Празедимиумявляется третьим наиболее распространенным элементом лантаноида в периодической таблице химических элементов, с изобилием 9,5 ч / млн в коре, только ниже, чемCerium, иттрий,лантан, искандийПолем Это пятый самый распространенный элемент в редких землях. Но как его имя,Празедимиумявляется простым и неукрашенным членом редкоземельной семьи.
CF Auer von Welsbach обнаружил празеодимиум в 1885 году.
В 1751 году шведский минералогист Аксель Фредрик Кронштедт обнаружил тяжелый минерал в горнодобывающей зоне Бастн, который впоследствии был назван Cerite. Тридцать лет спустя, пятнадцатилетний Вильгельм Хисингер из семьи, которая принадлежала шахте, отправила свои образцы Карлу Шиле, но он не обнаружил никаких новых элементов. В 1803 году, после того, как Сингер стал кузнецом, он вернулся в горнодобывающую зону с Джейкобом Берзелиусом и отделил новый оксид, карликовую планету Цереры, которую они обнаружили два года назад. Церия была отделена независимо от Мартина Генриха Клапрот в Германии.
Между 1839 и 1843 годами шведский хирург и химик Карл Густаф Мосандер обнаружил, чтооксид цериябыла смесь оксидов. Он отделил два других оксида, которые он назвал Лантханой и Димимией «димимией» (что означает «близнецы» на греческом). Частично разложилнитрат церияОбразец, обжаривая его в воздухе, а затем обработал его разбавленной азотной кислотой, чтобы получить оксид. Поэтому названы металлы, которые образуют эти оксидылантаниПразедимиум.
В 1885 году CF Auer von Welsbach, австриец, который изобрел марли -крышку паровой лампы тории, успешно отделившись «неодим -празеодимий неодимий», «соединенные близнецы», от которых зеленый празеодим соль и неодимий -соль розового цвета были разделены и были определены как два новых элемента. Один из них называется «Празеодимиум», который поступает из греческого слова Prason, что означает зеленое соединение, потому что раствор соленой воды празеодимия будет представлять ярко -зеленый цвет; Другой элемент назван «Неодим«. Успешное разделение« соединенных близнецов »позволило им самостоятельно демонстрировать свои таланты.
Серебряный белый металл, мягкий и пластичный. Празедимий имеет гексагональную кристаллическую структуру при комнатной температуре. Коррозионная устойчивость в воздухе сильнее, чем у лантана, цериха, неодима и европия, но при воздействии воздуха производится слой хрупкого оксида черного цвета и образец метадимового металла размером в один сантиметр полностью коррозирует в течение года.
Как большинстворедкоземельные элементы, празеодимий, скорее всего, образует A+3 Состояние окисления, которое является его единственным стабильным состоянием в водных растворах. Празеодимий существует в уровне окисления+4 в некоторых известных твердых соединениях, а в условиях матричного разделения он может достичь уникального+5 -5 -х окисляющее состояние среди элементов лантаноида.
Водным празеодимием ион является Chartreuse, и многие промышленные применения празеодима включают его способность фильтровать желтый свет в источниках света.
Электронный макет празеодимия
Электронные выбросы:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F3
59 электронов празеодима расположены как [XE] 4F36S2. Теоретически, все пять наружных электронов могут использоваться в качестве валентного электрона, но использование всех пяти внешних электронов требует крайних условий. Как правило, празеодимий издает только три или четыре электрона в своих соединениях. Празеодимий является первым элементом лантаноида с электронной конфигурацией, которая соответствует принципу Aufbau. Его 4F -орбиталь имеет более низкие уровни энергии, чем 5D -орбиталь, которая не применима к лантанум и цериуму, поскольку внезапное сокращение орбиты 4F не происходит до Lanthanum и недостаточно, чтобы избежать занятия 5D -оболочки в цехе. Тем не менее, твердый празеодимий демонстрирует конфигурацию [xe] 4f25d16s2, где один электрон в 5D оболочке напоминает все другие тривалентные элементы лантаноида (за исключением европия и иттербия, которые являются двуспальными в металлических состояниях).
Как и большинство элементов лантаноида, празеодимий обычно использует только три электрона в качестве валентного электрона, а оставшиеся 4F электроны обладают сильным эффектом связывания: это связано с тем, что орбита 4F проходит через инертное ядро ксенона, чтобы достичь ядра, с последующим 5D и 6S и увеличивается с увеличением ионического заряда. Тем не менее, празеодимий все еще может продолжать терять четвертый и даже иногда пятый валентный электрон, потому что он появляется очень рано в системе лантанойда, где ядерный заряд все еще достаточно низкий, а энергия 4F подшилочки достаточно высока, что позволяет удалить больше валентного электрона.
Празеодимиум и все элементы лантаноида (кромелантан, иттербийилютеций, нет непарных 4F электронов) парамагнетизм при комнатной температуре. В отличие от других редкоземельных металлов, которые демонстрируют антиферромагнитное или ферромагнитное упорядочение при низких температурах, празеодим является парамагнетизм при всех температурах выше 1K
Применение празеодимия
Празеодимий в основном используется в форме смешанных редкоземелей, таких как как очищающий и модифицирующий агент для металлов, химические катализаторы, сельскохозяйственные редкоземельные земли и так далее.Празеодимий неодимявляется наиболее сходным и трудным для разделения пары редкоземельных элементов, которые трудно разделить химическими методами. Промышленное производство обычно использует методы экстракции и ионного обмена. Если они используются в парах в форме обогащенного празеодимию неодима, их общность может быть полностью использована, а цена также дешевле, чем продукты для одного элемента.
Празеодимий неодимий сплав(Празеодимий неодимий металл)стал независимым продуктом, который можно использовать как как постоянный материал магнита, так и модификационную добавку для нерухозных металлических сплавов. Активность, селективность и стабильность катализатора нефтяного растрескивания могут быть улучшены путем добавления концентрата неодима празеодима в молекулярное сито Y Целита. В качестве добавки модификации пластической модификации, добавление эгаринга неодимия празеодимия в политетрафторэтилен (PTFE) может значительно улучшить износостойкость PTFE.
Редко -земляПостоянные магнитные материалы являются самым популярным полем редкоземельных применений сегодня. Только празедимий не является выдающимся как постоянный материал магнита, но это отличный синергетический элемент, который может улучшить магнитные свойства. Добавление соответствующего количества празеодима может эффективно повысить производительность материалов постоянного магнита. Это также может улучшить антиоксидантные характеристики (устойчивость к воздушной коррозии) и механические свойства магнитов и широко используется в различных электронных устройствах и двигателях.
Празедимий также можно использовать для измельчения и полировки. Как мы все знаем, полировочный порошок на основе чистого церию обычно светло-желтый, который представляет собой высококачественный полировочный материал для оптического стекла и заменил красный порошок оксида железа, который имеет низкую эффективность полировки и загрязняет производственную среду. Люди обнаружили, что у празеодима есть хорошие полировки. Редко -заземляющий полировочный порошок, содержащий празеодимиум, будет выглядеть красновато -коричневым, также известным как «красный порошок», но этот красный цвет не оксид железа, но из -за присутствия оксида празеодима цвет редкоземельного полировочного порошка становится темнее. Празеодимий также использовался в качестве нового шлифовального материала, чтобы заставить шлифовальные колеса Corundum, содержащие празеодимиум. По сравнению с белым глинозмом, эффективность и долговечность могут быть улучшены более чем на 30% при измельчивании углеродной конструкционной стали, нержавеющей стали и высокотемпературных сплавов. Чтобы снизить затраты, в прошлом материалы, обогащенные празеодимием, часто использовались в качестве сырья в прошлом, отсюда и название шлифовального шлифования Praseodymium neodymium corundum.
Силикатные кристаллы, легированные празеодимием, использовались для замедления легких импульсов до нескольких сотен метров в секунду.
Добавление оксида празеодима в силикат циркония станет ярко -желтым и может использоваться в качестве керамического пигмента - желтый празеодимий. Желтый празеодимий (Zr02-Proslol-Si02) считается лучшим желтым керамическим пигментом, который остается стабильным на уровне до 1000 ℃ и может использоваться для одноразовых или возвращения процессов.
Празеодимий также используется в качестве стеклянного цветора, с богатыми цветами и большим потенциальным рынком. Можно изготовить продукты с зеленым стеклом Praseodymium с яркими зелеными луком и зеленым зеленым зеленым цветом для лука Добавление оксида празеодимия и оксида церия в стекло может использоваться в качестве очков для сварки. Сульфид празеодимия также может использоваться в качестве зеленого пластикового цветора.
Время публикации: май-29-2023