프라세오디뮴화학 원소 주기율표에서 세 번째로 풍부한 란타넘족 원소로, 지각에 9.5ppm으로 풍부합니다.세륨, 이트륨,란탄, 그리고스칸듐. 희토류에서 다섯 번째로 풍부한 원소입니다. 하지만 그의 이름처럼,프라세오디뮴희토류 계열의 단순하고 장식되지 않은 구성원입니다.
CF Auer Von Welsbach는 1885년에 프라세오디뮴을 발견했습니다.
1751년 스웨덴 광물학자 Axel Fredrik Cronstedt는 Bastn ä 광산 지역에서 나중에 세라이트(cerite)로 명명된 중광물을 발견했습니다. 30년 후, 광산 소유주 가문의 15세 Vilhelm Hisinger가 그의 샘플을 Carl Scheele에게 보냈지만 그는 어떤 새로운 원소도 발견하지 못했습니다. 1803년 싱어는 대장장이가 된 후 Jöns Jacob Berzelius와 함께 광산 지역으로 돌아와 2년 전에 발견한 새로운 산화물인 왜행성 세레스를 분리했습니다. Ceria는 독일의 Martin Heinrich Klaproth에 의해 독립적으로 분리되었습니다.
1839년에서 1843년 사이에 스웨덴의 외과의사이자 화학자인 Carl Gustaf Mosander는 다음을 발견했습니다.산화세륨산화물의 혼합물이었다. 그는 두 개의 다른 산화물을 분리하여 란타나와 디디미아를 "디디미아"(그리스어로 "쌍둥이"를 의미)라고 불렀습니다. 그는 부분적으로 분해했다.질산세륨시료를 공기 중에서 볶아서 묽은 질산으로 처리하여 산화물을 얻는다. 따라서 이러한 산화물을 형성하는 금속의 이름은 다음과 같습니다.란탄그리고프라세오디뮴.
1885년 토륨세륨 증기 램프 거즈 커버를 발명한 오스트리아인 CF 아우어 본 벨스바흐(CF Auer Von Welsbach)는 '결합쌍둥이'인 '프라세오디뮴 네오디뮴' 분리에 성공했고, 그로부터 녹색 프라세오디뮴 염과 장미색 네오디뮴 염이 분리되어 결정되었습니다. 두 가지 새로운 요소. 하나는 "프라세오디뮴(Praseodymium)"으로 명명되었으며, 이는 프라세오디뮴 염수 용액이 밝은 녹색을 나타내기 때문에 녹색 화합물을 의미하는 그리스어 프라손(prason)에서 유래했습니다. 다른 요소의 이름은 "네오디뮴“. '결합 쌍둥이'의 성공적인 분리를 통해 이들은 각자의 재능을 독립적으로 발휘할 수 있게 됐다.
은백색 금속으로 부드럽고 연성이 있습니다. 프라세오디뮴은 실온에서 육각형 결정 구조를 갖습니다. 공기 중의 내식성은 란타늄, 세륨, 네오디뮴, 유로뮴보다 강하지만, 공기에 노출되면 깨지기 쉬운 흑색 산화물 층이 생성되며, 1센티미터 크기의 프라세오디뮴 금속 샘플은 약 1년 내에 완전히 부식됩니다.
대부분처럼희토류 원소, 프라세오디뮴은 수용액에서 유일하게 안정한 상태인 +3 산화 상태를 형성할 가능성이 가장 높습니다. 프라세오디뮴은 일부 알려진 고체 화합물에서 +4 산화 상태로 존재하며, 매트릭스 분리 조건에서 란탄족 원소 중에서 독특한 +5 산화 상태에 도달할 수 있습니다.
수용성 프라세오디뮴 이온은 연두색이며 프라세오디뮴의 많은 산업적 용도에는 광원에서 노란색 빛을 필터링하는 능력이 포함됩니다.
프라세오디뮴 전자 레이아웃
전자 방출:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
프라세오디뮴의 전자 59개는 [Xe] 4f36s2로 배열됩니다. 이론적으로는 외부 전자 5개를 모두 원자가 전자로 사용할 수 있지만, 외부 전자 5개를 모두 사용하려면 극단적인 조건이 필요합니다. 일반적으로 프라세오디뮴은 그 화합물에서 3~4개의 전자만 방출합니다. 프라세오디뮴은 Aufbau 원리를 준수하는 전자 구성을 갖춘 최초의 란탄족 원소입니다. 4f 오비탈은 5d 오비탈보다 낮은 에너지 준위를 가지며, 이는 란타늄과 세륨에는 적용되지 않습니다. 4f 오비탈의 급격한 수축은 란타늄 이후까지 발생하지 않고 세륨의 5d 껍질을 차지하는 것을 피하기에 충분하지 않기 때문입니다. 그럼에도 불구하고, 고체 프라세오디뮴은 [Xe] 4f25d16s2 구성을 나타내며, 5d 껍질에 있는 하나의 전자는 다른 모든 3가 란탄족 원소와 유사합니다(금속 상태에서 2가인 유로뮴과 이테르븀 제외).
대부분의 란탄족 원소와 마찬가지로 프라세오디뮴은 일반적으로 3개의 전자만 원자가 전자로 사용하고 나머지 4f 전자는 강한 결합 효과를 갖습니다. 이는 4f 궤도가 전자의 불활성 크세논 코어를 통과하여 핵에 도달하고 이어서 5d 및 6s가 뒤따르기 때문입니다. , 이온 전하의 증가에 따라 증가합니다. 그러나 프라세오디뮴은 핵전하가 여전히 충분히 낮고 4f 서브쉘 에너지가 제거될 수 있을 만큼 충분히 높은 란탄족계에서 매우 초기에 나타나기 때문에 여전히 4번째, 때로는 5번째 원자가 전자를 계속 잃을 수 있습니다. 더 많은 원자가 전자.
프라세오디뮴 및 모든 란탄족 원소(제외란탄, 이테르븀그리고루테튬, 짝을 이루지 않은 4f 전자가 없음)은 실온에서 상자성입니다. 저온에서 반강자성 또는 강자성 배열을 나타내는 다른 희토류 금속과 달리 프라세오디뮴은 1K 이상의 모든 온도에서 상자성입니다.
프라세오디뮴의 응용
프라세오디뮴은 금속재료의 정화 및 개질제, 화학촉매, 농업용 희토류 등 혼합 희토류의 형태로 주로 활용됩니다.프라세오디뮴 네오디뮴희토류 원소 쌍 중 가장 비슷하고 분리하기 어려운 원소로, 화학적 방법으로 분리하기가 어렵습니다. 산업 생산에서는 일반적으로 추출 및 이온 교환 방법을 사용합니다. 농축된 프라세오디뮴 네오디뮴 형태로 쌍으로 사용하면 공통성을 충분히 활용할 수 있으며 가격도 단일 원소 제품보다 저렴합니다.
프라세오디뮴 네오디뮴 합금(프라세오디뮴 네오디뮴 금속)영구자석 재료와 비철금속 합금의 개질 첨가제로 모두 사용할 수 있는 독립된 제품이 되었습니다. Y 제올라이트 분자체에 프라세오디뮴 네오디뮴 농축액을 첨가하면 석유 분해 촉매의 활성, 선택성 및 안정성이 향상될 수 있습니다. 플라스틱 개질 첨가제로서 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)에 프라세오디뮴 네오디뮴 강화를 추가하면 PTFE의 내마모성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
희토류영구 자석 재료는 오늘날 희토류 응용 분야에서 가장 인기 있는 분야입니다. 프라세오디뮴만으로는 영구자석 소재로 뛰어나지는 않지만 자기적 특성을 향상시킬 수 있는 시너지 효과가 뛰어난 원소입니다. 적절한 양의 프라세오디뮴을 첨가하면 영구자석 재료의 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 또한 자석의 항산화 성능(공기 부식 저항성)과 기계적 성질을 향상시킬 수 있어 각종 전자기기 및 모터에 널리 사용되고 있습니다.
프라세오디뮴은 재료를 연삭하고 연마하는 데에도 사용할 수 있습니다. 우리 모두 알고 있듯이 순수한 세륨 기반 연마 분말은 일반적으로 연한 노란색을 띠며 광학 유리의 고품질 연마 재료이며 연마 효율이 낮고 생산 환경을 오염시키는 산화철 적색 분말을 대체했습니다. 사람들은 프라세오디뮴이 좋은 광택 특성을 가지고 있다는 것을 발견했습니다. 프라세오디뮴을 함유한 희토류 연마용 분말은 "적색 분말"이라고도 알려진 적갈색으로 나타나지만 이 붉은색은 산화철 적색이 아니지만 산화프라세오디뮴의 존재로 인해 희토류 연마용 분말의 색상이 더 어두워집니다. 프라세오디뮴은 또한 프라세오디뮴을 함유한 강옥 연삭 휠을 만들기 위한 새로운 연삭 재료로도 사용되었습니다. 탄소구조강, 스테인리스강, 내열합금 연삭시 백색알루미나 대비 효율과 내구성을 30% 이상 향상시킬 수 있습니다. 비용을 절감하기 위해 과거에는 프라세오디뮴 네오디뮴 농축 재료가 원료로 자주 사용되었으므로 프라세오디뮴 네오디뮴 커런덤 연삭 휠이라는 이름이 붙었습니다.
프라세오디뮴 이온이 도핑된 규산염 결정은 광 펄스를 초당 수백 미터로 늦추는 데 사용되었습니다.
규산지르코늄에 산화프라세오디뮴을 첨가하면 밝은 노란색으로 변하며 세라믹 안료인 프라세오디뮴 노란색으로 사용할 수 있습니다. 프라세오디뮴 옐로우(Zr02-Pr6Oll-SiO2)는 최고의 옐로우 세라믹 안료로 간주되며 최대 1000℃에서도 안정성을 유지하고 일회성 또는 재연소 공정에 사용할 수 있습니다.
프라세오디뮴은 색상이 풍부하고 시장 잠재력이 큰 유리 착색제로도 사용됩니다. 밝은 리크그린과 파그린 색상을 지닌 프라세오디뮴 그린 유리 제품을 생산할 수 있으며, 이는 그린 필터 생산에 사용될 수 있으며 예술품 및 공예 유리에도 사용할 수 있습니다. 유리에 산화프라세오디뮴과 산화세륨을 첨가하면 용접용 고글로 사용할 수 있습니다. 황화프라세오디뮴은 녹색 플라스틱 착색제로도 사용할 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 5월 29일