Virtual Laboratory Wiki
Advertisement
Неоди́м/Neodymium (Nd)
Атомный номер 60
Внешний вид простого вещества Серебристо-белый
редкоземельный металл с золотистым оттенком.
Легко окисляется
на воздухе.
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)
144,24 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома 182 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)
531,5(5,51) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Xe] 4f4 6s2
Химические свойства
Ковалентный радиус 184 пм
Радиус иона 99,(+3e) 5 пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
1,14
Электродный потенциал Nd←Nd3+ −2,32В
Nd←Nd2+ −2,2В
Степени окисления 3
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность 7,007 г/см³
Удельная теплоёмкость 0,205 Дж/(K·моль)
Теплопроводность (16,5) Вт/(м·K)
Температура плавления 1294 K
Теплота плавления 7,1 кДж/моль
Температура кипения 3341 K
Теплота испарения 289 кДж/моль
Молярный объём 20,6 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки гексагональная
Период решётки 3,660 Å
Отношение c/a 1,614
Температура Дебая n/a K


История

Неодим был открыт в 1885 году австрийским химиком Карлом Ауэром фон Вельсбахом (Carl Auer von Welsbach). Он разделил редкоземельный металл, ранее известный как дидим и считавшийся одним элементом, на неодим и празеодим. Но извлечение неодима в чистом виде произошло лишь в 1925 году.

Происхождение названия

Название «неодим» представляет собой слияние двух греческих слов νέος «новый» и δίδυμος «близнец».

Получение

При разделении редкоземельных элементов неодим концентрируется вместе с легкими лантаноидами и выделяется вместе с празеодимом. Дальнейшее разделение проводят методами ионной хроматографии или экстракции. Металлический неодим получают электролизом расплава хлорида или фторида неодима NdF3, NdCl3.

Неодим при разделении РЗЭ концентрируется вместе с легкими лантаноидами и выделяется вместе с Рr; смесь соед. Рr(III) и Nd(III) наз. дидимом. Металлический неодим получают из безводных галогенидов электролизом их расплава или кальцетермич. восстановлением. Электролиз расплава NdF3 или NdCl3 (с добавками галогенидов Li, К, Са, Ва) ведут при 1000 °С и катодной плотности тока 4,7 А/см2; материал анода и катода-графит.

Цены

Цены на неодим чистотой 99-99,9 % составляют около 30 долл. за 1 кг.

Применение

Неодим — один из наиболее широко применяемых материалов из лантаноидов наряду с самарием, церием, лантаном и др. Очень важными областями применения неодима являются:

  • легирование специальных конструкционных сплавов и сталей (модифицирование высококачественных сталей), Неодим в виде добавки 1,5 % в полтора раза увеличивает прочность чистого титана и потому служит для его легирования.
  • производство мощных постоянных магнитов (неодим-иттрий-кобальт, неодим-железо-бор),
  • производство цветного стекла (фиолетовое неодимовое стекло) и лазерных материалов (длина волны 1063 нм — инфракрасное излучение).

Применяется материал и в сельском хозяйстве (обработка семян с целью ускорения всхожести, урожайности).

Неодим способнен резко повышать прочность термоэлектрических материалов на основе теллуридов и селенидов висмута и сурьмы и повышать термо-ЭДС этих материалов. Имеется указание на то, что легирование неодимом термоэлектрических сплавов системы висмут-теллур-цезий также увеличивает их прочность, термо-ЭДС и временну́ю стабильность.

Оксид неодима применяется в качестве диэлектрика со сверхмалым коэффициентом расширения.

Фторид неодима применяется для получения высококачественного стекловолокна для волоконной оптики.

Теллурид неодима — очень хороший термоэлектрический материал и компонент термоэлектрических сплавов, которым придает повышенную прочность и улучшает электрофизические характеристики (термо-э.д.с. 170 мкВ/К).

Биологическая роль

Изотопы

Природный неодим состоит из семи изотопов: 142Nd (27,2 %), 143Nd (12,2 %), 144Nd (23,8 %), 145Nd (8,3 %), 146Nd (17,2 %), 148Nd (5,7 %), 150Nd (5,6 %) — в скобках дано их содержание в природной смеси. Из них пять, насколько это известно, стабильны, а два слаборадиоактивны: 144Nd испытывает альфа-распад с периодом полураспада 2,38×1015 лет, а 150Nd — двойной бета-распад с периодом полураспада 7×1018 лет. На 2003 год известны 29 искусственных радиоизотопов неодима с массовым числом в диапазоне от 124 до 161, которые также имеют 13 метастабильных состояний [1].

Ссылки

Логотип «Викисловаря»
В Викисловаре есть статья «неодим»
  1. Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties, Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).




Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Неодим. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .


Advertisement