【元素図鑑】プラセオジム Pr【溶接マスクの窓が黄色い光を消す仕組み】

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プラセオジムの情報をまとめました。

希土類は「少ない」のではなく「分けにくい」

レアアース（希土類）という名前から、地球上にほとんど存在しない元素だと思われがちです。しかし実際には、ありふれた金属より多く存在するものもあります。困るのは量ではなく、仲間同士を分離するのが極端に難しいことです。

理由は電子の入り方にあります。希土類では、増えていく電子がいちばん外側ではなく内側の4f軌道に入ります。化学結合を担うのは外側の電子なので、原子番号が1つ違っても、化学的なふるまいがほとんど変わらないのです。

ふつうの元素	希土類
原子番号が変わると外側の電子数が変わる	増えた電子は内側の4f軌道に入る
隣の元素と性質がはっきり違う	隣の元素とほとんど見分けがつかない
沈殿や溶解度の差で簡単に分けられる	イオン半径のわずかな差を何百回も積み上げて分ける
どれが何かすぐ分かる	ほとんど全部が +3 のイオンになる

ネオジムとプラセオジムは、もともと1つの元素だと思われていた

この2つの語源を並べると、事情が見えてきます。ネオジムは「新しい双子」、プラセオジムは「緑の双子」。どちらにも「双子（ジディモス）」が入っています。

19世紀、ある鉱物から取り出された成分がジジム（didymium）という1つの新元素だと考えられていました。ところがのちに、これが2種類の元素の混合物だと分かります。そこで一方を「緑色の塩をつくる双子」＝プラセオジム、もう一方を「新しい双子」＝ネオジムと名づけ直したのです。

溶接マスクの窓——黄色い光だけを抜き取る

プラセオジムのいちばん分かりやすい用途が、溶接工やガラス職人が使う保護レンズです。ネオジムとともにガラスへ混ぜたものをジジムガラスと呼びます。

狙いは、明るさを一律に落とすことではありません。特定の波長だけを狙って吸収することです。

	ふつうの濃い色のレンズ	ジジムガラス
仕組み	可視光をまとめて減らす	ナトリウムの黄色い光（波長589nm付近）を選んで吸収する
見え方	全体が暗くなり、手元が見づらくなる	眩しさだけが消え、形や色はよく見える
なぜ効くのか	—	ガラスやろう付けで加熱すると、含まれるナトリウムが強い黄色の光（ナトリウムD線）を出す。これが眩しさの正体

ネオジム磁石にも入っている

プラセオジムはネオジムと隣同士で、磁石の中でも似た働きをします。4f電子によって磁化の向きを固定する役目を、ネオジムの代わりに務められるのです。

そして希土類の宿命がここで効いてきます——ネオジムとプラセオジムは分離がとくに難しい。ならば分けずに使えばよい、という発想で、両者を分離しないまま合金にしたジジム合金（PrNd）が磁石の原料として流通しています。分離工程を省けるぶん安く作れるというわけです。

その他の用途

用途	プラセオジムの働き
黄色の顔料	ジルコニウムの化合物に取り込むと鮮やかな黄色を出す。タイルや陶磁器の釉薬に使われ、高温でも色が変わらない
ガラス・陶器の緑色	プラセオジムのイオンそのものは緑色。語源の「緑の双子」はここから
マグネシウム合金への添加	少量加えると強度が上がり、航空機部品などに使われる
光ファイバーの増幅	4f電子の発光を利用して、減衰した光信号を増幅する

基本情報

和名	プラセオジム
英名	Praseodymium
語源	ギリシャ語「緑の双子(prasios+didymos)」
元素記号	Pr
原子番号	59
原子量	140.9
常温(25℃)での状態	固体（金属）
色	銀白色
密度	6.773 g/cm3（20℃）
融点	931℃
沸点	3512℃
発見者	ウェルスバッハ（オーストリア）[1885年]
含有鉱物	サマルスキー石

よくある質問

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