Praseodym

Eigenschaften

Cer - Praseodym - Neodym

Pr
Pa

Periodensystem

Allgemein

Name, Symbol, Ordnungszahl Praseodym, Pr, 59

Serie Lanthanoide

Gruppe, Periode, Block La, 6 , f

Dichte, Mohshärte 6640 kg/m³, k.A.

Aussehen silbrig weiß,
gelblicher Farbton

Atomar

Atomgewicht 140.90765(2) amu

Atomradius (berechnet) 185 (247) pm

Kovalenter Radius 165 pm

van der Waals-Radius k.A.

Elektronenkonfiguration [Xe]6s6s²4f³

e^- 's pro Energieniveau 2, 8, 18, 21, 8, 2

Oxidationszustände (Oxid) 3 (leicht basisch)

Kristallstruktur hexagonal

Physikalisch

Aggregatzustand (Magnetismus) fest

Schmelzpunkt 1204 K (931°C)

Siedepunkt 3793 K (3520°C)

Molares Volumen 20.8 ×1010^-3 m³/mol

Verdampfungswärme 296.8 kJ/mol

Schmelzwärme 6.89 kJ/mol

Dampfdruck 1,333224E-06 Pa bei 1070 K

Schallgeschwindigkeit 2280 m/s bei 293.15 K

Verschiedenes

Elektronegativität 1.13 (Pauling-Skala)

Spezifische Wärmekapazität 193 J/(kg*K)

Elektrische Leitfähigkeit 1.48 10⁶/m Ohm

Wärmeleitfähigkeit 12.5 W/(m*K)

1. Ionisierungsenergie 527 kJ/mol

2. Ionisierungsenergie 1020 kJ/mol

3. Ionisierungsenergie 2086 kJ/mol

4. Ionisierungsenergie 3761 kJ/mol

Stabilste Isotope

Isotop NH t_1/2 ZM ZE M eV ZP

¹⁴¹Pr 100% ¹⁴¹Pr ist stabil mit 82 Neutronen

¹⁴²Pr {syn.} 19.12 h β^- 2.162 MeV ¹⁴²Nd

&epsilon 0.745 MeV ¹⁴²Ce

¹⁴³Pr {syn.} 13.57 d β^- 0.934 MeV ¹⁴³Nd

NMR-Eigenschaften

¹⁴¹Pr

Kernspin 5/2

gamma / rad/T 7.836e7

Empfindlichkeit 0.293

Larmorfrequenz bei B=4.7T 58.6 M Hz

SI-Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt,
sofern nicht anders angegeben.

Praseodym ist ein chemisches Element im Periodensystem mit dem Symbol Pr und der Ordnungszahl 59.

Table of contents

1 Wichtige Eigenschaften
2 Vorkommen
3 Geschichte
4 Herstellung
5 Anwendungen
6 Isotope
7 Chemische Verbindungen
8 Vorsichtsmaßnahmen
9 Weblinks

Wichtige Eigenschaften

Praseodym ist ein weiches, silberweißes paramagnetisches Metall und gehört zu den Lanthanoiden. Es ist in Luft etwas korrosionsbeständiger als Europium, Lanthan, Cer oder Neodym, bildet aber leicht eine grüne Oxidschicht aus, die an Luft abblättert. Bei 798°C wandelt sich das hexagonale α-Pr in das kubisch-raumzentrierte β-Pr um.
Von der Grünfärbung seiner Verbindungen kommt auch der Name griechisch prásinos bedeutet lauchgrün, didymos doppelt oder Zwilling.

Vorkommen

Praseodym kommt als Begleiter in den typischen Seltenen-Erd-Mineralien Cerit, Monazit und Bastnäsit vor. Die weltweiten Reserven werden auf 4 Millionen Tonnen geschätzt.

Geschichte

1841, extrahierte Mosander die seltene Erde Didym aus Lanthanoxid. 1874 bemerkte Per Teodor Cleve, dass es sich eigentlich um zwei Elemente handelte und 1879 isolierte Lecoq de Boisbaudran Samarium aus Didym, das er aus dem Mineral Samarskit gewann. 1885 gelang es Carl Auer von Welsbach, Didym in Praseodym und Neodym zu trennen, die beide Salze mit verschiedenen Farben zeigten.

Herstellung

Wie bei allen Lanthoiden werden zuerst die Erze durch Flotation angereichert, danach werden die Metalle in entsprechende Halogenide umgewandelt und durch fraktionierte Kristallisation, Ionenaustausch oder Extraktion getrennt. Das Metall wird durch Schmelzflusselektrolyse oder Reduktion mit Calcium gewonnen.

Anwendungen

Es wird in Legierungen mit Magnesium zur Herstellung von hochfestem Metall für Flugzeugmotoren verwendet
Legierungen mit Cobalt und Eisen sind starke Dauermagneten.
Praseodymverbindungen werden zum Färben von Glas und Email verwendet.
Die Verbindungen verbessern auch die UV-Absorption und werden für Augenschutzgläser beim Schweißen benutzt.

Isotope

Natürliches Praseodym besteht nur aus dem stabilen Isotop Pr-141. 38 weitere radioaktive Isotope sind bekannt, wobei Pr-143 und Pr-142 mit einer Halbwertszeit von 13.57 Tagen bzw. 19.12 Stunden die stabilsten sind. Alle anderen Isotope haben Halbwertszeiten von weniger als 5.985 Stunden, die meisten sogar weniger als 33 Sekunden. Es gibt auch 6 metastabile Zustände, wobei Pr-138m (t_½ 2.12 Stunden), Pr-142m (t_½ 14.6 Minuten) und Pr-134m (t_½ 11 Minuten) die stabilsten sind.

Die Isotope bewegen sich einem Atomgewichtsbereich von 120.955 amu (Pr-121) bis 158.955 amu (Pr-159).

Chemische Verbindungen

Praseodym tritt in seinen Verbindungen drei- und vierwertig auf, wobei die dreiwertige Oxidationsstufe die häufigere ist. Pr(III)-Verbindungen sind gelbgrün, Pr(IV)-Verbindungen farblos.

Bekannt sind von beiden Stufen mehrere Halogenide (z.B. PrF₃, PrF₄, PrCl₃, PrBr₃, PrI₃), Pr₂I₅.
Es gibt auch diverse Verbindungen mit Chalkogenen (PrO₂, Pr₂O₃, Pr₂S₃, Pr₂Te₃),
und andere binäre Verbindungen wie PrN oder Pr(NO₃)₃.
Außerdem bildet es mehrere Fluorokomplexe.

Vorsichtsmaßnahmen

Wegen seiner Luftempfindlichkeit sollte Praseodym unter Benzin oder in Plastik oder Glas versiegelt aufbewahrt werden.
Biologische Bedeutung ist keine bekannt. Praseodymverbindungen sollen aber leicht leberschädigend wirken. Es gibt aber keine Toxizitätswerte.