Празеодим что это такое

Празеодим: факты и фактики

Встречается ли празеодим в сво­бодном виде?
В свободном виде в природе празеодим не встречается, поскольку медленно окисляется на воз­духе с формированием хлопьев рыхлого оксида Рr ₆ O ₁₁ черного цвета. Глядя на эту формулу, нетрудно заметить, что ва­лентность металла в соединении стран­ная, больше трех, но меньше четырех. Считается, что это не индивидуальное соединение. Подвижность электронов у него высокая, что играет важную роль при создании катализаторов, датчиков и электронных компонентов. И в то же время он отнюдь не проводник, а хоро­ший изолятор.

Где сегодня применяют этот металл?
У празеодима, как и у родственных ему лантанидов, есть два достоинства, став­шие причиной его использования. Это способность к сильной люминесценции за счет перехода электронов между f — и d — подуровнями, которые дают, в частности, поглощение и излучение в ультрафиолетовой области спектра, а также высокий диамагнетизм.
Содержащее празеодим стекло идет на изготовление очков, защищающих от ультрафиолета глаза сварщиков и плавщиков стёкла. При этом стекло с оксидом празеодима практически бесцветно, хотя в большом объеме имеет зеленоватый цвет. Свое место нашел этот элемент и в производстве ярко-желтых пигментов для керамики.
В магнитожесткие сплавы системы неодим—железо—бор — именно из них делают, в частности, сердечники гене­раторов ветряков — празеодим входит, как правило, в качестве добавки к брату. Ведь неодим в природе встречается го­раздо чаще — у лантаноидов есть спец­ифическое правило четности: содержа­ние элементов с четными номерами в несколько раз больше, чем с нечетными. Впрочем, разрабатывают и магнитные сплавы только с празеодимом, а еще он значительно повышает прочность и твердость магниевых, алюминиевых и титановых сплавов. Однако в XXI веке празеодим может приобрести новые профессии. Вот несколько примеров.

Как празеодим применить в элек­тротехнике?
Суперконденсаторы считают незаменимыми устройствами для электромобилей, для энергетиче­ских систем будущего, которые будут основаны на ветре и солнечном свете, в общем везде, где возникают пиковые нагрузки, которые надо сглаживать. Суперконденсатор способен быстро отдавать накопленное электричество и это продлевает в разы срок жизни аккумуляторов, которые хорошо себя чувствуют при постоянной нагрузки. Для создания суперконденсатора тре­буются электроды с большой удельной поверхностью. Сейчас их делают из пористого углерода, однако возможен и другой подход — наночастицы про­водящего полимера. Именно такие частицы, с ядром из оксида празеоди­ма и внешним слоем из полипиррола, получили в 2011 году. Прово­димость электрода из таких частиц, нанесенных на никелевую губку, была в полтора раза больше, чем у чистого полипиррола, и способность к нако­плению электричества значительно меньше менялась после многих циклов заряда-разрядки.

Пытаются пристроить празеодим и в топливные элементы. Так, в их разновидности с твердым электролитом, работающей при 600 о С, применяют катод из сплава на основе церия и лантана. Его замена на никелит празеодима показала: сопротивление катода можно уменьшить в десять раз, что благоприятно скажется на судьбе такого элемента.

Какие наноустройства можно сде­лать из празеодима?
Нанотехнологи хотят воспользоваться способностью празеодима излучать ультрафиолет. Для этого нужно сначала в несколько шагов переместить электрон с f-подуровня на вышележащий d-подуровень, а затем обеспечить его спуск. Наверх электрон загоняют светом оранжевого лазера, при падении он дает ультрафиолет. Если имплантировать отдельные ионы празеодима в нанокристалл иттрий-алюминиевого граната, то получится компактный излучатель ультрафиолета. При определенном искусстве можно сделать даже одноатомный излучатель. Для этого, правда, нужно тщательно очистить сам гранат — вместе с иттрием туда попадает немало атомов празео­дима. Такой излучатель, особенно если имплантированные атомы разместить в виде узора, например сетки, пригодит­ся и для производства наноструктур, и для работы с живым материалом. В первом случае на такой кристалл на­носят слой фоторезиста, освещают лазером, тот вызывает свечение атомов празеодима, и вокруг каждого из них фоторезист полимеризуется в виде полусферы. Во втором случае бактерии, нанесенные на поверхность кристалла, погибают при оранжевом, безвредном для человека, облучении — такой из­лучатель пригодится и для медиков, и для биологов.

Флюоресценция с использованием f-электронов дает возможность созда­вать и светящиеся зонды для исследо­вания крупных молекул, например ДНК. Дело в том, что внешнее поле сильно влияет на геометрию электронных об­лаков, а стало быть, и на параметры свечения. Чтобы этим воспользовать­ся, ион празеодима прикрепляют к какой-то малой органической молекуле. Когда она присоединится к ДНК, ион изменит характер своего свечения и, глядя на него, исследователь сможет узнать, как осуществляется эта связь.
Еще одна перспективная область для празеодима — квантовые ком­пьютеры. Его ядро обладает спином, направление которого можно менять с помощью излучения. В этом состоянии ядро празеодима может пребывать долго, десятки секунд. Узнать же о направлении ядерного спина можно, изучая кванты света, испущенные этим атомом при флюоресценции. Более того, можно организовать взаимодействие празеодимовых кубитов, даже если они расположены на расстоянии в десятки нанометров друг от друга, что подсказывает интересные идеи для разработки твердотельного квантового компьютера.
А.Мотыляев
Источник: himlife.com

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник

Празеодим

Празеоди́м/Praseodymium (Pr), 59

Празеоди́м — химический элемент из группы лантаноидов, серебристый металл.

Содержание

История

Празеодим был открыт в 1885 году австрийским химиком К. Ауэром фон Вельсбахом. Он установил, что обнаруженный в 1839 году шведским химиком Карлом Мосандером элемент дидим является смесью двух элементов с близкими физическими и химическими свойствами, которым он дал названия неодим и празеодим.

Происхождение названия

От греч. πράσιος — «светло-зелёный» и греч. δίδυμος — «близнец». Такому названию он обязан цвету его солей.

Нахождение в природе

Получение

Празеодим получают в смеси с другими редкоземельными элементами. При экстракционном и хроматографическом разделении и дробной кристаллизации празеодим концентрируется вместе с лёгкими лантаноидами и отделяется вместе с неодимом. Далее празеодим отделяют от неодима и переводят в чистый металл металлотермически или электролизом при 850 o C.

Цены на празеодим примерно соответствуют ценам на неодим и составляют в среднем около 170 долларов за килограмм. [источник не указан 406 дней]

Применение

Ионы празеодима используются для возбуждения лазерного излучения с длиной волны 1,05 мкм (инфракрасное излучение). Фторид празеодима используется как лазерный материал. Оксид празеодима используется для варки стекла, которому его прибавление придаёт бледно-зелёную окраску.

Монотеллурид празеодима применяется в небольших (пока) количествах для регулировки свойств (ЭДС, сопротивления, прочности) у некоторых термоэлектрических сплавов на основе редких земель (коэффициент термо-ЭДС 52—55 мкВ/К).

Сплавы празеодима с германием и кремнием используются как сверхпроводящие материалы. Празеодим применяется для производства магнитных сердечников и повышения эффективности катодов (электровакуумная техника).

Празеодим является компонентом мишметалла, легирующей добавкой к стали. Входит в состав магниевых сплавов с кобальтом и никелем.

Примечания

Ссылки

Электрохимический ряд активности металлов

Полезное Смотреть что такое «Празеодим» в других словарях: ПРАЗЕОДИМ — (символ Рr), серебристо желтый химический элемент, металл, относится к ЛАНТАНОИДАМ. Был впервые получен в 1885 г. Его основными рудами являются монацит и бастнезит. Празеодим является мягким, ковким и поддающимся обработке металлом. Используется… … Научно-технический энциклопедический словарь ПРАЗЕОДИМ — (Praseodymium), Pr, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 59, атомная масса 140,9077; относится к редкоземельным элементам; металл. Открыт австрийским химиком К. Ауэр фон Вельсбахом в 1885 … Современная энциклопедия Празеодим — Рr (от греч. prasios светло зелёный и didymos двойник * a. praseodymium; н. Praseodym; ф. praseodume; и. praseodimio), хим. элемент III группы периодич. системы Менделеева, относится к лантаноидам, ат.н. 59, ат. м. 140,9077. В природе… … Геологическая энциклопедия ПРАЗЕОДИМ — (Praseodymium), Рr, хим. элемент III группы периодич. системы элементов, ат. номер 59, ат. масса 140,9077, относится к лантаноидам. В природе представлен 141 Рr. Электронная конфигурация внеш. оболочек Энергия последоват. ионизации 5,42; 10,55;… … Физическая энциклопедия празеодим — сущ., кол во синонимов: 4 • лантаноид (15) • металл (86) • празеодимий (1) • … Словарь синонимов Празеодим — (Praseodymium), Pr, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 59, атомная масса 140,9077; относится к редкоземельным элементам; металл. Открыт австрийским химиком К. Ауэр фон Вельсбахом в 1885. … Иллюстрированный энциклопедический словарь празеодим — (лат. Praseodymium), химический элемент III группы периодической системы; относится к лантаноидам. Металл, плотность 6,475 г/см3, tпл 932°C. Легирующая добавка к стали, сплавам цветных металлов, магнитным сплавам. * * * ПРАЗЕОДИМ ПРАЗЕОДИМ (лат.… … Энциклопедический словарь ПРАЗЕОДИМ — (лат. Praseodymium), хим. элемент III гр. периодич. системы; относится к лантаноидам. Металл, плота. 6,475 г/см3, tnл 932 оС. Легирующая добавка к стали, сплавам цв. металлов, магн. сплавам … Естествознание. Энциклопедический словарь Источник Празеодим, свойства атома, химические и физические свойства Празеодим, свойства атома, химические и физические свойства. 140,90765(2) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 3 5s 2 5p 6 6s 2 Празеодим — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 59. Расположен в 3-й группе (по старой классификации — побочной подгруппе третьей группы), шестом периоде периодической системы. Относится к группе лантаноидов. Атом и молекула празеодима. Формула празеодима. Строение атома празеодима: Празеодим – металл. Относится к редкоземельным элементам, а также к группе переходных металлов и к лантаноидам. Празеодим обозначается символом Pr. Как простое вещество празеодим при нормальных условиях представляет собой вязкий, ковкий металл серебристо-белого цвета. Молекула празеодима одноатомна. Химическая формула празеодима Pr. Строение атома празеодима. Атом празеодима состоит из положительно заряженного ядра (+59), вокруг которого по шести оболочкам движутся 59 электронов. При этом 57 электронов находятся на внутреннем уровне, а 2 электрона – на внешнем. Поскольку празеодим расположен в шестом периоде, оболочек всего шесть. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая и пятая – внутренние оболочки представлены s- и р-орбиталями. Третья – внутренняя оболочка представлена s-, р- и d-орбиталями. Четвертая – внутренняя оболочка представлены s-, р-, d- и f-орбиталями. Шестая – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внутреннем энергетическом уровне атома празеодима на 4f-орбитали находятся три неспаренных электрона. На внешнем энергетическом уровне атома празеодима на 6s-орбитали находятся два спаренных электрона. В свою очередь ядро атома празеодима состоит из 59 протонов и 82 нейтронов. Празеодим относится к элементам f-семейства. Радиус атома празеодима (вычисленный) составляет 247 пм. Атомная масса атома празеодима составляет 140,90765(2) а. е. м. Содержание празеодима в земной коре составляет 0,00086 %, в морской воде и океане – 6,0×10 –11 %. Изотопы и модификации празеодима: Свойства празеодима (таблица): температура, плотность, давление и пр.: 100 Общие сведения 101 Название Празеодим 102 Прежнее название 103 Латинское название Praseodymium 104 Английское название Praseodymium 105 Символ Pr 106 Атомный номер (номер в таблице) 59 107 Тип Металл 108 Группа Лантаноид. Переходный, редкоземельный металл 109 Открыт Карл Ауэр фон Вельсбах, Австрия, 1885 г. 110 Год открытия 1885 г. 111 Внешний вид и пр. Вязкий, ковкий металл серебристо-белого цвета 112 Происхождение Природный материал 113 Модификации 114 Аллотропные модификации 2 аллотропные модификации: – α-празеодим с двойной гексагональной плотноупакованной кристаллической решёткой, 204 Радиус атома (вычисленный) 247 пм 205 Эмпирический радиус атома* 185 пм 206 Ковалентный радиус* 203 пм 207 Радиус иона (кристаллический) Pr 3+ 6,50 г/см 3 (при температуре плавления 935 °C и иных стандартных условиях , состояние вещества – жидкость) 402 Температура плавления* 935 °C (1208 K, 1715 °F) 403 Температура кипения* 3130 °C (3403 K, 5666 °F) 404 Температура сублимации 405 Температура разложения 406 Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом 407 Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)* 6,89 кДж/моль 408 Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)* 331 кДж/моль 409 Удельная теплоемкость при постоянном давлении 410 Молярная теплоёмкость* 27,20 Дж/(K·моль) 411 Молярный объём 21,221 см³/моль 412 Теплопроводность 12,5 Вт/(м·К) (при стандартных условиях ), 12,5 Вт/(м·К) (при 300 K) 500 Кристаллическая решётка 511 Кристаллическая решётка #1 α-празеодим 512 Структура решётки Двойная гексагональная плотноупакованная 513 Параметры решётки a = 3,673 Å, c = 11,84 Å 514 Отношение c/a 3,22 515 Температура Дебая 516 Название пространственной группы симметрии P63/mmc 517 Номер пространственной группы симметрии 194 900 Дополнительные сведения 901 Номер CAS 7440-10-0 205* Эмпирический радиус атома празеодима согласно [1] и [3] составляет 182 пм. 206* Ковалентный радиус празеодима согласно [1] и [3] составляет 203±7 пм и 165 пм соответственно. 401* Плотность празеодима согласно [3] составляет 6,773 г/см 3 (при 0 °C и иных стандартных условиях , состояние вещества – твердое тело). 402* Температура плавления празеодима согласно [3] и [4] составляет 930,85 °C (1204 K, 1707,53 °F) и 932 °C (1205,15 K, 1709,6 °F) соответственно. 403* Температура кипения празеодима согласно [3] и [4] составляет 3511,85 °C (3785 K, 6353,33 °F) и 3510 °C (3783,15 K, 6350 °F) соответственно. 407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) празеодима согласно [3] и [4] составляет 11,3 кДж/моль и 6,9 кДж/моль соответственно. 408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) празеодима [4] составляет 297 кДж/моль. 410* Молярная теплоёмкость празеодима согласно [3] составляет 27,44 Дж/(K·моль). Источник Читайте также:  ставки на киберспорт с бонусом за регистрацию Вам также может понравиться Стиральная машина daewoo wmd hwf12wp Стиральная машина DAEWOO WMD-HWF12WP Производитель Стиральная машина daewoo wm elc80yg Стиральная машина DAEWOO WM-ELC80YG Производитель Стиральная машина daewoo mini настенная Стирка через повешение. Тест-драйв настенной стиральной Стиральная машина daewoo electronics wmd r712d1 Стиральная машина Daewoo WMD-R712D1 белый в Москве Политика конфиденциальности Правообладателям Контакты