Празодимхимиялық элементтердің периодтық жүйесіндегі ең көп таралған үшінші лантанид элементі, жер қыртысында 9,5 ppm мол, тек төмен.церий, иттрий,лантан, жәнескандий.Бұл сирек кездесетін жердегі бесінші элемент.Бірақ оның аты сияқты,празеодимсирек жер отбасының қарапайым және безендірілмеген мүшесі болып табылады.
CF Auer von Welsbach 1885 жылы празеодимді ашты.
1751 жылы швед минералогы Аксель Фредрик Кронстедт Бастн тау-кен аймағынан ауыр минералды тапты, ол кейінірек церит деп аталды.30 жылдан кейін шахтаға иелік ететін отбасынан шыққан он бес жасар Вильгельм Хисингер өзінің үлгілерін Карл Шеелеге жіберді, бірақ ол ешқандай жаңа элементтер ашпады.1803 жылы, Сингер темір ұстасы болғаннан кейін, ол Джейкоб Берцелиуспен бірге тау-кен аймағына оралды және олар екі жыл бұрын ашқан ергежейлі планета Церера жаңа оксидті бөлді.Серияны Германияда Мартин Генрих Клапрот дербес бөлді.
1839-1843 жылдар аралығында швед хирургы және химигі Карл Густаф Мосандерцерий оксидіоксидтерінің қоспасы болды.Ол басқа екі оксидті бөлді, ол оларды лантана және дидимия «дидимия» (грек тілінде «егіз» дегенді білдіреді) деп атады.Ол ішінара ыдыраттыцерий нитратыүлгіні ауада күйдіру арқылы алады, содан кейін оксид алу үшін оны сұйылтылған азот қышқылымен өңдейді.Осы оксидтерді түзетін металдар осылай аталадылантанжәнепразеодим.
1885 жылы торий церий буы шамының дәке қақпағын ойлап тапқан австриялық CF Auer von Welsbach «празодим неодимін», «біріктірілген егіздерді» сәтті ажыратты, олардан жасыл празеодим тұзы мен қызғылт түсті неодим тұзы бөлініп, белгілі болды. екі жаңа элемент.Біреуі «празодим» деп аталады, ол гректің прасон сөзінен шыққан, жасыл қосылыс дегенді білдіреді, өйткені празеодим тұзды суының ерітіндісі ашық жасыл түс береді;Басқа элемент «Неодим«.«Біріктірілген егіздердің» сәтті бөлінуі оларға өз таланттарын дербес көрсетуге мүмкіндік берді.
Күміс ақ металл, жұмсақ және иілгіш.Празодим бөлме температурасында алтыбұрышты кристалды құрылымға ие.Ауадағы коррозияға төзімділік лантан, церий, неодим және еуропийге қарағанда күштірек, бірақ ауаға әсер еткенде нәзік қара оксид қабаты пайда болады және бір сантиметрлік празеодим металының үлгісі шамамен бір жыл ішінде толығымен коррозияға ұшырайды.
Көпшілік сияқтысирек жер элементтері, празеодим ең алдымен +3 тотығу дәрежесін түзеді, бұл оның сулы ерітінділердегі жалғыз тұрақты күйі.Празодим кейбір белгілі қатты қосылыстарда a+4 тотығу күйінде болады және матрицаны бөлу жағдайында ол лантанидті элементтер арасында бірегей+5 тотығу дәрежесіне жетуі мүмкін.
Судағы празеодим ионы чартреус болып табылады және празеодимнің көптеген өнеркәсіптік қолданылуы оның жарық көздеріндегі сары жарықты сүзу қабілетін қамтиды.
Празодим электронды орналасуы
Электрондық эмиссиялар:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
Празеодимнің 59 электроны [Xe] 4f36s2 түрінде орналасқан.Теориялық тұрғыдан алғанда, барлық бес сыртқы электрондарды валенттік электрон ретінде пайдалануға болады, бірақ барлық бес сыртқы электрондарды пайдалану төтенше жағдайларды талап етеді.Жалпы, празеодим өз қосылыстарында тек үш немесе төрт электрон шығарады.Празодим - Ауфбау принципіне сәйкес келетін электрондық конфигурациясы бар бірінші лантанид элементі.Оның 4f орбиталының энергия деңгейі 5d орбиталына қарағанда төмен, бұл лантан мен церийге қолданылмайды, өйткені 4f орбиталының кенет жиырылуы лантаннан кейін ғана болмайды және церийдегі 5d қабықшасын басып алмау үшін жеткіліксіз.Соған қарамастан қатты празеодим [Xe] 4f25d16s2 конфигурациясын көрсетеді, мұнда 5d қабықшасындағы бір электрон барлық басқа үш валентті лантанидті элементтерге ұқсайды (металл күйінде екі валентті болып табылатын еуропий мен иттербийден басқа).
Көптеген лантанидті элементтер сияқты, празеодим валенттік электрон ретінде әдетте үш электронды пайдаланады, ал қалған 4f электрондары күшті байланыстыру әсеріне ие: бұл 4f орбитасы ядроға жету үшін электронның инертті ксенон өзегі арқылы өтеді, содан кейін 5d және 6s келеді. , және иондық зарядтың ұлғаюымен артады.Дегенмен, празеодим әлі де төртінші, тіпті кейде бесінші валенттілік электронын жоғалтуды жалғастыра алады, өйткені ол лантанид жүйесінде өте ерте пайда болады, мұнда ядролық заряд әлі де жеткілікті төмен және 4f ішкі қабатының энергиясы оны жоюға мүмкіндік беретін жеткілікті жоғары. көбірек валенттілік электрон.
Празодим және барлық лантанид элементтері (лантан, иттербийжәнелютеций, жұпталмаған 4f электрондар жоқ) бөлме температурасында парамагнетизм болып табылады.Төмен температурада антиферромагниттік немесе ферромагниттік тәртіпті көрсететін басқа сирек жер металдарынан айырмашылығы, празеодим 1К жоғары барлық температураларда парамагнетизм болып табылады.
Празодимді қолдану
Празеодим көбінесе аралас сирек кездесетін металдар түрінде қолданылады, мысалы, металл материалдары, химиялық катализаторлар, ауыл шаруашылығында сирек кездесетін жерлер және т.б. үшін тазартатын және өзгертетін агент ретінде.Празодим неодимсирек жер элементтерінің ең ұқсас және бөлуге қиын жұбы болып табылады, оны химиялық әдістермен бөлу қиын.Өнеркәсіптік өндірісте әдетте экстракция және ион алмасу әдістері қолданылады.Егер олар байытылған празеодим неодимі түрінде жұппен қолданылса, олардың ортақтығын толығымен пайдалануға болады, сонымен қатар бағасы бір элементті өнімдерге қарағанда арзанырақ.
Празодим неодим қорытпасы(празеодим неодим металы)тұрақты магниттік материал ретінде де, түсті металл қорытпалары үшін модификациялық қоспа ретінде де қолдануға болатын тәуелсіз өнімге айналды.Мұнай крекинг катализаторының белсенділігін, селективтілігін және тұрақтылығын Y цеолиттік молекулалық елекке празеодим неодим концентратын қосу арқылы жақсартуға болады.Пластикалық модификациялық қоспа ретінде политетрафторэтиленге (PTFE) празеодим неодимімен байытуды қосу PTFE тозуға төзімділігін айтарлықтай жақсарта алады.
Сирек жерТұрақты магниттік материалдар бүгінде сирек жерді қолданудың ең танымал саласы болып табылады.Жалғыз празеодим тұрақты магнит материалы ретінде ерекше емес, бірақ ол магниттік қасиеттерді жақсарта алатын тамаша синергетикалық элемент болып табылады.Празеодимнің тиісті мөлшерін қосу тұрақты магнитті материалдардың жұмысын тиімді түрде жақсарта алады.Ол сондай-ақ антиоксиданттық өнімділікті (ауа коррозиясына төзімділігін) және магниттердің механикалық қасиеттерін жақсарта алады және әртүрлі электронды құрылғылар мен қозғалтқыштарда кеңінен қолданылады.
Празодимді материалдарды тегістеу және жылтырату үшін де қолдануға болады.Барлығымыз білетіндей, таза церий негізіндегі жылтырату ұнтағы әдетте ашық сары түсті, ол оптикалық шыны үшін жоғары сапалы жылтырататын материал болып табылады және жылтырату тиімділігі төмен және өндіріс ортасын ластайтын темір оксидінің қызыл ұнтағын ауыстырды.Адамдар празеодимнің жақсы жылтырату қасиеттеріне ие екенін анықтады.Құрамында празеодим бар сирек жерді жылтырататын ұнтақ қызыл қоңыр болып көрінеді, ол «қызыл ұнтақ» деп те аталады, бірақ бұл қызыл түс темір оксиді қызыл емес, бірақ празеодим оксидінің болуына байланысты сирек жерді жылтырататын ұнтақтың түсі күңгірт болады.Празодим сонымен қатар құрамында празеодим бар корундты тегістеу дөңгелектерін жасау үшін жаңа тегістеу материалы ретінде пайдаланылды.Ақ алюминий тотығымен салыстырғанда көміртекті құрылымдық болатты, тот баспайтын болатты және жоғары температуралы қорытпаларды ұнтақтау кезінде тиімділік пен ұзақ мерзімділікті 30% -дан астам жақсартуға болады.Шығындарды азайту үшін празеодим неодимімен байытылған материалдар бұрын шикізат ретінде жиі қолданылған, сондықтан празеодим неодим корунд тегістеу дөңгелегі деп аталады.
Празодим иондары қосылған силикат кристалдары жарық импульстарын секундына бірнеше жүз метрге дейін баяулату үшін пайдаланылды.
Цирконий силикатына празеодим оксидін қосу ашық сарыға айналады және оны керамикалық пигмент – празеодим сары ретінде пайдалануға болады.Празодим сары (Zr02-Pr6Oll-Si02) ең жақсы сары керамикалық пигмент болып саналады, ол 1000 ℃ температурада тұрақты болып қалады және бір реттік немесе қайта жағу процестері үшін пайдаланылуы мүмкін.
Празодим сонымен қатар әйнекті бояғыш ретінде пайдаланылады, қанық түстермен және үлкен әлеуетті нарықпен.Жасыл сүзгілерді өндіру үшін, сондай-ақ сәндік-қолданбалы әйнектер үшін пайдаланылуы мүмкін ашық пияз жасыл және қызылша жасыл түстері бар празеодим жасыл шыны өнімдерін шығаруға болады.Шыныға празеодим оксиді мен церий оксидін қосу дәнекерлеуге арналған көзілдірік ретінде пайдаланылуы мүмкін.Празодим сульфиді жасыл пластик бояғыш ретінде де пайдаланылуы мүмкін.
Хабарлама уақыты: 29 мамыр 2023 ж