Неодим

Неодим (от греч. neos - новый и didymos - близнец, двойник; лат. Neodimium) Nd, хим. элемент III гр. периодич. системы; относится к редкоземельным элементам (цериевая подгруппа лантаноидов); ат. н. 60, ат. м. 144,24.
Символ элементаNd
Атомный номер60
Массовое число144.242 г/моль
Плотность7.01 г/см³ (при 20 °C)
Температура кипения3373 °C
Температура плавления1016 °C
Относительная атомная масса144.242
Ковалентный радиус1.69 Å
Электронная конфигурация1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹ 5p⁶
ГруппаЛантаноиды
Состояние при обычных условияхТвердое
ЦветСеребристо-белый
ЯдроБезнейтронное

Неодим — это редкоземельный металл из группы лантаноидов, и он обладает рядом важных свойств и применений:

  1. Магниты: Неодим используется в специальных магнитах, таких как магниты Неодимиум-Железо-Бор (NdFeB), которые обладают высокой магнитной индукцией.
  2. Лазеры: Специфические соединения неодима могут использоваться для создания лазеров.
  3. Металлургия: Неодим используется в металлургической промышленности для улучшения свойств некоторых металлов.
  4. Катализаторы: Соединения неодима могут служить катализаторами в химических реакциях.
  5. Электроника: Неодим может использоваться в электронных компонентах.

Неодим имеет важное значение в различных областях, включая металлургию, химическую промышленность, электронику и изготовление магнитов. Неодим был открыт в 1885 году французским химиком Карлом Ауэром фон Вельсбахом и его ассистентом Жюлем Жулием.

Природная смесь состоит из стабильных изотопов 142Nd (27,07%), 143Nd (12,17%), 145Nd (8,30%), 146Nd (17,22%), 148Nd (5,78%) и радиоактивных изотопов 144Nd (23,78%, Т 1/2 5.1015 г), l50Nd (5,67%, T1/2 2.1015 г). Конфигурация внеш. электронных оболочек атома 4s24p64d104f45s25p66s2; степень окисления + 3, +4, реже + 2; энергия ионизации при последовательном переходе от Nd0 к Nd4+ соотв. 5,49, 10,72, 22,14, 40,41 эВ; радиусы: атомный 0,182 нм, ионный (координац. число) для Nd3+ 0,112 нм (6), 0,125 нм (8), 0,130 нм (9), 0,141 нм (12), для Nd2+ 0,143 нм (8), 0,149 нм (9).

Один из наиболее распространенных РЗЭ. Содержание в земной коре 2,5.10-3% по массе, в морской воде 9,2.10-6 мг/л. Вместе с др. РЗЭ цериевой подгруппы содержится в минералах монацит, бестнезит (до 20% Nd2O3), лопарит.

Металл светло-серого цвета; до 885 °С существует a-модификация с гексагoн. решеткой типа La, а =0,36579 нм, с =1,17992 нм, z= 4, пространств. группа Р63/ттс; высокотемпературная b-форма-кубич. типа a-Fe, а= 0,413 нм, z = 2, пространств. группа Fm3m; DH перехода a<=>b 3,0 кДж/моль; т. пл. 1016 °С, т. кип. 3027 °С; плотн. a-Nd 6,908 г/см 3, b-Nd 6,80 г/см 3; С 0p >27,42 ДжДмольХК); DH0 пл 7,15 кДж/моль; S0 п298 71,68 ДжДмоль . К); давление пара 4,50.10-3 Па (1016°С): температурный коэф. линейного расширения 6,7-10~6 К , р 6,43-10:5 Ом-см; парамагнетик, магн. восприимчивость +5,628.10-3; ниже 20 К (точка Нееля)-антиферромагнетик; твердость по Бринеллю 350-450 МПа.

Легко поддается «мех. обработке в атмосфере Аr. Н. более стоек к окислению воздухом, чем La, Се и Рr, но менее стоек, чем тяжелые РЗЭ. При нагревании на воздухе быстро окисляется. С минер. к-тами бурно реагирует, взаимодействуя с кипящей водой. Реагирует с галогенами, N2, H2, особенно при нагревании. В водных средах стабильны только соединения Nd(III). Известные соединения Nd(IY)-Cs3[NdF7] и Ba2(Ce,Nd)2O6. Получены дигалогениды NdX2.

Устойчивые комплексные соед. с полидентатными лиган-дами образует Nd(III) (координац. число 6-12). Комплексо-образование с монодентатными лигандами не характерно для Н.

Сесквиоксид Nd2O3 -голубовато-фиолетовые кристаллы с кубич. решеткой (а = 1,1140 нм, z =16, пространств. группа Ia3); известна гексагoн. модификац и я (а=0,3831 нм, с =0,6008 нм, z=1, пространств. группа С3т); т. пл. 2320 °С; плотн. 7,327 г/см 3; С 0p111,3 ДжДмоль . К); DH0 обр Ч 1808,3 кДж/моль; S0298 158,5 ДжДмоль . К); получают разложением Nd(NO3)3, Nd2(C2O4)3 или др. солей на воздухе обычно при 800-1000 °С. Временно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны 6 мг/м 3.

Компонент мишметалла, легирующая добавка к чугунам, сталям и др. сплавам, компонент легких сплавов на основе Mg и Аl. Перспективно использование сплава Nd-Fe-B для произ-ва мощных постоянных магнитов.

Пигменты в производстве цветного стекла, фосфат-также для керамики; Nd2O3 — компонент художественного и оптического стекла для фотометров и др. устройств, лазерных материалов на основе неодимового стекла, иттрий-алюминиевых гранатов и др.; перспективен для изготовления экранов цветных телевизоров как активатор като-долюминофоров на основе Y2O3.

Оцените статью
Мир в таблицах
Добавить комментарий