Praseodymiumialah unsur lantanida ketiga paling banyak dalam jadual berkala unsur kimia, dengan kelimpahan 9.5 ppm dalam kerak, hanya lebih rendah daripadacerium, yttrium,lanthanum, danskandium.Ia adalah unsur kelima paling banyak dalam nadir bumi.Tetapi seperti namanya,praseodymiumadalah ahli keluarga nadir bumi yang sederhana dan tidak berhias.
CF Auer Von Welsbach menemui praseodymium pada tahun 1885.
Pada tahun 1751, ahli mineralogi Sweden Axel Fredrik Cronstedt menemui mineral berat di kawasan perlombongan Bastn ä, yang kemudiannya dinamakan cerite.Tiga puluh tahun kemudian, Vilhelm Hisinger yang berusia lima belas tahun daripada keluarga yang memiliki lombong itu menghantar sampelnya kepada Carl Scheele, tetapi dia tidak menemui sebarang unsur baharu.Pada tahun 1803, selepas Singer menjadi tukang besi, dia kembali ke kawasan perlombongan dengan J ö ns Jacob Berzelius dan memisahkan oksida baru, planet kerdil Ceres, yang mereka temui 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 bahawaserium oksidaadalah campuran oksida.Dia memisahkan dua oksida lain, yang dipanggilnya lanthana dan didymia "didymia" (bermaksud "kembar" dalam bahasa Yunani).Dia menguraikan sebahagiannyaserium nitratsampel dengan memanggangnya di udara, dan kemudian merawatnya 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 kain kasa lampu wap thorium cerium, berjaya memisahkan "praseodymium neodymium", "kembar siam", dari mana garam praseodymium hijau dan garam neodymium berwarna mawar telah dipisahkan dan ditentukan untuk menjadi dua elemen baharu.Satu dinamakan "Praseodymium", yang berasal dari perkataan Yunani prason, bermaksud sebatian hijau kerana larutan air garam praseodymium akan memberikan warna hijau terang;Unsur lain dinamakan "Neodymium“.Kejayaan pemisahan "kembar siam" membolehkan mereka mempamerkan bakat mereka secara bebas.
Logam putih perak, lembut dan mulur.Praseodymium mempunyai struktur kristal heksagon pada suhu bilik.Rintangan kakisan dalam udara adalah lebih kuat daripada lanthanum, serium, neodymium, dan europium, tetapi apabila terdedah kepada udara, lapisan oksida hitam rapuh terhasil, dan sampel logam praseodymium bersaiz satu sentimeter benar-benar terhakis dalam masa kira-kira setahun.
Seperti kebanyakanunsur nadir bumi, praseodymium berkemungkinan besar membentuk keadaan pengoksidaan +3, yang merupakan satu-satunya keadaan stabil dalam larutan akueus.Praseodymium wujud dalam keadaan pengoksidaan +4 dalam beberapa sebatian pepejal yang diketahui, dan di bawah keadaan pemisahan matriks, ia boleh mencapai keadaan pengoksidaan unik +5 di kalangan unsur lantanida.
Ion praseodymium berair adalah cartreuse, dan banyak kegunaan 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 valens, tetapi penggunaan semua lima elektron luar memerlukan keadaan yang melampau.Secara amnya, praseodymium hanya mengeluarkan tiga atau empat elektron dalam sebatiannya.Praseodymium ialah unsur lantanida pertama dengan konfigurasi elektronik yang mematuhi prinsip Aufbau.Orbital 4fnya mempunyai tahap tenaga yang lebih rendah daripada orbital 5d, yang tidak berkenaan dengan lanthanum dan serium, kerana pengecutan mendadak orbital 4f tidak berlaku sehingga selepas lanthanum dan tidak mencukupi untuk mengelak daripada menduduki cangkerang 5d dalam cerium.Namun begitu, praseodymium pepejal mempamerkan konfigurasi [Xe] 4f25d16s2, di mana satu elektron dalam petala 5d menyerupai semua unsur lantanida trivalen lain (kecuali europium dan ytterbium, yang divalen dalam keadaan logam).
Seperti kebanyakan unsur lantanida, praseodymium biasanya hanya menggunakan tiga elektron sebagai elektron valens, dan baki elektron 4f mempunyai kesan pengikatan yang kuat: ini kerana orbit 4f melalui teras xenon lengai elektron untuk mencapai nukleus, diikuti oleh 5d dan 6s , dan meningkat dengan pertambahan cas ionik.Walau bagaimanapun, praseodymium masih boleh terus kehilangan elektron valens keempat dan bahkan kadang-kadang kelima, kerana ia kelihatan sangat awal dalam sistem lantanida, di mana cas nuklear masih cukup rendah, dan tenaga subkulit 4f cukup tinggi untuk membolehkan penyingkiran lebih banyak elektron valens.
Praseodymium dan semua unsur lantanida (kecualilanthanum, ytterbiumdanlutetium, tiada elektron 4f yang tidak berpasangan) adalah paramagnetisme pada suhu bilik.Tidak seperti logam nadir bumi lain yang mempamerkan susunan antiferromagnetik atau feromagnetik pada suhu rendah, praseodymium ialah paramagnetisme pada semua suhu melebihi 1K
Penggunaan Praseodymium
Praseodymium kebanyakannya digunakan dalam bentuk nadir bumi bercampur, seperti sebagai agen penulenan dan pengubahsuaian untuk bahan logam, pemangkin kimia, nadir bumi pertanian, dan sebagainya.Praseodymium neodymiumadalah pasangan unsur nadir bumi yang paling serupa dan sukar dipisahkan, yang sukar dipisahkan dengan kaedah kimia.Pengeluaran industri biasanya menggunakan kaedah pengekstrakan dan pertukaran ion.Jika ia digunakan secara berpasangan dalam bentuk neodymium praseodymium yang diperkaya, kesamaan mereka boleh digunakan sepenuhnya, dan harganya juga lebih murah daripada produk unsur tunggal.
Aloi neodymium praseodymium(logam neodymium praseodymium)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 retak petroleum boleh dipertingkatkan dengan menambahkan pekat praseodymium neodymium ke dalam penapis molekul zeolit Y.Sebagai bahan tambahan pengubahsuaian plastik, menambah pengayaan neodymium praseodymium kepada polytetrafluoroethylene (PTFE) boleh meningkatkan rintangan haus PTFE dengan ketara.
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 boleh meningkatkan sifat magnetik.Menambah jumlah praseodymium yang sesuai boleh meningkatkan prestasi bahan magnet kekal dengan berkesan.Ia juga boleh meningkatkan prestasi antioksidan (rintangan kakisan udara) dan sifat mekanikal magnet, dan telah digunakan secara meluas dalam pelbagai peranti elektronik dan motor.
Praseodymium juga boleh digunakan untuk mengisar dan menggilap bahan.Seperti yang kita sedia maklum, serbuk penggilap berasaskan cerium tulen biasanya berwarna kuning muda, yang merupakan bahan penggilap berkualiti tinggi untuk kaca optik, dan telah menggantikan serbuk merah oksida besi yang mempunyai kecekapan penggilapan yang rendah dan mencemarkan persekitaran pengeluaran.Orang ramai telah mendapati bahawa praseodymium mempunyai sifat penggilap yang baik.Serbuk penggilap nadir bumi yang mengandungi praseodymium akan kelihatan coklat kemerahan, juga dikenali sebagai "serbuk merah", tetapi warna merah ini bukan merah oksida besi, tetapi disebabkan kehadiran oksida praseodymium, warna serbuk penggilap nadir bumi menjadi lebih gelap.Praseodymium juga telah digunakan sebagai bahan pengisar baharu untuk membuat roda pengisar korundum yang mengandungi praseodymium.Berbanding dengan alumina putih, kecekapan dan ketahanan boleh dipertingkatkan lebih daripada 30% apabila mengisar keluli struktur karbon, keluli tahan karat dan aloi suhu tinggi.Untuk mengurangkan kos, bahan diperkaya praseodymium neodymium sering digunakan sebagai bahan mentah pada masa lalu, oleh itu nama roda pengisar praseodymium neodymium corundum.
Kristal silikat yang didop dengan ion praseodymium telah digunakan untuk memperlahankan denyutan cahaya kepada beberapa ratus meter sesaat.
Menambah praseodymium oksida kepada zirkonium silikat akan bertukar menjadi kuning terang dan boleh digunakan sebagai pigmen seramik – kuning praseodymium.Praseodymium kuning (Zr02-Pr6Oll-Si02) dianggap sebagai pigmen seramik kuning terbaik, yang kekal stabil sehingga 1000 ℃ dan boleh digunakan untuk satu kali atau proses pembakaran semula.
Praseodymium juga digunakan sebagai pewarna kaca, dengan warna yang kaya dan potensi pasaran yang besar.Produk kaca hijau praseodymium dengan warna hijau daun bawang dan hijau daun bawang yang terang boleh dihasilkan, yang boleh digunakan untuk menghasilkan penapis hijau dan juga untuk kaca seni dan kraf.Menambah praseodymium oksida dan serium oksida pada kaca boleh digunakan sebagai gogal untuk mengimpal.Praseodymium sulfida juga boleh digunakan sebagai pewarna plastik hijau.
Masa siaran: Mei-29-2023