Prazeodimoestas la tria plej abunda lantanida elemento en la perioda tabelo de kemiaj elementoj, kun abundo de 9.5 ppm en la krusto, nur malpli olcerio, itrio,lantano, kajskandioĜi estas la kvina plej abunda elemento en raraj teroj. Sed same kiel lia nomo,prazeodimoestas simpla kaj senornama membro de la rara tera familio.
CF Auer Von Welsbach malkovris prazeodimon en 1885.
En 1751, la sveda mineralogo Axel Fredrik Cronstedt trovis pezan mineralon en la minregiono de Bastnäs, kiu poste ricevis la nomon cerito. Tridek jarojn poste, la dekkvinjara Vilhelm Hisinger el la familio posedanta la minejon sendis siajn specimenojn al Carl Scheele, sed li ne malkovris novajn elementojn. En 1803, post kiam Singer fariĝis forĝisto, li revenis al la minregiono kun Jöns Jacob Berzelius kaj apartigis novan oksidon, la nanplanedon Cereso, kiun ili malkovris antaŭ du jaroj. Cerio estis apartigita sendepende de Martin Heinrich Klaproth en Germanio.
Inter 1839 kaj 1843, la sveda kirurgo kaj kemiisto Carl Gustaf Mosander malkovris, keceria oksidoestis miksaĵo de oksidoj. Li apartigis du aliajn oksidojn, kiujn li nomis lantanon kaj didimion "didimio" (signifante "ĝemeloj" en la greka). Li parte malkomponis laceria nitratospecimenon per rostado en la aero, kaj poste traktis ĝin per diluita nitrata acido por akiri la oksidon. La metaloj, kiuj formas ĉi tiujn oksidojn, estas tial nomatajlantanokajprazeodimo.
En 1885, CF Auer Von Welsbach, aŭstro kiu inventis la gazan kovrilon por vapora lampo kun torio kaj cerio, sukcese apartigis la "prazeodimon neodimon", la "kunigitajn ĝemelojn", el kiuj verda prazeodima salo kaj rozkolora neodima salo estis apartigitaj kaj determinitaj kiel du novaj elementoj. Unu nomiĝas "Prazeodimo", kiu devenas de la greka vorto prason, signifante verdan kombinaĵon ĉar solvaĵo de prazeodima sala akvo prezentos hele verdan koloron; La alia elemento nomiĝas "Neodimo“. La sukcesa disiĝo de la “kunigitaj ĝemeloj” ebligis al ili montri siajn talentojn sendepende.
Arĝenta blanka metalo, mola kaj duktila. Prazeodimo havas seslateran kristalstrukturon je ĉambra temperaturo. La korodrezisto en aero estas pli forta ol tiu de lantano, cerio, neodimo kaj eŭropio, sed kiam eksponite al aero, tavolo de delikata nigra oksido produktiĝas, kaj unu-centimetra granda prazeodima metala specimeno tute korodas ene de ĉirkaŭ unu jaro.
Kiel plej multajraraj teraj elementoj, prazeodimio plej verŝajne formas oksidiĝan staton a+3, kiu estas ĝia sola stabila stato en akvaj solvaĵoj. Prazeodimio ekzistas en oksidiĝa stato a+4 en iuj konataj solidaj kombinaĵoj, kaj sub kondiĉoj de matrica apartigo, ĝi povas atingi unikan oksidiĝan staton +5 inter lantanidaj elementoj.
La akva prazeodima jono estas flavverda, kaj multaj industriaj uzoj de prazeodimo implikas ĝian kapablon filtri flavan lumon en lumfontoj.
Prazeodima elektronika aranĝo
Elektronikaj emisioj:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
La 59 elektronoj de prazeodimo estas aranĝitaj kiel [Xe] 4f36s2. Teorie, ĉiuj kvin eksteraj elektronoj povas esti uzataj kiel valentaj elektronoj, sed la uzo de ĉiuj kvin eksteraj elektronoj postulas ekstremajn kondiĉojn. Ĝenerale, prazeodimo elsendas nur tri aŭ kvar elektronojn en siaj kombinaĵoj. Prazeodimo estas la unua lantanida elemento kun elektronika konfiguracio, kiu konformas al la principo de Aufbau. Ĝia 4f orbitalo havas pli malaltajn energinivelojn ol la 5d orbitalo, kio ne aplikeblas al lantano kaj cerio, ĉar la subita kuntiriĝo de la 4f orbitalo ne okazas ĝis post lantano kaj ne sufiĉas por eviti okupi la 5d ŝelon en cerio. Tamen, solida prazeodimo montras [Xe] 4f25d16s2 konfiguracion, kie unu elektrono en la 5d ŝelo similas al ĉiuj aliaj trivalentaj lantanidaj elementoj (krom eŭropio kaj iterbio, kiuj estas duvalentaj en metalaj statoj).
Kiel plej multaj lantanidaj elementoj, prazeodimo kutime uzas nur tri elektronojn kiel valentajn elektronojn, kaj la ceteraj 4f-elektronoj havas fortan ligadan efikon: tio estas ĉar la 4f-orbito pasas tra la inerta ksenona kerno de la elektrono por atingi la nukleon, sekvata de 5d kaj 6s, kaj pliiĝas kun la pliiĝo de la jona ŝargo. Tamen, prazeodimo ankoraŭ povas daŭre perdi la kvaran kaj eĉ foje la kvinan valentajn elektronojn, ĉar ĝi aperas tre frue en la lantanida sistemo, kie la nuklea ŝargo estas ankoraŭ sufiĉe malalta, kaj la 4f-subŝela energio estas sufiĉe alta por permesi la forigon de pli da valentaj elektronoj.
Prazeodimo kaj ĉiuj lantanidaj elementoj (kromlantano, iterbiokajlutecio, ne estas neparaj 4f-elektronoj) estas paramagnetismo je ĉambra temperaturo. Male al aliaj rarateraj metaloj, kiuj montras kontraŭferomagnetan aŭ feromagnetan ordigon je malaltaj temperaturoj, prazeodimo estas paramagnetismo je ĉiuj temperaturoj super 1K
Apliko de Prazeodimo
Prazeodimo estas plejparte uzata en la formo de miksitaj raraj teroj, ekzemple kiel purigilo kaj modifanto por metalaj materialoj, kemiaj kataliziloj, agrikulturaj raraj teroj, ktp.Prazeodimo neodimoestas la plej simila kaj malfacile apartigebla paro de rarateraj elementoj, kiujn malfacilas apartigi per kemiaj metodoj. Industria produktado kutime uzas ekstraktadon kaj jonan interŝanĝan metodojn. Se ili estas uzataj pare en la formo de riĉigita prazeodimo-neodimo, ilia komuneco povas esti plene utiligita, kaj la prezo ankaŭ estas pli malmultekosta ol produktoj el unuopa elemento.
Prazeodimo neodima alojo(prazeodimo neodimo metalo)fariĝis sendependa produkto, kiu povas esti uzata kaj kiel permanenta magneta materialo kaj kiel modifa aldonaĵo por neferaj metalaj alojoj. La aktiveco, selektiveco kaj stabileco de nafto-fenda katalizilo povas esti plibonigitaj per aldono de prazeodima neodima koncentraĵo en la molekulan kribrilon de Y-zeolito. Kiel plasta modifa aldonaĵo, aldono de prazeodima neodima riĉigo al politetrafluoroetileno (PTFE) povas signife plibonigi la eluziĝreziston de PTFE.
Rara teroPermanentaj magnetaj materialoj estas la plej populara kampo de aplikoj de raraj teroj hodiaŭ. Prazeodimo sole ne elstaras kiel permanenta magneta materialo, sed ĝi estas bonega sinergia elemento, kiu povas plibonigi magnetajn ecojn. Aldono de taŭga kvanto de prazeodimo povas efike plibonigi la funkciadon de permanentaj magnetaj materialoj. Ĝi ankaŭ povas plibonigi la antioksidan funkciadon (reziston de aero-korodo) kaj la mekanikajn ecojn de magnetoj, kaj estis vaste uzata en diversaj elektronikaj aparatoj kaj motoroj.
Prazeodimo ankaŭ povas esti uzata por muelado kaj polurado de materialoj. Kiel ni ĉiuj scias, pura cerio-bazita polurpulvoro kutime estas helflava, kio estas altkvalita polurmaterialo por optika vitro, kaj anstataŭigis la feroksidan ruĝan pulvoron, kiu havas malaltan poluran efikecon kaj poluas la produktadan medion. Homoj trovis, ke prazeodimo havas bonajn polurajn ecojn. Raratera polurpulvoro enhavanta prazeodimon aspektos ruĝecbruna, ankaŭ konata kiel "ruĝa pulvoro", sed ĉi tiu ruĝa koloro ne estas feroksida ruĝa, sed pro la ĉeesto de prazeodima oksido, la koloro de la raratera polurpulvoro fariĝas pli malhela. Prazeodimo ankaŭ estis uzata kiel nova muelmaterialo por fari korundajn muelradojn enhavantajn prazeodimon. Kompare kun blanka alumino-tero, efikeco kaj daŭripovo povas esti plibonigitaj je pli ol 30% dum muelado de karbonstruktura ŝtalo, rustorezista ŝtalo kaj alttemperaturaj alojoj. Por redukti kostojn, prazeodimaj neodimiriĉigitaj materialoj ofte estis uzataj kiel krudmaterialoj en la pasinteco, tial la nomo prazeodima neodimikorundo muelrado.
Silikataj kristaloj dopitaj per prazeodimiaj jonoj estis uzitaj por malrapidigi lumpulsojn ĝis plurcent metroj je sekundo.
Aldono de prazeodima oksido al zirkonia silikato fariĝos hele flava kaj povas esti uzata kiel ceramika pigmento - prazeodima flava. Prazeodima flava (ZrO2-Pr6Oll-SiO2) estas konsiderata la plej bona flava ceramika pigmento, kiu restas stabila ĝis 1000 ℃ kaj povas esti uzata por unufojaj aŭ rebruligaj procezoj.
Prazeodimo ankaŭ estas uzata kiel vitrokolorigilo, kun riĉaj koloroj kaj granda potenciala merkato. Prazeodimaj verdaj vitroproduktoj kun brilaj poreoverdaj kaj askalonverdaj koloroj povas esti produktitaj, kiuj povas esti uzataj por produkti verdajn filtrilojn kaj ankaŭ por artmetia vitro. Aldonante prazeodiman oksidon kaj cerian oksidon al la vitro, oni povas uzi ilin kiel protektokulvitrojn por veldado. Prazeodima sulfido ankaŭ povas esti uzata kiel verda plasta kolorigilo.
Afiŝtempo: 29-a de majo 2023