프라세오디뮴 (Pr)

발견 과정

발견: 1841 · Carl Gustaf Mosander

1885년 오스트리아의 벨스바흐가 디디뮴(네오디뮴과 프라세오디뮴의 화합물)을 질산암모늄을 이용하여 네오디뮴과 프라세오디뮴으로 분리, 이때 분리된2종의 원소중 미발견된 원소 한 종을 프라세오디뮴이라 명명하였다.

용도와 활용

프라세오디뮴은 란타넘족의 세번째 원소이다. 주기율표상에서 세륨의 오른쪽에, 네오디뮴의 왼쪽에 위치하며 악티늄족 원소인 프로트악티늄 위에 위치한다. 이론적으로 프라세오디뮴의 모든5개의 외곽 전자들은 원자가 전자 역할을 할 수 있지만 이5개를 전부 반응에 사용하려면 극단적인 조건이 필요하다. 일반적으로 화학반응에서 프라세오디뮴은 전자를3개 또는4개 내놓는다. 프라세오디뮴은 전자배치가 쌓음 원리에 따르는 첫번째 란타넘족 원소이다. 쌓음 원리 - 즉4f오비탈이5d오비탈보다 낮은 에너지 준위를 갖는 것을 예측할 수 있도록 하는 원리 - 는 란타넘이나 세륨에는 사용하지 않는다. 그 이유는4f오비탈의 순간적인수축은 란타넘에서는 일어나지 않고 세륨에서는 그 정도가 미미하여 아직5d전자껍질이 채워지는 것을 방지하지는 못한다. 고체 프라세오디뮴은 모든3가의 란타넘족 원소들처럼5d껍질에1개의 전자가 있는 전자 배치를 가진다(유로퓸과 이터븀은 제외한다. 이들은 고체상태에서는2가의 산화수도 갖기 때문이다.). 대부분의 란타넘족 원소들처럼프라세오디뮴은 일반적으로3개의 전자만 반응에 참여해야 한다. 그 이유는4f오비탈의 구조적인 특징 때문이다. 그럼에도(아주 특별한 경우이긴 하지만) +4, +5까지의 산화수도 가질 수 있는 이유는 란타넘족 원소들 중 가장 처음에 가깝기 때문에 핵전하가 충분히 낮고4f껍질의 에너지가 전자들을 원자가 전자로써 반응에 참여시킬 수 있을 만큼 높아서 그렇다. 3가의 란타넘족 원소들처럼 프라세오디뮴은 상온에서 이중 조밀육방격자 구조를 가지고 있다. 560 °C에서는 면심입방격자 구조를, 체심입방격자 구조는935 °C이하의 온도에서 짧게 나타난다. 프라세오디뮴은 모든 란타넘족 원소들처럼(4f오비탈이 하나도 안 채워진 란타넘과 다 채워진 이터븀과 루테튬 제외)상온에서 상자성을 띤다. 하지만

동위원소

Praseodymium has only one stable and naturally occurring isotope, 141Pr. It is thus a mononuclidic and monoisotopic element, and its standard atomic weight can be determined with high precision as it is a constant of nature. This isotope has 82 neutrons, which is a magic number that confers additional stability. Thirty-eight other radioisotopes have been synthesized. All of these isotopes have half-lives under a day (and most under a minute), with the single exception of 143Pr with a half-life of 13.57 days. Both 141Pr and 143Pr occur as fission products of uranium (as do heavier isotopes). The primary decay mode of isotopes lighter than 141Pr is positron emission or electron capture to isotopes of cerium, while that of heavier isotopes is beta decay to isotopes of neodymium.