Praseodym

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Einordnung: Chemisches Element | Lanthanoid | Periode-6-Element

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

Eigenschaften

Cer - Praseodym - Neodym

Pr
Pa

[Xe]4f³6s²

141

Periodensystem

Allgemein

Name, Symbol, Ordnungszahl

Praseodym, Pr, 59

Serie

Lanthanoide

Gruppe, Periode, Block

La, 6, f

Aussehen

silbrig weiß,
gelblicher Farbton

Massenanteil an der Erdhülle

10^-4 bis 10^-5 %

Atomar

Atommasse

140,90765(2)

Atomradius (berechnet)

185 (247) pm

Kovalenter Radius

165 pm

van der Waals-Radius

k. A.

Elektronenkonfiguration

[Xe]4f³6s²

Elektronen pro Energieniveau

2, 8, 18, 21, 8, 2

Oxidationszustände (Oxide)

3, 4 (leicht basisch)

Normalpotential

-2,35 V (Pr³⁺ + 3e^- %rarr; Pr)

Kristallstruktur

hexagonal

Physikalisch

Aggregatzustand

fest

Dichte (Mohshärte)

6640 kg/m³ (-)

1204 K (931 °C)

3793 K (3520 °C)

20,8 · 10^-6 m³/mol

296,8 kJ/mol

6,89 kJ/mol

1,333224 · 10^-6 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

1,486 · 10⁶ S/m

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

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
¹⁴²Pr	{syn.}	19,12 h	ε	0,745 MeV	¹⁴²Ce
¹⁴³Pr	{syn.}	13,57 d	β^-	0,934 MeV	¹⁴³Nd

NMR-Eigenschaften

	¹⁴¹Pr
Kernspin	5/2
gamma / rad/T	7,8366 · 10⁷
Empfindlichkeit	0,293
Larmorfrequenz bei B = 4,7 T	58,6 M Hz

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen.

Inhaltsverzeichnis

7 Chemische Verbindungen

8 Vorsichtsmaßnahmen

9 Abbildungen

10 Weblinks

Eigenschaften

Praseodym ist ein weiches, silberweißes paramagnetisches Metall, welches zu den Lanthanoiden und Metallen der seltenen Erden gehört. Es ist in Luft etwas korrosionsbeständiger als Europium, Lanthan oder Cer, 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 beziehungsweise 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 Oxidationszahl die häufigere ist. Pr(III)-Verbindungen sind gelbgrün, Pr(IV)-Verbindungen farblos.

Bekannt sind von beiden Stufen mehrere Halogenide (beispielsweise 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.

Abbildungen

[1]

Weblinks

weitere Weblinks

Abbildung in der Elementansammlung von Heinrich Pniok auf www.Pniok.de

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