praseodymiumsaltvand vil præsentere en lysegrøn farve; Det andet element hedder “Neodymium“. Den vellykkede adskillelse af de "sammenhængende tvillinger" gjorde dem i stand til at vise deres talenter uafhængigt.
Sølvhvidt metal, blødt og duktilt. Praseodymium har en hexagonal krystalstruktur ved stuetemperatur. Korrosionsmodstanden i luft er stærkere end lanthanum, cerium, neodymium og europium, men når den udsættes for luft, produceres et lag med skrøbeligt sort oxid og en prasodymium -prøve med en centimeter størrelse, der er fuldstændig korroderer inden for cirka et år.
Som de flesteSjældne jordelementer, Praseodymium vil sandsynligvis danne en+3 oxidationstilstand, som er dens eneste stabile tilstand i vandige opløsninger. Praseodymium findes i en+4 oxidationstilstand i nogle kendte faste forbindelser, og under matrixseparationsbetingelser kan det nå en unik+5 oxidationstilstand blandt lanthanidelementer.
Den vandige praseodymiumion er chartreuse, og mange industrielle anvendelser af praseodymium involverer dets evne til at filtrere gult lys i lyskilder.
Praseodymium elektronisk layout
Elektroniske emissioner:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F3
De 59 elektroner af praseodymium er arrangeret som [XE] 4F36S2. Teoretisk set kan alle fem ydre elektroner bruges som valenselektron, men brugen af alle fem ydre elektroner kræver ekstreme forhold. Generelt udsender praseodymium kun tre eller fire elektroner i sine forbindelser. Praseodymium er det første lanthanidelement med en elektronisk konfiguration, der er i overensstemmelse med Aufbau -princippet. Dens 4F -orbital har lavere energiniveau end 5D -orbitalen, som ikke er relevant for lanthanum og cerium, da den pludselige sammentrækning af 4f orbital ikke forekommer før efter lanthanum og ikke er tilstrækkelig til at undgå at besætte 5D -skallen i cerium. Ikke desto mindre udviser fast praseodymium en [XE] 4F25D16S2 -konfiguration, hvor en elektron i 5D -skallen ligner alle andre trivalente lanthanidelementer (undtagen Europium og Ytterbium, som er divalente i metalliske tilstande).
Som de fleste lanthanidelementer bruger praseodymium normalt kun tre elektroner som valenselektron, og de resterende 4F -elektroner har stærk bindingseffekt: dette skyldes, at 4F -orbit passerer gennem inert xenon -kernen i elektronet for at nå kernen, efterfulgt af 5D og 6S, og øges med stigningen i ionisk ladning. Imidlertid kan praseodymium stadig fortsætte med at miste det fjerde og endda lejlighedsvis den femte valenselektron, fordi det ser meget tidligt ud i lanthanid -systemet, hvor atomafgiften stadig er lav nok, og 4F -subshellenergien er høj nok til at muliggøre fjernelse af mere valenselektron.
Praseodymium og alle lanthanidelementer (undtagenlanthanum, ytterbiumogLutetium, der er ingen uparrede 4F -elektroner) er paramagnetisme ved stuetemperatur. I modsætning til andre sjældne jordmetaller, der udviser antiferromagnetisk eller ferromagnetisk rækkefølge ved lave temperaturer, er praseodymium paramagnetisme ved alle temperaturer over 1K
Anvendelse af praseodymium
Praseodymium anvendes for det meste i form af blandede sjældne jordarter, såsom som et rensende og modificerende middel til metalmaterialer, kemiske katalysatorer, landbrugs sjældne jordarter og så videre.Praseodymium neodymer det mest lignende og vanskelige at adskille par sjældne jordelementer, hvilket er vanskeligt at adskille ved kemiske metoder. Industriel produktion bruger normalt ekstraktions- og ionudvekslingsmetoder. Hvis de bruges i par i form af beriget praseodymiumneodym, kan deres almindelighed bruges fuldt ud, og prisen er også billigere end enkeltelementprodukter.
Praseodymium neodymlegering(Praseodymium neodymium metal)er blevet et uafhængigt produkt, der kan bruges som både et permanent magnetmateriale og et modifikationsadditiv til ikke-jernholdige metallegeringer. Aktiviteten, selektiviteten og stabiliteten af petroleumskrakningskatalysator kan forbedres ved at tilsætte praseodymiumneodymconcentrat til y zeolitmolekylær sigte. Som et plastikmodifikationsadditiv kan tilsætning af praseodymiumneodymberigelse til polytetrafluorethylen (PTFE) markant forbedre slidmodstanden for PTFE.
Sjælden jordPermanente magnetmaterialer er det mest populære felt af sjældne jordanvendelser i dag. Praseodymium alene er ikke fremragende som et permanent magnetmateriale, men det er et fremragende synergistisk element, der kan forbedre magnetiske egenskaber. Tilføjelse af en passende mængde praseodymium kan effektivt forbedre ydeevnen for permanente magnetmaterialer. Det kan også forbedre antioxidantydelsen (luftkorrosionsmodstand) og mekaniske egenskaber ved magneter og er blevet vidt brugt i forskellige elektroniske enheder og motorer.
Praseodymium kan også bruges til slibning og poleringsmaterialer. Som vi alle ved, er rent ceriumbaseret poleringspulver normalt lysegul, hvilket er et poleringsmateriale af høj kvalitet til optisk glas og har erstattet jernoxidrødt pulver, der har lav poleringseffektivitet og forurener produktionsmiljøet. Folk har fundet ud af, at praseodymium har gode poleringsegenskaber. Sjælden jordpoleringspulver indeholdende praseodymium vises rødbrun, også kendt som ”rødt pulver”, men denne røde farve er ikke jernoxidrød, men på grund af tilstedeværelsen af praseodymiumoxid bliver farven på det sjældne jordpoleringspulver mørkere. Praseodymium er også blevet anvendt som et nyt slibemateriale til fremstilling af korundmalende hjul indeholdende praseodymium. Sammenlignet med hvid aluminiumoxid kan effektivitet og holdbarhed forbedres med mere end 30%, når der slibes kulstofstrukturelt stål, rustfrit stål og høje temperaturlegeringer. For at reducere omkostningerne blev praseodymium -neodymiumberigede materialer ofte anvendt som råvarer i fortiden, og dermed navnet Praseodymium Neodymium Corundum slibningshjul.
Silikatkrystaller, der er dopet med praseodymioner, er blevet brugt til at bremse lysimpulser til flere hundrede meter i sekundet.
Tilsætning af praseodymiumoxid til zirkoniumsilikat vil blive lysegul og kan bruges som et keramisk pigment - praseodymium. Praseodymium Yellow (ZR02-PR6OLL-SI02) betragtes som det bedste gule keramiske pigment, som forbliver stabilt ved op til 1000 ℃ og kan bruges til engangs- eller omstrømningsprocesser.
Praseodymium bruges også som et glasfarvestof med rige farver og et stort potentielt marked. Praseodymiumgrønne glasprodukter med lyse purre grønne og scalliongrønne farver kan produceres, som kan bruges til at producere grønne filtre og også til kunst og håndværksglas. Tilsætning af praseodymiumoxid og ceriumoxid til glasset kan bruges som beskyttelsesbriller til svejsning. Praseodymiumsulfid kan også bruges som et grønt plastfarvning.
Posttid: maj-29-2023