Praseodymiumadalah elemen lanthanide yang paling banyak ketiga dalam jadual berkala unsur kimia, dengan banyaknya 9.5 ppm di kerak, hanya lebih rendah daripadaCerium, yttrium,lanthanum, danScandium. Ia adalah elemen kelima yang paling banyak di nadir bumi. Tetapi seperti namanya,Praseodymiumadalah ahli keluarga yang mudah dan tidak teratur dari keluarga nadir bumi.
CF Auer von Welsbach menemui Praseodymium pada tahun 1885.
Pada tahun 1751, mineralogi Sweden Axel Fredrik Cronstedt menemui mineral berat di kawasan perlombongan Bastn ä, yang kemudiannya dinamakan Cerite. Tiga puluh tahun kemudian, Vilhelm Hisinger berusia lima belas tahun dari keluarga yang memiliki lombong menghantar sampelnya kepada Carl Scheele, tetapi dia tidak menemui unsur -unsur baru. Pada tahun 1803, selepas penyanyi menjadi tukang besi, dia kembali ke kawasan perlombongan dengan J Ö ns Jacob Berzelius dan memisahkan oksida baru, kerdil planet Ceres, yang mereka dapati dua tahun lalu. Ceria dipisahkan secara bebas oleh Martin Heinrich Klaproth di Jerman.
Antara 1839 dan 1843, pakar bedah dan ahli kimia Sweden Carl Gustaf Mosander mendapati bahawaCerium oxideadalah campuran oksida. Dia memisahkan dua oksida lain, yang dipanggil Lanthana dan Didymia "Didymia" (yang bermaksud "kembar" dalam bahasa Yunani). Dia sebahagiannya menguraikanCerium nitratContoh dengan memanggangnya di udara, dan kemudian dirawat dengan asid nitrik cair untuk mendapatkan oksida. Oleh itu, logam yang membentuk oksida ini dinamakanlanthanumdanPraseodymium.
Pada tahun 1885, CF auer von Welsbach, seorang Austria yang mencipta penutup thorium cerium lampu kasa, berjaya memisahkan "praseodymium neodymium", "kembar conjoined", dari mana garam praseodymium hijau dan garam neodymium berwarna diturunkan dan ditentukan sebagai dua unsur baru. Satu dinamakan "Praseodymium", yang berasal dari prason perkataan Yunani, yang bermaksud kompaun hijau kerana larutan air garam praseodymium akan membentangkan warna hijau terang; Unsur lain dinamakan "Neodymium". Pemisahan yang berjaya "kembar konjo" membolehkan mereka memaparkan bakat mereka secara bebas.
Logam putih perak, lembut dan mulur. Praseodymium mempunyai struktur kristal heksagon pada suhu bilik. Rintangan kakisan di udara lebih kuat daripada lanthanum, cerium, neodymium, dan europium, tetapi apabila terdedah kepada udara, lapisan oksida hitam rapuh dihasilkan, dan satu sentimeter saiz praseodymium logam sampel sepenuhnya menghancurkan dalam masa kira -kira satu tahun.
Seperti kebanyakanunsur -unsur nadir bumi, Praseodymium kemungkinan besar membentuk keadaan pengoksidaan+3, yang merupakan satu -satunya keadaan yang stabil dalam larutan akueus. Praseodymium wujud dalam keadaan pengoksidaan+4 dalam beberapa sebatian pepejal yang diketahui, dan di bawah keadaan pemisahan matriks, ia dapat mencapai keadaan pengoksidaan+5 yang unik di antara unsur -unsur lanthanide.
Ion praseodymium berair adalah chartreuse, dan banyak penggunaan industri praseodymium melibatkan keupayaannya untuk menapis cahaya kuning dalam sumber cahaya.
Susun atur elektronik praseodymium
Pelepasan elektronik:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F3
59 elektron praseodymium disusun sebagai [XE] 4F36S2. Secara teorinya, semua lima elektron luar boleh digunakan sebagai elektron valensi, tetapi penggunaan semua lima elektron luar memerlukan keadaan yang melampau. Umumnya, Praseodymium hanya memancarkan tiga atau empat elektron dalam sebatiannya. Praseodymium adalah elemen lanthanide pertama dengan konfigurasi elektronik yang mematuhi prinsip Aufbau. Orbital 4Fnya mempunyai tahap tenaga yang lebih rendah daripada orbital 5D, yang tidak terpakai bagi lanthanum dan cerium, kerana penguncupan secara tiba -tiba orbital 4F tidak berlaku sehingga selepas lanthanum dan tidak mencukupi untuk mengelakkan pendudukan 5D di Cerium. Walau bagaimanapun, praseodymium pepejal mempamerkan konfigurasi [XE] 4F25D16S2, di mana satu elektron dalam shell 5D menyerupai semua elemen lanthanide trivalen lain (kecuali untuk Europium dan ytterbium, yang dival di negara metalik).
Seperti kebanyakan elemen lanthanide, praseodymium biasanya menggunakan hanya tiga elektron sebagai elektron valensi, dan baki elektron 4F mempunyai kesan mengikat yang kuat: ini kerana orbit 4F melalui teras xenon lengai elektron untuk mencapai nukleus, diikuti oleh 5D dan 6S, dan peningkatan dengan peningkatan caj ion. Walau bagaimanapun, Praseodymium masih boleh terus kehilangan keempat dan kadang -kadang elektron valensi kelima, kerana ia kelihatan sangat awal dalam sistem lanthanide, di mana caj nuklear masih cukup rendah, dan tenaga subshell 4F cukup tinggi untuk membolehkan penyingkiran lebih banyak elektron valensi.
Praseodymium dan semua elemen lanthanide (kecualilanthanum, ytterbiumdanLutetium, tidak ada elektron 4F yang tidak berpasangan) adalah paramagnetisme pada suhu bilik. Tidak seperti logam nadir bumi lain yang mempamerkan pesanan antiferromagnet atau ferromagnetik pada suhu rendah, praseodymium adalah paramagnetisme di semua suhu di atas 1k
Penggunaan Praseodymium
Praseodymium kebanyakannya digunakan dalam bentuk bumi nadir campuran, seperti sebagai ejen pembersihan dan pengubahsuaian untuk bahan logam, pemangkin kimia, bumi nadir pertanian, dan sebagainya.Praseodymium neodymiumadalah yang paling serupa dan sukar untuk memisahkan sepasang unsur -unsur nadir bumi, yang sukar untuk dipisahkan dengan kaedah kimia. Pengeluaran perindustrian biasanya menggunakan kaedah ekstraksi dan pertukaran ion. Jika ia digunakan secara berpasangan dalam bentuk praseodymium neodymium yang diperkaya, kesamaan mereka boleh digunakan sepenuhnya, dan harganya juga lebih murah daripada produk elemen tunggal.
Praseodymium neodymium aloi(praseodymium neodymium metal)telah menjadi produk bebas, yang boleh digunakan sebagai bahan magnet kekal dan bahan tambahan pengubahsuaian untuk aloi logam bukan ferus. Aktiviti, selektiviti dan kestabilan pemangkin keretakan petroleum dapat ditingkatkan dengan menambahkan praseodymium neodymium menumpukan perhatian kepada penapis molekul y zeolit. Sebagai bahan tambahan pengubahsuaian plastik, menambah pengayaan praseodymium neodymium kepada polytetrafluoroethylene (PTFE) dapat meningkatkan rintangan haus PTFE.
Nadir bumiBahan magnet kekal adalah bidang aplikasi nadir bumi yang paling popular hari ini. Praseodymium sahaja tidak cemerlang sebagai bahan magnet kekal, tetapi ia adalah elemen sinergistik yang sangat baik yang dapat meningkatkan sifat magnet. Menambah jumlah praseodymium yang sesuai dapat meningkatkan prestasi bahan magnet kekal. Ia juga boleh meningkatkan prestasi antioksidan (rintangan kakisan udara) dan sifat mekanik magnet, dan telah digunakan secara meluas dalam pelbagai peranti dan motor elektronik.
Praseodymium juga boleh digunakan untuk bahan pengisaran dan penggilap. Seperti yang kita ketahui, serbuk penggilap berasaskan cerium tulen biasanya berwarna kuning, yang merupakan bahan penggilap berkualiti tinggi untuk kaca optik, dan telah menggantikan serbuk merah oksida besi yang mempunyai kecekapan penggilap yang rendah dan mencemarkan persekitaran pengeluaran. Orang ramai mendapati bahawa Praseodymium mempunyai sifat penggilap yang baik. Serbuk penggilap bumi yang mengandungi praseodymium akan kelihatan coklat kemerahan, juga dikenali sebagai "serbuk merah", tetapi warna merah ini bukan besi oksida merah, tetapi disebabkan oleh kehadiran praseodymium oksida, warna serbuk penggilap bumi menjadi lebih gelap. Praseodymium juga telah digunakan sebagai bahan pengisaran baru untuk membuat roda pengisaran korundum yang mengandungi praseodymium. Berbanding dengan alumina putih, kecekapan dan ketahanan boleh ditingkatkan lebih daripada 30% apabila mengisar keluli struktur karbon, keluli tahan karat, dan aloi suhu tinggi. Untuk mengurangkan kos, praseodymium neodymium diperkaya bahan sering digunakan sebagai bahan mentah pada masa lalu, oleh itu nama praseodymium neodymium corundum mengisar roda.
Kristal silikat yang doped dengan ion praseodymium telah digunakan untuk melambatkan denyutan cahaya hingga beberapa ratus meter sesaat.
Menambah praseodymium oksida ke silikon zirkonium akan berubah menjadi kuning cerah dan boleh digunakan sebagai pigmen seramik - praseodymium kuning. Praseodymium kuning (ZR02-PR6OLL-SI02) dianggap sebagai pigmen seramik kuning terbaik, yang kekal stabil sehingga 1000 ℃ dan boleh digunakan untuk proses satu kali atau reburning.
Praseodymium juga digunakan sebagai pewarna kaca, dengan warna yang kaya dan pasaran berpotensi yang besar. Praseodymium Green Glass Products dengan warna hijau leek yang terang dan warna hijau Scallion boleh dihasilkan, yang boleh digunakan untuk menghasilkan penapis hijau dan juga untuk seni dan kerajinan kaca. Menambah praseodymium oksida dan cerium oksida ke kaca boleh digunakan sebagai kacamata untuk kimpalan. Praseodymium sulfida juga boleh digunakan sebagai pewarna plastik hijau.
Masa Post: Mei-29-2023