మాయా అరుదైన భూమి మూలకం - ప్రసియోడైమియం

ప్రసియోడైమియంరసాయన మూలకాల ఆవర్తన పట్టికలో మూడవ అత్యంత సమృద్ధిగా ఉన్న లాంథనైడ్ మూలకం, క్రస్ట్‌లో 9.5 ppm సమృద్ధిగా ఉంటుంది, ఇది కంటే తక్కువసీరియం, ఇట్రియం,లాంతనమ్, మరియుస్కాండియం. ఇది అరుదైన మృత్తికలలో ఐదవ అత్యంత సమృద్ధిగా ఉన్న మూలకం. కానీ అతని పేరు లాగే,ప్రసియోడైమియంఅరుదైన భూమి కుటుంబానికి చెందిన సరళమైన మరియు అలంకరణ లేని సభ్యుడు.

1885 లో CF ఆయర్ వాన్ వెల్స్‌బాచ్ ప్రసోడైమియంను కనుగొన్నాడు.

1751లో, స్వీడిష్ ఖనిజ శాస్త్రవేత్త ఆక్సెల్ ఫ్రెడ్రిక్ క్రోన్‌స్టెడ్ బాస్టన్ మైనింగ్ ప్రాంతంలో ఒక భారీ ఖనిజాన్ని కనుగొన్నాడు, తరువాత దీనిని సెరైట్ అని పిలిచారు. ముప్పై సంవత్సరాల తరువాత, గనిని కలిగి ఉన్న కుటుంబానికి చెందిన పదిహేనేళ్ల విల్హెల్మ్ హిసింగర్ తన నమూనాలను కార్ల్ షీలేకు పంపాడు, కానీ అతను ఏ కొత్త మూలకాలను కనుగొనలేదు. 1803లో, సింగర్ కమ్మరి అయిన తర్వాత, అతను జాన్స్ జాకబ్ బెర్జెలియస్‌తో కలిసి మైనింగ్ ప్రాంతానికి తిరిగి వచ్చి, రెండు సంవత్సరాల క్రితం వారు కనుగొన్న మరగుజ్జు గ్రహం సెరెస్ అనే కొత్త ఆక్సైడ్‌ను వేరు చేశాడు. జర్మనీలో సెరియాను మార్టిన్ హెన్రిచ్ క్లాప్రోత్ స్వతంత్రంగా వేరు చేశాడు.

1839 మరియు 1843 మధ్య, స్వీడిష్ సర్జన్ మరియు రసాయన శాస్త్రవేత్త కార్ల్ గుస్టాఫ్ మోసాండర్ దానిని కనుగొన్నాడుసీరియం ఆక్సైడ్ఆక్సైడ్ల మిశ్రమం. అతను మరో రెండు ఆక్సైడ్లను వేరు చేశాడు, వాటిని అతను లాంథానా మరియు డిడిమియా "డిడిమియా" (గ్రీకులో "కవలలు" అని అర్థం) అని పిలిచాడు. అతను పాక్షికంగా కుళ్ళిపోయాడు.సీరియం నైట్రేట్గాలిలో కాల్చడం ద్వారా నమూనాను తీసి, ఆపై ఆక్సైడ్‌ను పొందడానికి పలుచన నైట్రిక్ ఆమ్లంతో చికిత్స చేయండి. అందువల్ల ఈ ఆక్సైడ్‌లను ఏర్పరిచే లోహాలకులాంతనమ్మరియుప్రసియోడైమియం.

1885లో, థోరియం సీరియం వేపర్ లాంప్ గాజ్ కవర్‌ను కనుగొన్న ఆస్ట్రియన్ CF ఆయర్ వాన్ వెల్స్‌బాచ్, "కలిసిపోయిన కవలలు" అయిన "ప్రసోడైమియం నియోడైమియం"ను విజయవంతంగా వేరు చేశాడు, దీని నుండి ఆకుపచ్చ ప్రసోడైమియం ఉప్పు మరియు గులాబీ రంగు నియోడైమియం ఉప్పును వేరు చేసి రెండు కొత్త మూలకాలుగా నిర్ధారించారు. ఒకదానికి "ప్రసోడైమియం" అని పేరు పెట్టారు, ఇది గ్రీకు పదం ప్రాసన్ నుండి వచ్చింది, అంటే ఆకుపచ్చ సమ్మేళనం ఎందుకంటే ప్రసోడైమియం ఉప్పు నీటి ద్రావణం ప్రకాశవంతమైన ఆకుపచ్చ రంగును అందిస్తుంది; మరొక మూలకానికి "నియోడైమియం". "అతికి ఉన్న కవలల" విజయవంతమైన విభజన వారు తమ ప్రతిభను స్వతంత్రంగా ప్రదర్శించడానికి వీలు కల్పించింది.

ప్రసియోడైమియం మెటల్

వెండి తెల్లని లోహం, మృదువైనది మరియు సాగేది. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ప్రసోడైమియం షట్కోణ స్ఫటిక నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. గాలిలో తుప్పు నిరోధకత లాంతనమ్, సీరియం, నియోడైమియం మరియు యూరోపియం కంటే బలంగా ఉంటుంది, కానీ గాలికి గురైనప్పుడు, పెళుసైన నల్ల ఆక్సైడ్ పొర ఉత్పత్తి అవుతుంది మరియు ఒక సెంటీమీటర్ పరిమాణంలో ఉన్న ప్రసోడైమియం లోహ నమూనా దాదాపు ఒక సంవత్సరంలోపు పూర్తిగా క్షీణిస్తుంది.

చాలా ఇష్టంఅరుదైన భూమి మూలకాలు, ప్రాసోడైమియం +3 ఆక్సీకరణ స్థితిని ఏర్పరుస్తుంది, ఇది జల ద్రావణాలలో దాని ఏకైక స్థిరమైన స్థితి. కొన్ని తెలిసిన ఘన సమ్మేళనాలలో ప్రాసోడైమియం a +4 ఆక్సీకరణ స్థితిలో ఉంటుంది మరియు మాతృక విభజన పరిస్థితులలో, ఇది లాంతనైడ్ మూలకాలలో ఒక ప్రత్యేకమైన +5 ఆక్సీకరణ స్థితిని చేరుకోగలదు.

జల ప్రసోడైమియం అయాన్ చార్ట్రూస్, మరియు ప్రసోడైమియం యొక్క అనేక పారిశ్రామిక ఉపయోగాలు కాంతి వనరులలో పసుపు కాంతిని ఫిల్టర్ చేసే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

ప్రసియోడైమియం ఎలక్ట్రానిక్ లేఅవుట్

ఎలక్ట్రానిక్ ఉద్గారాలు:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3

ప్రసోడైమియం యొక్క 59 ఎలక్ట్రాన్లు [Xe] 4f36s2 గా అమర్చబడి ఉన్నాయి. సిద్ధాంతపరంగా, ఐదు బాహ్య ఎలక్ట్రాన్‌లను వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌గా ఉపయోగించవచ్చు, కానీ ఐదు బాహ్య ఎలక్ట్రాన్‌ల వాడకానికి తీవ్రమైన పరిస్థితులు అవసరం. సాధారణంగా, ప్రసోడైమియం దాని సమ్మేళనాలలో మూడు లేదా నాలుగు ఎలక్ట్రాన్‌లను మాత్రమే విడుదల చేస్తుంది. ప్రసోడైమియం అనేది అఫ్బౌ సూత్రానికి అనుగుణంగా ఉండే ఎలక్ట్రానిక్ కాన్ఫిగరేషన్‌తో మొదటి లాంతనైడ్ మూలకం. దీని 4f ఆర్బిటాల్ 5d ఆర్బిటాల్ కంటే తక్కువ శక్తి స్థాయిలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది లాంతనం మరియు సీరియంకు వర్తించదు, ఎందుకంటే 4f ఆర్బిటాల్ యొక్క ఆకస్మిక సంకోచం లాంతనం తర్వాత వరకు జరగదు మరియు సీరియంలో 5d షెల్‌ను ఆక్రమించకుండా ఉండటానికి సరిపోదు. అయినప్పటికీ, ఘన ప్రసోడైమియం [Xe] 4f25d16s2 కాన్ఫిగరేషన్‌ను ప్రదర్శిస్తుంది, ఇక్కడ 5d షెల్‌లోని ఒక ఎలక్ట్రాన్ అన్ని ఇతర ట్రివాలెంట్ లాంతనైడ్ మూలకాలను పోలి ఉంటుంది (యూరోపియం మరియు యెటర్బియం మినహా, ఇవి లోహ స్థితులలో ద్వివాలెంట్‌గా ఉంటాయి).

చాలా లాంతనైడ్ మూలకాల మాదిరిగానే, ప్రాసోడైమియం సాధారణంగా మూడు ఎలక్ట్రాన్‌లను మాత్రమే వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌గా ఉపయోగిస్తుంది మరియు మిగిలిన 4f ఎలక్ట్రాన్‌లు బలమైన బైండింగ్ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి: ఎందుకంటే 4f కక్ష్య ఎలక్ట్రాన్ యొక్క జడ జినాన్ కోర్ గుండా వెళ్లి కేంద్రకాన్ని చేరుకుంటుంది, తరువాత 5d మరియు 6s, మరియు అయానిక్ ఛార్జ్ పెరుగుదలతో పెరుగుతుంది. అయినప్పటికీ, ప్రాసోడైమియం ఇప్పటికీ నాల్గవ మరియు అప్పుడప్పుడు ఐదవ వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌ను కోల్పోతూనే ఉంటుంది, ఎందుకంటే ఇది లాంతనైడ్ వ్యవస్థలో చాలా ముందుగానే కనిపిస్తుంది, ఇక్కడ న్యూక్లియర్ ఛార్జ్ ఇప్పటికీ తగినంత తక్కువగా ఉంటుంది మరియు 4f సబ్‌షెల్ శక్తి ఎక్కువ వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌ను తొలగించడానికి అనుమతించేంత ఎక్కువగా ఉంటుంది.

ప్రసియోడైమియం మరియు అన్ని లాంథనైడ్ మూలకాలు (తప్పలాంతనమ్, యిటెర్బియంమరియులుటీషియం, జతచేయని 4f ఎలక్ట్రాన్లు లేవు) గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద పారా అయస్కాంతత్వం కలిగి ఉంటాయి. తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద యాంటీఫెర్రో అయస్కాంత లేదా ఫెర్రో అయస్కాంత క్రమాన్ని ప్రదర్శించే ఇతర అరుదైన భూమి లోహాల మాదిరిగా కాకుండా, 1K కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ప్రసోడైమియం పారా అయస్కాంతత్వం కలిగి ఉంటుంది.

ప్రసియోడైమియం యొక్క అప్లికేషన్

ప్రసోడైమియం ఎక్కువగా మిశ్రమ అరుదైన మృత్తికల రూపంలో ఉపయోగించబడుతుంది, ఉదాహరణకు లోహ పదార్థాలు, రసాయన ఉత్ప్రేరకాలు, వ్యవసాయ అరుదైన మృత్తికలు మొదలైన వాటికి శుద్ధి చేసే మరియు సవరించే ఏజెంట్‌గా.ప్రసియోడైమియం నియోడైమియంఅరుదైన భూమి మూలకాల జతలో అత్యంత సారూప్యమైనది మరియు వేరు చేయడం కష్టం, దీనిని రసాయన పద్ధతుల ద్వారా వేరు చేయడం కష్టం. పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి సాధారణంగా వెలికితీత మరియు అయాన్ మార్పిడి పద్ధతులను ఉపయోగిస్తుంది. వాటిని సుసంపన్నమైన ప్రసోడైమియం నియోడైమియం రూపంలో జతలుగా ఉపయోగిస్తే, వాటి సారూప్యతను పూర్తిగా ఉపయోగించుకోవచ్చు మరియు ధర కూడా ఒకే మూలకం ఉత్పత్తుల కంటే చౌకగా ఉంటుంది.

ప్రసియోడైమియం నియోడైమియం మిశ్రమం(ప్రసోడైమియం నియోడైమియం మెటల్)ఒక స్వతంత్ర ఉత్పత్తిగా మారింది, దీనిని శాశ్వత అయస్కాంత పదార్థంగా మరియు నాన్-ఫెర్రస్ లోహ మిశ్రమాలకు సవరణ సంకలితంగా ఉపయోగించవచ్చు. పెట్రోలియం క్రాకింగ్ ఉత్ప్రేరకం యొక్క కార్యాచరణ, ఎంపిక మరియు స్థిరత్వాన్ని Y జియోలైట్ మాలిక్యులర్ జల్లెడలో ప్రాసోడైమియం నియోడైమియం గాఢతను జోడించడం ద్వారా మెరుగుపరచవచ్చు. ప్లాస్టిక్ సవరణ సంకలితంగా, పాలిటెట్రాఫ్లోరోఎథిలిన్ (PTFE) కు ప్రాసోడైమియం నియోడైమియం సుసంపన్నతను జోడించడం వలన PTFE యొక్క దుస్తులు నిరోధకత గణనీయంగా మెరుగుపడుతుంది.

అరుదైన భూమిశాశ్వత అయస్కాంత పదార్థాలు నేడు అరుదైన భూమి అనువర్తనాల్లో అత్యంత ప్రజాదరణ పొందిన రంగం. శాశ్వత అయస్కాంత పదార్థంగా ప్రసోడైమియం మాత్రమే అత్యుత్తమమైనది కాదు, కానీ ఇది అయస్కాంత లక్షణాలను మెరుగుపరచగల అద్భుతమైన సినర్జిస్టిక్ మూలకం. తగిన మొత్తంలో ప్రసోడైమియం జోడించడం వల్ల శాశ్వత అయస్కాంత పదార్థాల పనితీరును సమర్థవంతంగా మెరుగుపరుస్తుంది. ఇది అయస్కాంతాల యొక్క యాంటీఆక్సిడెంట్ పనితీరు (గాలి తుప్పు నిరోధకత) మరియు యాంత్రిక లక్షణాలను కూడా మెరుగుపరుస్తుంది మరియు వివిధ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు మరియు మోటార్లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతోంది.

ప్రసోడైమియంను పదార్థాలను గ్రైండింగ్ మరియు పాలిషింగ్ చేయడానికి కూడా ఉపయోగించవచ్చు. మనందరికీ తెలిసినట్లుగా, స్వచ్ఛమైన సిరియం ఆధారిత పాలిషింగ్ పౌడర్ సాధారణంగా లేత పసుపు రంగులో ఉంటుంది, ఇది ఆప్టికల్ గ్లాస్ కోసం అధిక-నాణ్యత పాలిషింగ్ పదార్థం, మరియు తక్కువ పాలిషింగ్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉన్న ఐరన్ ఆక్సైడ్ ఎరుపు పొడిని భర్తీ చేసింది మరియు ఉత్పత్తి వాతావరణాన్ని కలుషితం చేస్తుంది. ప్రసోడైమియం మంచి పాలిషింగ్ లక్షణాలను కలిగి ఉందని ప్రజలు కనుగొన్నారు. ప్రసోడైమియం కలిగిన అరుదైన భూమి పాలిషింగ్ పౌడర్ ఎర్రటి గోధుమ రంగులో కనిపిస్తుంది, దీనిని "ఎరుపు పొడి" అని కూడా పిలుస్తారు, కానీ ఈ ఎరుపు రంగు ఐరన్ ఆక్సైడ్ ఎరుపు రంగులో ఉండదు, కానీ ప్రసోడైమియం ఆక్సైడ్ ఉండటం వల్ల, అరుదైన భూమి పాలిషింగ్ పౌడర్ యొక్క రంగు ముదురు రంగులోకి మారుతుంది. ప్రసోడైమియం కలిగిన కొరండం గ్రైండింగ్ వీల్స్‌ను తయారు చేయడానికి కొత్త గ్రైండింగ్ పదార్థంగా కూడా ప్రసోడైమియం ఉపయోగించబడింది. తెల్ల అల్యూమినాతో పోలిస్తే, కార్బన్ స్ట్రక్చరల్ స్టీల్, స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత మిశ్రమాలను గ్రైండింగ్ చేసేటప్పుడు సామర్థ్యం మరియు మన్నికను 30% కంటే ఎక్కువ మెరుగుపరచవచ్చు. ఖర్చులను తగ్గించడానికి, ప్రసోడైమియం నియోడైమియం సుసంపన్నమైన పదార్థాలను గతంలో తరచుగా ముడి పదార్థాలుగా ఉపయోగించేవారు, అందుకే దీనికి ప్రసోడైమియం నియోడైమియం కొరండం గ్రైండింగ్ వీల్ అని పేరు వచ్చింది.

ప్రసోడైమియం అయాన్లతో డోప్ చేయబడిన సిలికేట్ స్ఫటికాలు కాంతి పల్స్‌లను సెకనుకు అనేక వందల మీటర్లకు నెమ్మదింపజేయడానికి ఉపయోగించబడ్డాయి.

జిర్కోనియం సిలికేట్‌కు ప్రసోడైమియం ఆక్సైడ్‌ను జోడించడం వలన ప్రకాశవంతమైన పసుపు రంగులోకి మారుతుంది మరియు దీనిని సిరామిక్ వర్ణద్రవ్యం - ప్రసోడైమియం పసుపుగా ఉపయోగించవచ్చు. ప్రసోడైమియం పసుపు (Zr02-Pr6Oll-Si02) ఉత్తమ పసుపు సిరామిక్ వర్ణద్రవ్యంగా పరిగణించబడుతుంది, ఇది 1000 ℃ వరకు స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు దీనిని ఒకేసారి లేదా తిరిగి మండించే ప్రక్రియలకు ఉపయోగించవచ్చు.

ప్రసోడైమియంను గాజు రంగుగా కూడా ఉపయోగిస్తారు, దీనికి గొప్ప రంగులు మరియు గొప్ప మార్కెట్ సామర్థ్యం ఉంది. ప్రకాశవంతమైన లీక్ ఆకుపచ్చ మరియు స్కాలియన్ ఆకుపచ్చ రంగులతో ప్రసోడైమియం ఆకుపచ్చ గాజు ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు, వీటిని ఆకుపచ్చ ఫిల్టర్లను ఉత్పత్తి చేయడానికి మరియు కళలు మరియు చేతిపనుల గాజులకు కూడా ఉపయోగించవచ్చు. గాజుకు ప్రసోడైమియం ఆక్సైడ్ మరియు సిరియం ఆక్సైడ్ జోడించడం వెల్డింగ్ కోసం గాగుల్స్‌గా ఉపయోగించవచ్చు. ప్రసోడైమియం సల్ఫైడ్‌ను ఆకుపచ్చ ప్లాస్టిక్ రంగుగా కూడా ఉపయోగించవచ్చు.