Празеадымз'яўляецца трэцім па распаўсюджанасці элементам лантанідаў у перыядычнай сістэме хімічных элементаў з утрыманнем у кары 9,5 частак на мільён, толькі менш, чымцэрый, ітрый,лантан, іскандый.Гэта пяты па распаўсюджанасці элемент у рэдказямельных элементах.Але як і яго імя,празеадымз'яўляецца простым і без упрыгожванняў членам сямейства рэдказямельных.
CF Auer Von Welsbach адкрыў празеадым у 1885 годзе.
У 1751 годзе шведскі мінералог Аксель Фрэдрык Кронштэд знайшоў у раёне здабычы Бастнэс цяжкі мінерал, які пазней быў названы цэрытам.Праз трыццаць гадоў пятнаццацігадовы Вільгельм Гізінгер з сям'і, якая валодала шахтай, адправіў свае ўзоры Карлу Шэеле, але ён не выявіў ніякіх новых элементаў.У 1803 годзе, пасля таго як Зінгер стаў кавалём, ён вярнуўся ў раён здабычы з Jöns Jacob Berzelius і аддзяліў новы аксід, карлікавую планету Цэрэра, якую яны адкрылі два гады таму.Цэрыю незалежна аддзяліў Марцін Генрых Клапрот у Германіі.
Паміж 1839 і 1843 гадамі шведскі хірург і хімік Карл Густаў Масандэр выявіў, штоаксід цэрыябыла сумессю аксідаў.Ён аддзяліў два іншых аксіду, якія назваў лантана і дыдымія «дыдымія» (што па-грэцку азначае «блізняты»).Ён часткова расклаўнітрат цэрыюўзору, абсмажваючы яго на паветры, а затым апрацоўвалі яго разведзенай азотнай кіслатой для атрымання аксіду.Таму і названы металы, якія ўтвараюць гэтыя аксідылантаніпразеадым.
У 1885 г. К. Ф. Аўэр фон Вельсбах, аўстрыец, які вынайшаў торый-цэрыевую марлевую крышку для паравых лямпаў, паспяхова аддзяліў «празеадымавы неадым», «сіамскіх блізнят», з якіх зялёная соль празеадыма і ружовая соль неадыму былі падзелены і вызначаны як два новыя элементы.Адзін з іх называецца «празэадым», што паходзіць ад грэчаскага слова prason, што азначае зялёнае злучэнне, таму што раствор празеадымавай салёнай вады будзе мець ярка-зялёны колер;Іншы элемент называецца «Неадымавы“.Паспяховае раз'яднанне «сіамскіх блізнят» дазволіла ім праявіць свае таленты самастойна.
Срэбна-белы метал, мяккі і пластычны.Празеадым мае шасцікутную крышталічную структуру пры пакаёвай тэмпературы.Устойлівасць да карозіі на паветры вышэй, чым у лантана, цэрыя, неадыму і еўрапію, але пры ўздзеянні паветра ўтворыцца пласт далікатнага чорнага аксіду, і празеадымавы ўзор памерам у адзін сантыметр цалкам падвяргаецца карозіі прыкладна праз год.
Як і большасцьрэдказямельныя элементы, празеадым, хутчэй за ўсё, утварае ступень акіслення +3, якая з'яўляецца яго адзіным стабільным станам у водных растворах.Празеадым існуе ў ступені акіслення +4 у некаторых вядомых цвёрдых злучэннях, і ва ўмовах падзелу матрыцы ён можа дасягнуць унікальнай ступені акіслення +5 сярод элементаў лантанідаў.
Водны іён празеадыму - шартрэз, і шмат прамысловых ужыванняў празеадыму прадугледжвае яго здольнасць фільтраваць жоўтае святло ў крыніцах святла.
Электронны макет Praseodymium
Электронныя выпраменьванні:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
59 электронаў празеадыму размешчаны як [Xe] 4f36s2.Тэарэтычна ўсе пяць знешніх электронаў можна выкарыстоўваць у якасці валентных электронаў, але выкарыстанне ўсіх пяці знешніх электронаў патрабуе экстрэмальных умоў.Як правіла, празеадым вылучае толькі тры-чатыры электроны ў сваіх злучэннях.Празеадым з'яўляецца першым элементам лантанідаў з электроннай канфігурацыяй, якая адпавядае прынцыпу Аўфбаў.Яе 4f-арбіталь мае больш нізкі ўзровень энергіі, чым 5d-арбіталь, што не прымяняецца да лантану і цэрыю, паколькі раптоўнае скарачэнне 4f-арбіталі адбываецца толькі пасля лантана і гэтага недастаткова, каб пазбегнуць заняцця 5d-абалонкі ў цэрыю.Тым не менш, цвёрды празеадым дэманструе канфігурацыю [Xe] 4f25d16s2, дзе адзін электрон у абалонцы 5d нагадвае ўсе іншыя трохвалентныя лантаніды (за выключэннем еўропія і ітэрбія, якія двухвалентныя ў металічных станах).
Як і большасць элементаў лантанідаў, празеадым звычайна выкарыстоўвае толькі тры электроны ў якасці валентных электронаў, а астатнія 4f-электроны валодаюць моцным звязваючым эфектам: гэта адбываецца таму, што арбіта 4f праходзіць праз інэртны ксенонавы стрыжань электрона, каб дасягнуць ядра, а затым 5d і 6s , і павялічваецца з павелічэннем іённага зарада.Тым не менш, празеадым усё яшчэ можа працягваць губляць чацвёрты і нават часам пяты валентны электрон, таму што ён з'яўляецца вельмі рана ў сістэме лантанідаў, дзе зарад ядра ўсё яшчэ дастаткова нізкі, а энергія подоболочки 4f дастаткова высокая, каб дазволіць выдаленне больш валентнага электрона.
Празеадым і ўсе элементы лантанідаў (за выключэннемлантан, ітэрбійілютэцыя, няма неспараных 4f-электронаў) з'яўляюцца парамагнетызмам пры пакаёвай тэмпературы.У адрозненне ад іншых рэдказямельных металаў, якія дэманструюць антыферамагнітнае або ферамагнітнае ўпарадкаванне пры нізкіх тэмпературах, празеадым парамагнетызм пры любых тэмпературах вышэй за 1 К
Прымяненне празеодима
Празеадым у асноўным выкарыстоўваецца ў выглядзе змешаных рэдказямельных элементаў, напрыклад, у якасці ачышчальнага і мадыфікацыйнага агента для металічных матэрыялаў, хімічных каталізатараў, сельскагаспадарчых рэдказямельных элементаў і гэтак далей.Празеадым неадымз'яўляецца найбольш падобнай і цяжка раздзяляльнай парай рэдказямельных элементаў, якую цяжка раздзяліць хімічнымі метадамі.У прамысловай вытворчасці звычайна выкарыстоўваюцца метады экстракцыі і іённага абмену.Калі яны выкарыстоўваюцца ў парах у выглядзе ўзбагачанага празеадыму неадыму, іх агульнасць можа быць цалкам выкарыстана, і цана таксама таннейшая, чым аднаэлементныя вырабы.
Празеадым неадымавы сплаў(празеадым неадымавы метал)стаў самастойным прадуктам, які можа выкарыстоўвацца як у якасці пастаяннага магнітнага матэрыялу, так і ў якасці мадыфікацыйнай дабаўкі для сплаваў каляровых металаў.Актыўнасць, селектыўнасць і стабільнасць каталізатара крэкінгу нафты можна палепшыць шляхам дадання празеадымавага неадымавага канцэнтрату ў малекулярнае сіта цэаліту Y.У якасці дабаўкі для мадыфікацыі пластыка даданне празеадыму неадыму да політэтрафтарэтылену (ПТФЭ) можа значна палепшыць зносаўстойлівасць ПТФЭ.
РэдказямельныМатэрыялы з пастаяннымі магнітамі сёння з'яўляюцца самай папулярнай сферай прымянення рэдказямельных элементаў.Празеадым сам па сабе не з'яўляецца выдатным матэрыялам пастаяннага магніта, але гэта выдатны сінэргетычны элемент, які можа палепшыць магнітныя ўласцівасці.Даданне адпаведнай колькасці празеадыму можа эфектыўна палепшыць характарыстыкі матэрыялаў з пастаяннымі магнітамі.Ён таксама можа палепшыць антыаксідантныя характарыстыкі (ўстойлівасць да карозіі ў паветры) і механічныя ўласцівасці магнітаў і шырока выкарыстоўваецца ў розных электронных прыладах і рухавіках.
Празеадым таксама можна выкарыстоўваць для шліфоўкі і паліроўкі матэрыялаў.Як мы ўсе ведаем, паліравальны парашок на аснове чыстага цэрыя звычайна светла-жоўты, які з'яўляецца высакаякасным паліравальным матэрыялам для аптычнага шкла і замяніў чырвоны парашок аксіду жалеза, які мае нізкую эфектыўнасць паліроўкі і забруджвае вытворчае асяроддзе.Людзі выявілі, што празеадым мае добрыя паліруючыя ўласцівасці.Рэдказямельны паліравальны парашок, які змяшчае празеадым, будзе выглядаць чырванавата-карычневым, таксама вядомы як «чырвоны парашок», але гэты чырвоны колер не з'яўляецца чырвоным аксідам жалеза, але з-за прысутнасці аксіду празеадыму колер рэдказямельнага паліравальнага парашка становіцца цямнейшым.Празеадым таксама выкарыстоўваўся ў якасці новага шліфавальнага матэрыялу для вырабу корундавых шліфавальных колаў, якія змяшчаюць празеадым.У параўнанні з белым аксідам алюмінія, эфектыўнасць і даўгавечнасць могуць быць палепшаны больш чым на 30% пры шліфоўцы вугляродзістай канструкцыйнай сталі, нержавеючай сталі і высокатэмпературных сплаваў.У мэтах зніжэння выдаткаў матэрыялы, узбагачаныя празеадымам і неадымам, часта выкарыстоўваліся ў якасці сыравіны ў мінулым, адсюль і назва шліфавальнага круга празеадым, неадым і карунд.
Сілікатныя крышталі, легаваныя іёнамі празеадыму, выкарыстоўваліся для запаволення светлавых імпульсаў да некалькіх сотняў метраў у секунду.
Даданне аксіду празеадыму да сіліката цырконія стане ярка-жоўтым і можа выкарыстоўвацца ў якасці керамічнага пігмента - празеадыму жоўтага.Празеадым жоўты (Zr02-Pr6Oll-Si02) лічыцца найлепшым жоўтым керамічным пігментам, які застаецца стабільным пры тэмпературы да 1000 ℃ і можа выкарыстоўвацца для працэсаў аднаразовага або паўторнага абпальвання.
Празеадым таксама выкарыстоўваецца ў якасці фарбавальніка для шкла з насычанымі колерамі і вялікім патэнцыялам рынку.Могуць вырабляцца вырабы з празеадымавага зялёнага шкла з ярка-зялёным колерам лука-порея і зялёным лукам, якія можна выкарыстоўваць для вытворчасці зялёных фільтраў, а таксама для дэкаратыўна-прыкладнога мастацтва.Даданне аксіду празеодима і аксіду цэрыя ў шкло можна выкарыстоўваць у якасці ахоўных ачкоў для зваркі.Сульфід празеадыму таксама можна выкарыстоўваць у якасці зялёнага фарбавальніка для пластыка.
Час размяшчэння: 29 мая 2023 г