Estructura
No es un diagrama de puntos sobre anillos — es una muestra de Monte Carlo de la densidad de probabilidad real |ψ|² de cada subcapa ocupada. Arrastra para girar. El azul y el violeta indican signos opuestos de la función de onda, lo que permite la formación de enlaces.
Valores medidos
Cada barra muestra dónde se sitúa praseodimio entre los 118 elementos según esa propiedad.
Fuentes: pesos atómicos estándar de la IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Los valores marcados con ~ son predichos y no medidos.
Tamaño, a escala
Radio de 182 pm: es decir, 0,182 nm, por lo que aproximadamente 2,75 millones de ellos, uno al lado del otro, abarcarían un milímetro.
Intervalo térmico
Praseodimio es líquido en un intervalo de 2585 K, desde 1208 K hasta 3793 K.
La historia
Una tierra rara que da color a las gafas de soldador y que, aleada con neodimio, produce imanes formidables.
Carl Auer von Welsbach, químico e inventor austriaco, estudiaba el didimio, un supuesto elemento que había desconcertado a los científicos durante décadas. Mediante la técnica recientemente desarrollada de cristalización fraccionada, sospechó que el didimio no era un solo elemento.
Mediante minuciosos experimentos de cristalización, Welsbach logró separar el didimio en dos elementos distintos. El proceso requirió cientos de recristalizaciones y tardó meses en completarse.
Welsbach llamó a uno de los elementos «praseodimio», a partir de las palabras griegas «prasios» (verde) y «didymos» (gemelo), en referencia a sus sales verdes y a su relación de gemelo con el neodimio, que descubrió simultáneamente.
Durante más de 40 años, los científicos estudiaron el «didimio» creyendo que era un único elemento. El misterio comenzó en 1841, cuando Carl Mosander lo separó por primera vez del cerio. El avance llegó cuando Welsbach aplicó la espectroscopia sistemática para estudiar las propiedades del supuesto elemento.
«El espectroscopio reveló líneas que no podían pertenecer a un solo elemento: el enigma del didimio finalmente se había resuelto».
— Carl Auer von Welsbach, 1885
Carl Auer von Welsbach no fue solo un descubridor, sino también un inventor cuyo trabajo cambió la vida cotidiana:
La separación del praseodimio y el neodimio realizada por Welsbach demostró que una química analítica cuidadosa podía revelar la complejidad oculta de la naturaleza. Sus técnicas se convirtieron en la base para separar todos los elementos de tierras raras.
Aunque Welsbach recibió numerosos honores durante su vida, incluido el nombramiento como barón por el emperador austriaco, sus contribuciones a la química de las tierras raras suelen pasar desapercibidas. Las industrias modernas de alta tecnología deben su existencia a sus descubrimientos fundamentales.
Aplicaciones
El praseodimio es el «maestro del color» de la familia de las tierras raras y produce los colores verdes más vibrantes en la ciencia de los materiales. Su estructura electrónica única lo hace central en aplicaciones ópticas y magnéticas.
El amarillo verdoso del praseodimio es uno de los colorantes más estables y vibrantes conocidos por la ciencia. A diferencia de los tintes orgánicos, que se decoloran, el praseodimio mantiene su color brillante durante siglos. Se utiliza en:
El praseodimio es fundamental para fabricar los imanes permanentes más potentes del mundo:
Las propiedades ópticas únicas del praseodimio lo hacen esencial para:
Los precios del praseodimio son muy volátiles debido a la oferta limitada y a la creciente demanda de la industria de los vehículos eléctricos. Un automóvil eléctrico típico requiere entre 200 y 600 gramos de praseodimio en sus diversos componentes.
De dónde procede
9,2 mg/kg de la corteza terrestre · más abundante que el 68 % de los elementos
El praseodimio es uno de los elementos de tierras raras menos abundantes y constituye solo aproximadamente el 5 % del contenido total de lantánidos en los yacimientos de mineral. A pesar de ser «raro», ¡sigue siendo más abundante que la plata o el mercurio.
Fórmula química: (Ce,La,Pr,Nd)CO₃F
Contenido de Pr: 4-6 %
Fuente principal: Mountain Pass (EE. UU.), Bayan Obo (China)
Fórmula química: (Ce,La,Nd,Th)PO₄
Contenido de Pr: 3-5 %
Se encuentra en: depósitos de arena de playa, minas de placer
Fórmula química: YPO₄ (con sustitución de Pr)
Contenido de Pr: 1-3 %
Fuente especializada: arenas de minerales pesados
El praseodimio se forma en complejos de carbonatita y intrusiones ígneas alcalinas mediante una diferenciación magmática extrema. El elemento se concentra durante los procesos de cristalización en etapas tardías, a menudo asociado con fluidos ricos en flúor.
La eficiencia del reciclaje es actualmente baja (5-10 %), pero mejora rápidamente debido al aumento de los precios y a las preocupaciones sobre el suministro.
El praseodimio enfrenta importantes vulnerabilidades en la cadena de suministro debido a la concentración geográfica de la producción y a la dificultad técnica de separarlo de otros elementos de tierras raras. El procesamiento requiere técnicas sofisticadas de separación química.
Manejo
Los compuestos de praseodimio requieren una manipulación cuidadosa debido a los riesgos de sensibilización respiratoria y cutánea, además del peligro de incendio en su forma metálica.
Praseodimio metálico: ¡altamente pirofórico cuando está finamente dividido.
Usar un extintor de clase D o arena seca. Evacuar la zona. ¡Nunca usar agua, ya que provoca una reacción violenta.
Llevar a la persona inmediatamente a un lugar con aire fresco. Vigilar posibles efectos respiratorios retardados. Buscar atención médica.
Enjuagar con agua limpia durante 15 minutos. Mantener los párpados abiertos. Retirar las lentes de contacto si puede hacerse de forma segura.
Lavar minuciosamente con agua y jabón. Retirar inmediatamente la ropa contaminada.
Ecotoxicidad: los compuestos de praseodimio pueden ser tóxicos para la vida acuática. Evitar su liberación a cursos de agua y al suelo. Desecharlos únicamente a través de instalaciones autorizadas para residuos peligrosos.
Respuestas rápidas
Praseodimio (símbolo Pr) es el elemento 59 de la tabla periódica, un Lantánido del periodo 6. Una tierra rara que da color a las gafas de soldador y que, aleada con neodimio, produce imanes formidables. A temperatura ambiente es un sólido.
[Xe] 4f³ 6s², con 6 capas ocupadas y la distribución 2, 8, 18, 21, 8, 2.Praseodimio se funde a 1208 K (934.9 °C) y hierve a 3793 K (3519.9 °C).
La masa atómica estándar de Praseodimio es 140.908 u. Es un promedio ponderado de sus isótopos naturales, por lo que rara vez es un número entero.
Praseodimio tiene una densidad de 6.77 g/cm³. El agua tiene una densidad de 1.0 g/cm³, por lo que un bloque de Praseodimio es aproximadamente 6.8 veces más pesado.
Praseodimio tiene una electronegatividad de Pauling de 1.13. La escala va de 0.70 (francio, el que menos atrae a los electrones) a 3.98 (flúor, el que más). Un valor tan bajo significa que cede fácilmente sus electrones externos, formando iones positivos.
Praseodimio fue descubierto en 1885 por Carl Auer von Welsbach. Recibe su nombre de griego prasios didymos, «gemelo verde».
Praseodimio constituye aproximadamente 9.2 mg/kg de la corteza terrestre; no es común, pero tampoco es raro.