镨
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鐠(拼音:pǔ,注音:ㄆㄨˇ,粤拼:pou2;英語:Praseodymium),是一種化學元素,其化學符號为Pr,原子序數为59,原子量為66 u,属于 140.907镧系元素,也是稀土元素之一。
性质
镨是一种银白色的,中等柔软的金属元素,是镧系元素,在空气中抗腐蚀能力比镧、铈、钕和铕都要强,但暴露在空气中会产生一层易碎的绿色氧化物,所以纯镨必须在矿物油或充氬玻璃管中保存。
===物理性质 镨是第三种镧系元素。在元素周期表里,它位于铈的右边、钕的左边、锕系元素镤的上面。它是一种延展性高的金属,硬度可和银比较。[5] 它的 59 个电子的电子排布为 [Xe]4f36s2。理论上,外面五个电子都可以作为价电子,但是只有在极端情况下镨才会使用这五个价电子。正常情况下,镨化合物中镨只会使用三个(有时是四个)价电子。[6]
类似其它三价的早期镧系元素,镨在常温下是六方最密堆积结构的。在 560 °C时,镨会变成面心立方晶系的。在 935 °C 的熔点前,镨还会短暂形成体心立方晶系。[7]
镨和其它镧系元素(除了没有不成对 4f 电子的镧、镱和镥)一样,在室温下是顺磁性的。[8] 不像其它镧系元素,会在低温下变成反铁磁性或铁磁性,镨在1K 以上都是顺磁性的。[4]
应用
镨主要应用于:
历史
镨的名称 Praseodymium 来源于希腊语词prasios(绿色)和didymos(成对的)。
1841年, 发现镧的瑞典化学家卡尔·古斯塔夫·莫散德从含镧的矿物中分离出一种稀有的didymium土, 1874年, 瑞典地质学家波·提奥多·克莱夫证实了didymium土实际是两种元素的混合物。1879年, 勒考·德·布瓦包得兰从铌钇矿(samarskite) 中取得的didymium 土中分离出一种新元素钐,因此取名Samarium。 直到1885年, 奥地利 化学家 C·F·奥尔·冯·韦耳斯拔男爵才成功地将didymium土分离为镨和钕。两种元素的金属盐的颜色不同。
自然界存在状态
镨在自然界中存在于独居石和氟碳铈矿中,可以用离子交换法提取,在混合稀土金属中,大约有5%的镨。
化合物
镨的化合物包括:
同位素
自然界中镨只有一种稳定同位素, 141-Pr。 但有38种放射性同位素,其中比较稳定的有143-Pr,半衰期为13.57 天; 142-Pr,半衰期为19.12小时。 其他的放射性同位素的半衰期都超不过5.985 小时,大部分的半衰期少于33秒。镨还有6个亚稳态,比较稳定的是138m-Pr (t½ 2.12 小时), 142m-Pr (t½ 14.6 分) 和134m-Pr (t½ 11 分)。
镨的同位素原子量从120.955 u (121-Pr)到 158.955 u (159-Pr)。稳定同位素 141-Pr如果放出β射线,会俘获电子。主要放射产物为铈的同位素铈58和钕的同位素钕60。
注意事项
像其他稀土元素一样,镨具有慢性低毒,不是生物必须元素。
参考资料
- ^ Yttrium and all lanthanides except Ce and Pm have been observed in the oxidation state 0 in bis(1,3,5-tri-t-butylbenzene) complexes, see Cloke, F. Geoffrey N. Zero Oxidation State Compounds of Scandium, Yttrium, and the Lanthanides. Chem. Soc. Rev. 1993, 22: 17–24. doi:10.1039/CS9932200017. and Arnold, Polly L.; Petrukhina, Marina A.; Bochenkov, Vladimir E.; Shabatina, Tatyana I.; Zagorskii, Vyacheslav V.; Cloke. Arene complexation of Sm, Eu, Tm and Yb atoms: a variable temperature spectroscopic investigation. Journal of Organometallic Chemistry. 2003-12-15, 688 (1–2): 49–55. doi:10.1016/j.jorganchem.2003.08.028.
- ^ Chen, Xin; et al. Lanthanides with Unusually Low Oxidation States in the PrB3– and PrB4– Boride Clusters. Inorganic Chemistry. 2019-12-13, 58 (1): 411–418. PMID 30543295. doi:10.1021/acs.inorgchem.8b02572.
- ^ Standard Atomic Weights 2013 (页面存档备份,存于互联网档案馆). Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
- ^ 4.0 4.1 Jackson, M. Magnetism of Rare Earth (PDF). The IRM quarterly. 2000, 10 (3): 1 [2016-05-21]. (原始内容 (PDF)存档于2017-07-12).
- ^ Lide, D. R. (编), CRC Handbook of Chemistry and Physics 86th, Boca Raton (FL): CRC Press, 2005, ISBN 0-8493-0486-5
- ^ Greenwood and Earnshaw, pp. 1232–5
- ^ "Phase Diagrams of the Elements", David A. Young, UCRL-51902 "Prepared for the U.S. Energy Research & Development Administration under contract No. W-7405-Eng-48".
- ^ Cullity, B. D.; Graham, C. D. Introduction to Magnetic Materials. John Wiley & Sons. 2011. ISBN 978-1-118-21149-6.
外部連結
- 元素镨在洛斯阿拉莫斯国家实验室的介紹(英文)
- EnvironmentalChemistry.com —— 镨(英文)
- 元素镨在The Periodic Table of Videos(諾丁漢大學)的介紹(英文)
- 元素镨在Peter van der Krogt elements site的介紹(英文)
- WebElements.com – 镨(英文)
- 关于镨金属的图像和更多详细信息(德文)