What is プラセオジム?
プラセオジム (symbol Pr) is element 59 on the periodic table, a ランタノイド in period 6. A rare earth that colours welder's goggles and, alloyed with neodymium, makes formidable magnets. At room temperature it is a solid.
構造
環の上の点を示す図ではありません。占有された各副殻の実際の確率密度|ψ|²をモンテカルロ法でサンプリングしたものです。ドラッグして回転できます。青と紫は波動関数の反対の符号を示しており、それによって結合が可能になります。
測定値
各バーは、その性質についてプラセオジムが118元素の中でどこに位置するかを示しています。
出典:IUPAC 2021標準原子量 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST。~が付いた値は、測定値ではなく予測値です。
縮尺どおりの大きさ
Radius 182 pm — that is 0.182 nm, so about 2747 million of them side by side would span a millimetre.
熱範囲
プラセオジム is liquid over a 2585 K window, from 1208 K to 3793 K.
物語
A rare earth that colours welder's goggles and, alloyed with neodymium, makes formidable magnets.
Carl Auer von Welsbachは、オーストリアの化学者で発明家です。彼は、何十年もの間、科学者たちを悩ませていた、元素だと思われていたジジミウムを研究していました。新たに開発された分別結晶法を使い、ジジミウムは単一の元素ではないのではないかと考えました。
Welsbachは、苦労を重ねた結晶化実験によって、ジジミウムを二つの異なる元素に分離することに成功しました。この過程には数百回の再結晶が必要で、完了まで数か月かかりました。
Welsbachは、一方の元素を「プラセオジム」と名付けました。これは、緑色の塩と、同時に発見したネオジムとの双子のような関係にちなみ、ギリシャ語の「prasios」(緑)と「didymos」(双子)から取った名前です。
40年以上にわたり、科学者たちは「ジジミウム」を単一の元素だと考えて研究していました。この謎は、1841年にCarl Mosanderがセリウムから初めて分離したときに始まりました。Welsbachが、想定された元素の性質を研究するために体系的な分光法を適用したことで、突破口が開かれました。
「分光器は、単一の元素には属し得ない線を明らかにした―ジジミウムの謎はついに解かれた。」
― Carl Auer von Welsbach、1885年
Carl Auer von Welsbachは、発見者であるだけでなく、日常生活を変えた発明家でもありました。
Welsbachによるプラセオジムとネオジムの分離は、綿密な分析化学によって自然界に潜む複雑さを明らかにできることを示しました。彼の技術は、すべての希土類元素を分離するための基礎となりました。
Welsbachは生涯に、オーストリア皇帝によって男爵に叙せられるなど、数多くの栄誉を受けました。しかし、希土類化学への彼の貢献はしばしば見過ごされています。現代のハイテク産業は、彼の基礎的な発見によって成り立っています。
用途
プラセオジムは希土類元素の「色の巨匠」であり、材料科学において最も鮮やかな緑色を生み出します。独特な電子構造により、光学用途や磁気用途で非常に重要です。
プラセオジムの黄緑色は、科学で知られている中でも特に安定で鮮やかな着色剤の一つです。色あせる有機染料とは異なり、プラセオジムは何世紀にもわたって鮮やかな色を保ちます。用途は次のとおりです。
プラセオジムは、世界最強の永久磁石の製造に欠かせません。
プラセオジムの独特な光学特性は、次の用途に不可欠です。
プラセオジムの価格は、供給が限られている一方で電気自動車産業からの需要が増加しているため、大きく変動します。一般的な電気自動車1台には、さまざまな部品に合計200-600グラムのプラセオジムが必要です。
由来
9.2 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 68% of elements
プラセオジムは比較的まれな希土類元素の一つで、鉱床中のランタノイド全体の含有量の約5%にすぎません。「希少」とはいっても、銀や水銀よりは豊富に存在します。
化学式:(Ce,La,Pr,Nd)CO₃F
Pr含有量:4-6%
主な産地:マウンテン・パス(アメリカ)、バヤン・オボ(中国)
化学式:(Ce,La,Nd,Th)PO₄
Pr含有量:3-5%
産出場所:海浜砂鉱床、漂砂鉱山
化学式:YPO₄(Prによる置換を含む)
Pr含有量:1-3%
特殊な産地:重鉱物砂
プラセオジムは、極端なマグマ分化によってカーボナタイト複合体やアルカリ火成岩貫入体中に形成されます。この元素は結晶化の末期過程で濃縮され、多くの場合、フッ素に富む流体と関連しています。
現在のリサイクル効率は低く(5-10%)、供給不安と価格上昇により急速に改善しています。
プラセオジムは、生産地域が集中していること、また他の希土類元素から分離する技術が難しいことから、サプライチェーンに大きな脆弱性を抱えています。処理には高度な化学分離技術が必要です。
取り扱い
プラセオジム化合物は、呼吸器や皮膚の感作リスクがあり、金属状では火災の危険もあるため、慎重に取り扱う必要があります。
プラセオジム金属:微粉末になると非常に自然発火しやすくなります。
D級消火器または乾燥砂を使用してください。現場から避難してください。水は絶対に使用しないでください―激しい反応を起こします。
直ちに新鮮な空気の場所へ移してください。遅れて現れる呼吸器症状を監視してください。医師の診察を受けてください。
清潔な水で15分間洗い流してください。まぶたを開いたままにしてください。安全にできる場合はコンタクトレンズを外してください。
石けんと水で十分に洗ってください。汚染された衣類は直ちに脱いでください。
生態毒性:プラセオジム化合物は水生生物に有毒なことがあります。水路や土壌への放出を防いでください。許可を受けた有害廃棄物処理施設でのみ廃棄してください。
簡単な回答
プラセオジム (symbol Pr) is element 59 on the periodic table, a ランタノイド in period 6. A rare earth that colours welder's goggles and, alloyed with neodymium, makes formidable magnets. At room temperature it is a solid.
[Xe] 4f³ 6s², giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 21, 8, 2 electrons respectively.プラセオジム melts at 1208 K (934.9 °C) and boils at 3793 K (3519.9 °C).
The standard atomic weight of プラセオジム is 140.908 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
プラセオジム has a density of 6.77 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of プラセオジム is about 6.8× heavier.
プラセオジム has a Pauling electronegativity of 1.13. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this low means it readily gives its outer electrons away, forming positive ions.
プラセオジム was discovered in 1885 by Carl Auer von Welsbach. It is named after greek prasios didymos, "green twin".
プラセオジム makes up about 9.2 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.