Празеоди́м (лат. Praseodimium), Pr (читается «празеодим»), химический элемент с атомным номером 59, атомная масса 140, 9077. В природе один стабильный нуклид 141Pr. Конфигурация трех внешних электронных слоев 4s2p6d10f35s2p65d06s2. Образует соединения в степенях окисления +2, +3 и +4 (валентности II, III и IV).
Относится к редкоземельным элементам цериевой подгруппы лантаноидов. Расположен в группе IIIB, 6 периода периодической системы.
Радиус нейтрального атома Pr 0, 182 нм, радиус иона Pr3+ — 0, 113 (координационное число 6) иона Pr 4+— 0, 099 нм (координационное число 6). Энергии последовательной ионизации атома Pr 5, 42, 10, 55, 21, 63, 38, 96 эВ. Электроотрицательность по Полингу 1, 07.
Празеодим был открыт в 1885 австрийским химиком К. Ауэром фон Вельсбахом. Он установил, что обнаруженный в 1839 шведским химиком К. Г. Мосандером элемент дидим является смесью двух элементов с близкими физическими и химическими свойствами, которые он дал название неодим и празеодим (от греч. «празеос» — светло-зеленый и «дидимос» — двойник).
Содержание в земной коре 7·10-4% по массе. Входит в состав таких минералов, как бастнезит, монацит, лопарит , самарските и апатите .
При выделении из природных объектов Pr концентрируется вместе с легкими лантаноидами, дальнейшее разделение проводят методами ионной хроматографии или экстракции. На последней стадии отделяют Pr от неодима. Металлический Pr получают электролизом расплава хлорида празеодима PrCl3.
Празеодим — светло-серый металл. До 796°C существует α-модификация с гексагональной решеткой типа лантана, параметры а = 0, 36725 нм и с = 1, 18354 нм, от 796°C до температуры плавления (932°C) — β-модификация с кубической решеткой типа α-Fe. При высоких давлениях существует кубическая модификация празеодима. Температура кипения 3512°C, плотность α-Pr 6, 475 кг/дм3.
На воздухе празеодим медленно окисляется, при нагревании возгорается, образуя оксид Pr6O11. Прокаливая этот оксид в атмоcфере H или CH4, образуется оксид Pr2O3. Если окисление празеодима проводить в атмосфере O2 при давлении 10 МПа, образуется диоксид празеодима PrO2. Оксиды Pr имеют основный характер; при реакциях этих оксидов с минеральными кислотами возникают соответствующие соли Pr3+.
При нагревании Pr реагирует с галогенами, образуя тригалогениды, такие как PrCl3 и PrF3.
Празеодим — компонент миш-металла, легких сплавов с магнием и алюминием, легирующая добавка к стали и другим сплавам. Оксиды празеодима — компоненты стекол для защиты глаз от желтого излучения Na, а также УФ и ИК излучения при сварке, обесцвечивают железосодержащие стекла, пигменты для цветного стекла, художественной керамики. Смесь оксидов Pr(III) и Ce(IV) — основа полирующих порошков для оптики, компоненты катализаторов крекинга.
Авторы: С.С. Бердоносов, П.С. Бердоносов
- Редкоземельные элементы. Технология и применение / Под редакцией Ф. Виллани (пер. с англ.). М., 1985.