Praseodyymion kolmanneksi runsain lantanidielementti kemiallisten elementtien jaksollisessa taulukossa, runsaasti 9,5 ppm kuoressa, vain alempi kuin alempi kuincerium, yttrium,lanthanumjaskandium. Se on harvinaisten maametallien viidenneksi runsain elementti. Mutta aivan kuten hänen nimensä,praseodyymion yksinkertainen ja koristamaton jäsen harvinaisen maametalliryhmän jäsen.
CF Auer von Welsbach löysi praseodymiumin vuonna 1885.
Vuonna 1751 ruotsalainen mineralogisti Axel Fredrik Cronstedt löysi raskaan mineraalin Bastn Ä S -alueella, joka myöhemmin nimettiin Cerite. Kolmekymmentä vuotta myöhemmin, viisitoistavuotias Vilhelm Hisinger siitä perheestä, joka omisti kaivoksen, lähetti näytteensä Carl Scheelelle, mutta hän ei löytänyt uusia elementtejä. Vuonna 1803, kun laulaja tuli seppä, hän palasi kaivosalueelle J Ö NS Jacob Berzeliuksen kanssa ja erotti uuden oksidin, kääpiöplaneetta Ceres, jonka he löysivät kaksi vuotta sitten. Martin Heinrich Klaproth erotti Cerian itsenäisesti Saksassa.
Vuosina 1839–1843 ruotsalainen kirurgi ja kemisti Carl Gustaf Mosander löysivät senceriumoksidioli oksidien seos. Hän erotti kaksi muuta oksidia, joita hän kutsui Lanthanan ja Didymian “didymiaksi” (tarkoittaen “kaksoset” kreikassa). Hän hajosi osittaincerium -nitraattiNäyte paistamalla se ilmassa ja käsitellyt sitten laimealla typpihapolla oksidin saamiseksi. Näitä oksideja muodostavat metallit on siis nimettylanthanumjapraseodyymi.
Vuonna 1885 vrt. Auer Von Welsbach, itävaltalainen, joka keksi torium cerium -höyryvalaisimen sideharsan peitteen, erottivat onnistuneesti ”praseodymium neodyymi”, ”yhdistetyt kaksoset”, joista vihreä praseodyymi- ja ruusunvärinen neodyymisuola erotettiin ja päättivät olla kaksi uutta elementtiä. Yksi on nimeltään “Praseodyymi”, joka tulee kreikkalaisesta sanasta prasonista, mikä tarkoittaa vihreää yhdistettä, koska praseodyymiumsuolan suolaveden liuos aiheuttaa kirkkaan vihreää väriä; Toinen elementti on nimetty "Neodymium". "Yhdistettyjen kaksosien" onnistunut erottaminen antoi heille mahdollisuuden näyttää kykynsä itsenäisesti.
Hopea valkoinen metalli, pehmeä ja sitkeä. Praseodyymillä on kuusikulmainen kiderakenne huoneenlämpötilassa. Korroosionkestävyys ilmassa on voimakkaampaa kuin lantanumissa, ceriumissa, neodyymillä ja europiumissa, mutta altistuessaan ilmaan tuotetaan kerros hauras musta oksidi ja yhden senttimetrin kokoinen praseodymiummetallinäyte kokonaan noin vuoden kuluessa.
Kuten useimmatharvinaiset maametallit, praseodymium muodostaa todennäköisimmin A+3 -hapetustilan, joka on sen ainoa vakaa tila vesiliuoksissa. Praseodyymi on olemassa A+4: n hapetustilassa joissakin tunnetuissa kiinteissä yhdisteissä, ja matriisin erotusolosuhteissa se voi saavuttaa ainutlaatuisen+5 hapetustilan lantanidielementtien keskuudessa.
Vesipitoinen praseodymiumioni on chartreuse, ja moniin praseodydomiumin teollisiin käyttötarkoituksiin liittyy sen kyky suodattaa keltaista valoa valonlähteissä.
Praseodyymielektroninen asettelu
Sähköiset päästöt:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F3
Praseodyymin 59 elektronia on järjestetty nimellä [XE] 4F36S2. Teoreettisesti kaikkia viittä ulkoainetta voidaan käyttää valenssielektronina, mutta kaikkien viiden ulomman elektronin käyttö vaatii äärimmäisiä olosuhteita. Yleensä praseodymium säteilee vain kolme tai neljä elektronia sen yhdisteissä. Praseodyymi on ensimmäinen lantanidielementti, jolla on elektroninen kokoonpano, joka vastaa aufbaun periaatetta. Sen 4F -kiertoradan energiatasot ovat alhaisemmat kuin 5D -kiertoradalla, jota ei voida soveltaa lantanumiin ja ceriumiin, koska 4F -kiertoradan äkillinen supistuminen tapahtuu vasta Lanthanumin jälkeen, eikä se ole riittävä viidenD -kuoren miehittämiseksi ceriumissa. Siitä huolimatta kiinteällä praseodymiumilla on [XE] 4F25D16S2 -konfiguraatio, jossa yksi 5D -kuoren elektroni muistuttaa kaikkia muita kolmiulotteisia lantanidielementtejä (paitsi europiumia ja Ytterbiumia, jotka ovat metallisissa valtioissa kaksinkertaisia).
Kuten useimmat lantanidielementit, praseodymium käyttää yleensä vain kolmea elektronia valenssielektronina, ja loput 4F -elektronilla on vahva sitoutumisvaikutus: Tämä johtuu siitä, että 4F -kiertoradalla kulkee elektronin inertin ksenonisydämen läpi ytimen saavuttamiseksi, jota seuraa 5D ja 6S, ja kasvaa ionisen varauksen lisääntyessä. Praseodymium voi kuitenkin edelleen menettää neljännen ja jopa satunnaisesti viidennen valenssielektronin, koska se näyttää hyvin varhaisessa vaiheessa lantanidijärjestelmässä, jossa ydinvaraus on edelleen riittävän alhainen ja 4F -alakuljetusenergia on riittävän korkea, jotta enemmän valenssielektronia voidaan poistaa.
Praseodyymi ja kaikki lantanidielementit (paitsilanthanum, ytterbiumjalutetium, ei ole parittomia 4F -elektroneja) ovat paramagnetismia huoneenlämpötilassa. Toisin kuin muut harvinaisten maametallien metallit, joilla on antiferromagneettinen tai ferromagneettinen järjestys alhaisissa lämpötiloissa, praseodymium on paramagnetismi kaikissa lämpötiloissa yli 1K
Praseodymiumin soveltaminen
Praseodyymia käytetään enimmäkseen sekoitetun harvinaisten maametallien muodossa, kuten metallimateriaalien, kemiallisten katalyyttien, maatalouden harvinaisten maametallien ja niin edelleen puhdistavana ja modifiointiaineena.Praseodyymi neodyymion samankaltaisin ja vaikeasti erotettava harvinaisten maametallien elementtien pari, jota on vaikea erottaa kemiallisilla menetelmillä. Teollisuustuotanto käyttää yleensä uutto- ja ioninvaihtomenetelmiä. Jos niitä käytetään pareittain rikastetun praseodymium neodyymin muodossa, niiden yhtenäisyyttä voidaan hyödyntää kokonaan ja hinta on myös halvempi kuin yhden elementin tuotteet.
Praseodyymi neodyymi -seos(praseodyymi neodyymimetalli)On tullut riippumaton tuote, jota voidaan käyttää sekä pysyvänä magneettimateriaalina että muunnosaineena ei-rautametalliseoksille. Öljykärittämiskatalyytin aktiivisuutta, selektiivisyyttä ja stabiilisuutta voidaan parantaa lisäämällä praseodymium neodyymikonsentraattia y zeoliittimolekyyliseulaan. Muovimodifikaatioaineina praseodyymi needymium -rikastumisen lisääminen polytetrafluorietyleeniin (PTFE) voi parantaa merkittävästi PTFE: n kulutuskestävyyttä.
Harvinainen maametalliPysyvät magneettimateriaalit ovat nykyään harvinaisten maametallien sovellusten suosituin kenttä. Pelkästään praseodymium ei ole erinomainen pysyvänä magneettimateriaalina, mutta se on erinomainen synergistinen elementti, joka voi parantaa magneettisia ominaisuuksia. Sopivan määrän praseodymiumin lisääminen voi tehokkaasti parantaa pysyvien magneettimateriaalien suorituskykyä. Se voi myös parantaa antioksidanttien suorituskykyä (ilmakorroosionkestävyys) ja magneettien mekaanisia ominaisuuksia, ja sitä on käytetty laajasti erilaisissa elektronisissa laitteissa ja moottoreissa.
Praseodymiumia voidaan käyttää myös materiaalien hiomiseen ja kiillottamiseen. Kuten me kaikki tiedämme, puhdas ceriumpohjainen kiillotusjauhe on yleensä vaaleankeltainen, mikä on korkealaatuinen kiillotusmateriaali optiseen lasiin, ja se on korvannut rautaoksidipunaisen jauheen, jolla on alhainen kiillotustehokkuus ja saastuttaa tuotantoympäristöä. Ihmiset ovat havainneet, että praseodymiumilla on hyvät kiillotusominaisuudet. Harvinainen maapallon kiillotusjauhe, joka sisältää praseodymiumia, näyttää punertavanruskealta, joka tunnetaan myös nimellä "punainen jauhe", mutta tämä punainen väri ei ole rautaoksidia punainen, mutta praseodymiumoksidin läsnäolon vuoksi harvinaisen maametallien kiillotusjauheen väri tulee tummemmaksi. Praseodymiumia on käytetty myös uudeksi hioma -aineeksi korundumin hiomapyörien valmistukseen, joka sisältää praseodymiumia. Verrattuna valkoiseen alumiinioksuun, tehokkuutta ja kestävyyttä voidaan parantaa yli 30% jauhamalla hiilirakenteellista terästä, ruostumattomasta teräksestä ja korkean lämpötilan seoksista. Kustannusten vähentämiseksi praseodymium neodyymirikastettuja materiaaleja käytettiin usein raaka -aineina aiemmin, joten nimi praseodyymi neodyymi corundin jauhatuspyörä.
Praseodyymi -ioneilla seostettuja silikaattikiteitä on käytetty hidastamaan valon pulsseja useisiin sataan metriin sekunnissa.
Praseodyymioksidin lisääminen zirkoniumsilikaatiksi muuttuu kirkkaankeltaiseksi ja sitä voidaan käyttää keraamisena pigmentinä - praseodymium keltainen. Praseodyymikeltaista (ZR02-PR6OLL-SI02) pidetään parhaana keltaisena keraamisena pigmentinä, joka pysyy vakaana jopa 1000 ℃: lla ja sitä voidaan käyttää kertaluonteisiin tai palautumisprosesseihin.
Praseodyymiä käytetään myös lasikolminatena, jossa on rikkaita värejä ja suuria potentiaalisia markkinoita. Praseodyymivihreitä lasituotteita, joissa on kirkas purjovihreä ja scallion vihreä värit, voidaan tuottaa, joita voidaan käyttää vihreiden suodattimien tuottamiseen ja myös käsityölasille. Praseodyymioksidin ja ceriumoksidin lisäämistä lasiin voidaan käyttää hitsaamiseen. Praseodyymi -sulfidia voidaan käyttää myös vihreänä muovikolminanttina.
Viestin aika: toukokuu-29-2023