Πρασεοδύμιοείναι το τρίτο πιο άφθονο στοιχείο λανθανιδίου στον περιοδικό πίνακα χημικών στοιχείων, με αφθονία 9,5 ppm στο φλοιό, μόνο χαμηλότερο απόδημήτριο, ύττριο,λανθάνιο,σκάνδιο. Είναι το πέμπτο πιο άφθονο στοιχείο στις σπάνιες γη. Αλλά ακριβώς όπως το όνομά του,πρασεοδύμιοείναι ένα απλό και μη ενδεικτικό μέλος της οικογένειας σπάνιων γαιών.
Ο Cf Auer von Welsbach ανακάλυψε το Praseodymium το 1885.
Το 1751, ο Σουηδός ορυκτολόγος Axel Fredrik Cronstedt βρήκε ένα βαρύ ορυκτό στην περιοχή εξόρυξης Bastn ä, η οποία αργότερα ονομάστηκε Cerite. Τριάντα χρόνια αργότερα, δεκαπέντε χρονών Vilhelm Hisinger από την οικογένεια που ανήκε στο ορυχείο έστειλε τα δείγματα του στον Carl Scheele, αλλά δεν ανακάλυψε νέα στοιχεία. Το 1803, αφού ο τραγουδιστής έγινε σιδηρουργός, επέστρεψε στην περιοχή εξόρυξης με τον Jacob Jacob Berzelius και χώρισε ένα νέο οξείδιο, τον πλανήτη νάνο Ceres, τον οποίο ανακάλυψαν πριν από δύο χρόνια. Η Ceria διαχωρίστηκε ανεξάρτητα από τον Martin Heinrich Klaproth στη Γερμανία.
Μεταξύ 1839 και 1843, ο Σουηδός χειρουργός και ο χημικός Carl Gustaf Mosander ανακάλυψαν ότιοξείδιο του δημητριακούήταν ένα μείγμα οξειδίων. Διαχωρίστηκε δύο άλλα οξείδια, τα οποία ονόμασε Lanthana και Didymia "didymia" (που σημαίνει "δίδυμα" στα ελληνικά). Αποσυντέθηκε εν μέρει τονιτρικό τεράστιοΔείγμα με ψήσιμο στον αέρα και στη συνέχεια το επεξεργάστηκε με αραιό νιτρικό οξύ για να ληφθεί το οξείδιο. Τα μέταλλα που σχηματίζουν αυτά τα οξείδια ονομάζονται επομένωςλανθάνιοκαιπρασεοδύμιο.
Το 1885, ο CF Auer von Welsbach, ένας αυστριακός που εφευρέθηκε το κάλυμμα γάζας λαμπτήρων θορίου Cerium Vapor, διαχωρίστηκε με επιτυχία τα «νεοδύμιο πασοδομίου», τα «συζευγμένα δίδυμα», από τα οποία διαχωρίστηκαν και προσδιορίστηκαν τα δύο νέα στοιχεία. Το ένα ονομάζεται "Praseodymium", το οποίο προέρχεται από την ελληνική λέξη prason, που σημαίνει πράσινη ένωση επειδή ένα διάλυμα αλμυρού νερού του πτεράσματος θα παρουσιάσει ένα φωτεινό πράσινο χρώμα. Το άλλο στοιχείο ονομάζεται "Νεοδύμιο«. Ο επιτυχημένος διαχωρισμός των "συζευγμένων δίδυμων" τους επέτρεψε να εμφανίσουν τα ταλέντα τους ανεξάρτητα.
Ασημένιο λευκό μέταλλο, μαλακό και όλκιμο. Το Praseodymium έχει εξαγωνική κρυσταλλική δομή σε θερμοκρασία δωματίου. Η αντίσταση στη διάβρωση στον αέρα είναι ισχυρότερη από αυτή του λανθάνου, του δημητριακού, του νεοδύματος και του ευρωπαϊκού, αλλά όταν εκτίθεται στον αέρα, παράγεται ένα στρώμα εύθραυστου μαύρου οξειδίου και ένα δείγμα μεταλλικού μεγέθους ενός εκατοστού μεγέθους πρασοδίου πλήρως διαβρώνεται εντός περίπου ενός έτους.
Όπως οι περισσότεροιΣτοιχεία σπάνιων γαιών, το πρασιόριο είναι πιο πιθανό να σχηματίσει μια κατάσταση οξείδωσης Α+3, η οποία είναι η μόνη σταθερή του κατάσταση σε υδατικά διαλύματα. Το πραζοδυμικό υπάρχει σε κατάσταση οξείδωσης Α+4 σε ορισμένες γνωστές στερεές ενώσεις και υπό συνθήκες διαχωρισμού μήτρας, μπορεί να φτάσει σε μια μοναδική κατάσταση οξείδωσης+5 μεταξύ των στοιχείων λανθανιδίου.
Το υδατικό ιόν πασοδομίου είναι το χαρτογραφικό και πολλές βιομηχανικές χρήσεις του πρασοδυμίου περιλαμβάνουν την ικανότητά του να φιλτράρει το κίτρινο φως σε πηγές φωτός.
Ηλεκτρονική διάταξη πρασοδυμίου
Ηλεκτρονικές εκπομπές:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F3
Τα 59 ηλεκτρόνια του πρασοδυμίου είναι διατεταγμένα ως [XE] 4F36S2. Θεωρητικά, και τα πέντε εξωτερικά ηλεκτρόνια μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ηλεκτρόνιο σθένους, αλλά η χρήση και των πέντε εξωτερικών ηλεκτρονίων απαιτεί ακραίες συνθήκες. Γενικά, το πτερωτοδμίου εκπέμπει μόνο τρία ή τέσσερα ηλεκτρόνια στις ενώσεις του. Το Praseodymium είναι το πρώτο στοιχείο λανθανιδίου με ηλεκτρονική διαμόρφωση που συμμορφώνεται με την αρχή του Aufbau. Το 4F τροχιακό της έχει χαμηλότερα επίπεδα ενέργειας από το 5D τροχιακό, το οποίο δεν ισχύει για το Lanthanum και το Cerium, καθώς η ξαφνική συστολή του τροχιακού 4F δεν εμφανίζεται μέχρι μετά από το Lanthanum και δεν επαρκεί για να αποφευχθεί η κατοχή του 5D κελύφους στο κερί. Παρ 'όλα αυτά, το στερεό πρασχαίριο παρουσιάζει μια διαμόρφωση [XE] 4F25D16S2, όπου ένα ηλεκτρόνιο στο 5D κέλυφος μοιάζει με όλα τα άλλα τρισθεντικά στοιχεία λανθανιδίου (εκτός από το Europium και το Ytterbium, τα οποία είναι δισθενές σε μεταλλικές καταστάσεις).
Όπως και τα περισσότερα στοιχεία λανθανιδίου, το Praseodymium χρησιμοποιεί συνήθως μόνο τρία ηλεκτρόνια ως ηλεκτρόνιο σθένους και τα υπόλοιπα 4F ηλεκτρόνια έχουν ισχυρό αποτέλεσμα δέσμευσης: αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η τροχιά 4F περνάει από τον αδρανές Xenon πυρήνα του ηλεκτρονίου για να φτάσει στον πυρήνα, ακολουθούμενη από 5d και 6s και αυξάνεται με την αύξηση του ιοντικού φορτίου. Ωστόσο, το Praseodymium μπορεί ακόμα να συνεχίσει να χάνει το τέταρτο και ακόμη και περιστασιακά το ηλεκτρόνιο πέμπτου σθένους, επειδή φαίνεται πολύ νωρίς στο σύστημα των λανθανίδης, όπου το πυρηνικό φορτίο εξακολουθεί να είναι αρκετά χαμηλό και η ενέργεια 4F είναι αρκετά υψηλή ώστε να επιτρέπει την απομάκρυνση περισσότερων ηλεκτρονίων σθένους.
Praseodymium και όλα τα στοιχεία λανθανιδίου (εκτόςλανθάνιο, υττερβίοκαιλουτετόνιο, δεν υπάρχουν μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια 4F) είναι παραμαγνητισμός σε θερμοκρασία δωματίου. Σε αντίθεση με άλλα μέταλλα σπάνιων γαιών που παρουσιάζουν αντιφααγνητική ή σιδηρομαγνητική παραγγελία σε χαμηλές θερμοκρασίες, το πρασιόριο είναι παραμαγνητισμός σε όλες τις θερμοκρασίες πάνω από 1k
Εφαρμογή του πραζοδυμίου
Το Praseodymium χρησιμοποιείται ως επί το πλείστον με τη μορφή μικτών σπάνιων γαιών, όπως ως ένας καθαρισμός και τροποποιητικός παράγοντας για μεταλλικά υλικά, χημικοί καταλύτες, γεωργικές σπάνιες γη κ.ο.κ.Νεοδύμιο Πρασεδμίουείναι το πιο παρόμοιο και δύσκολο να διαχωριστούν τα ζεύγη στοιχείων σπάνιων γαιών, το οποίο είναι δύσκολο να διαχωριστεί με χημικές μεθόδους. Η βιομηχανική παραγωγή χρησιμοποιεί συνήθως μεθόδους εξόρυξης και ανταλλαγής ιόντων. Εάν χρησιμοποιούνται σε ζεύγη με τη μορφή εμπλουτισμένου νεοδύματος πασοδυμίου, η κοινότητά τους μπορεί να χρησιμοποιηθεί πλήρως και η τιμή είναι επίσης φθηνότερη από τα προϊόντα μεμονωμένων στοιχείων.
Κράμα νεροδυμίου πρασοδυμίου(μέταλλο νεοδυμίου πασοδύμου)έχει γίνει ένα ανεξάρτητο προϊόν, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο ως μόνιμο μαγνητικό υλικό όσο και ως πρόσθετο τροποποίησης για μη σιδηρούχα κράματα μετάλλων. Η δραστικότητα, η εκλεκτικότητα και η σταθερότητα του καταλύτη πυρόλυσης πετρελαίου μπορούν να βελτιωθούν με την προσθήκη συμπυκνωμένου νεοδυμίου πρασοδυμίου σε μοριακό κόσκινο του ζεόλιθου Υ. Ως πρόσθετο πλαστικό τροποποίησης, προσθέτοντας εμπλουτισμό νεοδυμίου Praseodymium σε πολυτετραφθοροαιθυλένιο (PTFE) μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αντίσταση της φθοράς του PTFE.
Σπάνια γηΤα μόνιμα μαγνήτες είναι το πιο δημοφιλές πεδίο εφαρμογών σπάνιων γαιών σήμερα. Το Praseodymium μόνο δεν είναι εξαιρετικό ως μόνιμο μαγνητικό υλικό, αλλά είναι ένα εξαιρετικό συνεργιστικό στοιχείο που μπορεί να βελτιώσει τις μαγνητικές ιδιότητες. Η προσθήκη μιας κατάλληλης ποσότητας πρασοδίου μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την απόδοση των μόνιμων μαγνητικών υλικών. Μπορεί επίσης να βελτιώσει την αντιοξειδωτική απόδοση (αντίσταση στη διάβρωση αέρα) και τις μηχανικές ιδιότητες των μαγνητών και έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε διάφορες ηλεκτρονικές συσκευές και κινητήρες.
Το Praseodymium μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για υλικά λείανσης και στίλβωσης. Όπως όλοι γνωρίζουμε, η καθαρή σκόνη στίλβας με βάση το δημητριακό είναι συνήθως ανοιχτό κίτρινο, το οποίο είναι ένα υψηλής ποιότητας υλικό στίλβωσης για οπτικό γυαλί και έχει αντικαταστήσει την κόκκινη σκόνη οξειδίου του σιδήρου που έχει χαμηλής απόδοσης στίλβωσης και μολύνει το περιβάλλον παραγωγής. Οι άνθρωποι έχουν διαπιστώσει ότι το Praseodymium έχει καλές ιδιότητες στίλβας. Η σκόνη στίλβωσης σπανίων γαιών που περιέχει το πτερωδμίου θα εμφανιστεί κοκκινωπό καφέ, επίσης γνωστή ως "κόκκινη σκόνη", αλλά αυτό το κόκκινο χρώμα δεν είναι κόκκινο οξείδιο του σιδήρου, αλλά λόγω της παρουσίας οξειδίου του πρασοδίου, το χρώμα της σκόνης στίλβας σπάνιας γης γίνεται πιο σκούρο. Το Praseodymium έχει επίσης χρησιμοποιηθεί ως νέο υλικό λείανσης για να κάνει τους τροχούς λείανσης των κορούδων που περιέχουν πρασιόριο. Σε σύγκριση με τη λευκή αλουμίνα, η απόδοση και η ανθεκτικότητα μπορούν να βελτιωθούν κατά περισσότερο από 30% όταν λείαζε δομικό χάλυβα άνθρακα, ανοξείδωτο χάλυβα και κράματα υψηλής θερμοκρασίας. Προκειμένου να μειωθεί το κόστος, τα υλικά εμπλουτισμένα με νεοδύμιο με πασυμισμό χρησιμοποιήθηκαν συχνά ως πρώτες ύλες στο παρελθόν, εξ ου και το όνομα Praseodymium Neodymium Corundum Corundum Theel.
Οι πυριτικοί κρυστάλλοι που έχουν προσβληθεί από ιόντα πασοδυμίου έχουν χρησιμοποιηθεί για να επιβραδύνουν τους παλμούς φωτός σε αρκετές εκατοντάδες μέτρα ανά δευτερόλεπτο.
Η προσθήκη οξειδίου του πασοδυμίου σε πυριτικό ζιρκόνιο θα μετατραπεί σε φωτεινό κίτρινο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κεραμικό χρωστικό - κίτρινο πρασοδυμίου. Το κίτρινο Praseodymium (ZR02-PR6OLL-SI02) θεωρείται η καλύτερη κίτρινη κεραμική χρωστική, η οποία παραμένει σταθερή έως και 1000 ℃ και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διαδικασίες εφάπαξ ή ανάκαμψης.
Το Praseodymium χρησιμοποιείται επίσης ως γυαλί χρωμάτων, με πλούσια χρώματα και μεγάλη δυναμική αγορά. Μπορούν να παραχθούν πράσινα προϊόντα από γυαλί με φωτεινό πράσινο πράσινο πράσινο και χάλια, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή πράσινων φίλτρων και επίσης για γυαλί τέχνης και χειροτεχνίας. Η προσθήκη οξειδίου του πτερωδιού και οξειδίου του δημητριακού στο γυαλί μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως γυαλιά για συγκόλληση. Το σουλφίδιο του πρασοδίου μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως πράσινο πλαστικό χρωματισμό.
Χρόνος δημοσίευσης: Μάιος-29-2023