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Praseodym

Daten und Eigenschaften des chemischen Elements Praseodym.



Praseodym Chemie

Praseodym - chemisches Zeichen Pr, Ordnungszahl 59 - ist ein silberweißes, weiches, duktiles, korrosionsbeständiges, paramagnetisches, chemisches Element aus der Gruppe der Lanthanoide (Seltene Erden).

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Praseodym

Bezeichnung:Praseodym Andere Namen:Praseodymium Symbol:Pr Ordnungszahl:59 Atommasse:140,90766(1) u Periodensystem-Stellung:Lanthanoide, 6. Periode, f-Block. Gruppen-Zugehörigkeit:Seltene Erden. Entdeckung:1885 - Carl Auer von Welsbach. Bedeutung des Namens:Aus dem Griechischen: Etwa prásinos didymos = grüner Zwilling wegen der grünen Farbe der Pr-Verbindungen und der Erkenntnis, dass es sich beim Didym (Pr, Nd) um zwei Elemente handelt. Englischer Name:Praseodymium CAS-Nummer:7440-10-0 InChI-Key:PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N

 

Das Praseodym-Atom

Das Pr-Atom - und damit das chemische Element Praseodym - besitzt 59 positiv geladene Protonen im Atomkern und - im ungeladenen Pr-Atom - die gleiche Anzahl an Elektronen in der Atomhülle.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Praseodym-Isotope zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Die irdischen Praseodym-Vorkommen bestehen aus nur einem Pr-Nuklid, das damit zu den mononukliden Elementen zählt.. Die relative Atommasse des Elements wird mit 140,90766(1) u angegeben.

 

Elektronenkonfiguration

SymbolOZKurzform1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d6f
Pr59[Xe] 4f3 6s2 22626102610262

 

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE des Praseodyms auf, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Pr-Atom zu trennen.

1. IE: 5,473 eV2. IE: 10,55 eV3. IE: 21,624 eV4. IE: 38,98 eV5. IE: 57,53 eV6. IE: eV

 

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Praseodym-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

KLILIILIII
1s2s2p1/22p3/2
41991683564405964

 

MIMIIMIIIMIVMV
3s3p1/23p3/23d3/23d5/2
151113371242948,3928,8

 

NINIINIIINIVNVNVINVII
4s4p1/24p3/24d3/24d5/24f5/24f7/2
304,5236,3217,6115,1115,122

 

OIOIIOIIIOIVOV
5s5p1/25p3/25d3/25d5/2
37,422,322,3

 

Weitere Daten

Atomradius:247 pm (berechnet)
185 pm (empirisch, nach Slater)
Kovalente Radien:203(7) pm (nach Cordero et al.)
176 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
138 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
128 pm (in Dreifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
Van-der-Waals-Radius:200 pm Molvolumen:20,80 cm3 mol-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ωK: 0,914; ωL1: 0,061; ωL2: 0,117; ωL3: 0,118 Coster-Kronig-Übergänge:F12: 0,19; F13: 0,25; F23: 0,158

 

Spektrallinien des Praseodyms

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Praseodyms mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Praseodym-Spektrallinien

 

 

Chemie des Praseodyms

Das Element liegt in seinen Verbindungen bevorzugt im Oxidationszustand +III vor; bekannt sind jedoch 1- bis 5-wertige Praseodym-Verbindungen.

Das reine Metall trübt sich langsam an der Luft unter Bildung einer Oxidschicht, die - ähnlich wie der Rost beim Eisen Eisen - abplatzt. Ein zentimetergroßes Stück Praseodym-Metall korrodiert in etwa einem Jahr vollständig.

Praseodym verbrennt oberhalb von 150 ° C leicht unter Bildung von Praseodym(III, IV)-oxid, einer nichtstöchiometrischen Verbindung der ungefähren Zusammensetzung Pr6O11, die mit Wasserstoff wiederum zum Pr(III)-oxid reduziert werden kann.

Als elektropositives Element reagiert es langsam mit kaltem Wasser und wesentlich schneller mit heißem Wasser unter Bildung von Praseodym(III)-hydroxid, Pr(OH)3.

 

Chemische Daten

Elektronegativität:1,13 nach PaulingElektronaffinität:0,962(24) eV bzw. 93(3) kJ mol-1

 

Standardpotentiale

Normalpotential des Praseodyms:

E0 (V)NoxName Ox.Ox.e-Red.Name Red.Nox
-3,1+ IIIPraseodym(III)-KationPr3++ e-Pr2+Praseodym(II)-Kation+ II
-2,353+ IIIPraseodym(III)-KationPr3++ 3 e-Pr (s)Praseodym0
-2,0+ IIPraseodym(II)-KationPr2++ 2 e-Pr (s)Praseodym0
3,2+ IVPraseodym(IV)-KationPr4++ e-Pr3+Praseodym(III)-Kation+ III

 

Material- und physikalische Eigenschaften des Praseodyms

Die nachfolgende Übersicht führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen, metallischen Praseodyms auf.

Schmelzpunkt:931 °C Schmelzenthalpie (molar):6,89 kJ mol-1 Siedepunkt:3520 °C Verdampfungsenthalpie:332,6 kJ mol-1 Wärmekapazität:27,20 J mol-1 K-1 (molar)
0,193 J g-1 K-1 (spezifisch)
Debye-Temperatur:152 K Thermische Leitfähigkeit:12,5 W m-1 K-1 Wärmeausdehnung:6,7 μm m-1 K-1 bei 25 °C Elektrische Leitfähigkeit:1,43 × 106 A V-1 m-1 Elektrischer Widerstand:0,700 μΩ m bei 20 °C Dichte:6,77 g cm-3
6,50 g cm-3 (flüssig, am Schmelzpunkt)
Elastizitätsmodul:37,3 GPa, α-Pr (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):30,6 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,0327 GPa-1 300 K Poisson-Zahl:0,281 (Querdehnzahl, dimensionslos) Kristallstruktur:doppelt hexagonal dichteste Kugelpackung - dhcp Härte:nach Vickers: 0,4 GPa
nach Brinell: 0,481 GPa
Magnetismus:paramagnetisch Magnetische Suszeptibilität:5010,0 × 10-6 cm3 mol-1 Schallgeschwindigkeit:2280 m s-1 bei 20 °C Standard-Bildungsenthalpie:0,0 kJ mol-1 (Feststoff, Kristall)
355,6 kJ mol-1 (gasförmig)
Gibbs Freie Enthalpie:320,9 kJ mol-1 (gasförmig) Molare Standard-Entropie:73,2 J mol-1 K-1 (Feststoff, Kristall)
189,8 J mol-1 K-1 (gasförmig)

 

Die Daten beziehen sich - soweit gegeben - auf die α-Modifikation; oberhalb von 798 °C liegt das kubisch-raumzentrierte Allotrop vor (β-Praseodym).

 

Geochemie, Vorkommen, Verteilung

Praseodym ist mit durchschnittlich 9,5 mg/kg in der Erdkruste nicht besonders selten vertreten. Dieser Wert liegt zwischen dem von Blei und Bor und macht das Praseodym zum vierthäufigsten der Lanthanoide, nach Cer, Neodym und Lanthan.

Erdkruste:9,5 mg kg-1 (ppmw, bezogen auf die Masse) Erdmantel:270 ppb Meerwasser:0,00000064 mg L-1 (ppmw, bezogen auf die Masse) Sonnensystem:0,00000017 (bezogen auf Silicium, Si=1)

 

Externe Informationsangebote



Gruppenelemente - Informationen

Lanthanoid Trennung
Gewinnung und Trennung von Lanthanoiden. FH Münster - Format: PDF

Lanthanoide
Allgemeines, Trennung, Gewinnung, Eigenschaften, 4f-Orbitale etc.. Universität Bielefeld

Lanthanoide
Vorlesungsmaterialien: Chemie der Metalle. Universität Freiburg

Seltenerdmetalle
Vergleichende Übersicht der Seltenerdelemente mit tabellarisch aufgeführten physikalischen und chemischen Eigenschaften des Praseodyms



Einzelne Verbindungen

Praseodym und Praseodymiumverbindungen
Chemikalien-Datenbank: physikalische und chemische Eigenschaften, Sicherheitsdatenblätter, kommerziell verfügbaren Stoffen und Verbindungen; verschiedene Suchkriterien einschließlich Struktursuche



Geochemie und Biogeochemie

Geochemie der Seltenen Erden
Umfassendes Vorlesungsskript - Format: PDF

Praseodymhaltige Minerale
Informationen zum Praseodymium und den Praseodymmineralien. Mineralien Atlas

Seltenerdmineralien
Auflistung und prozentuale Zusammensetzung der einzelnen in der Natur auftretenden, Seltene Erden enthaltenen Mineralien

 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 05.04.2020.



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