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Nd 60

Neodymium (Nd)

lanthanide
周期: 6 ブロック: f

Solid

標準原子量

144.242 u

電子配置

[Xe] 6s2 4f4

融点

1020.85 °C

沸点

3073.85 °C

密度

7010 kg/m³

酸化数

0, +2, +3, +4

電気陰性度(Pauling)

1.14

第1イオン化エネルギー

5.52475 eV

発見年

1841

原子半径

185 pm

詳細

名称の由来 Greek: neos and didymos (new twin).
発見国 Austria
発見者 C.F. Aver von Welsbach

Neodymium is a light lanthanide metal and one of the more abundant rare-earth elements. It occurs in minerals with other lanthanides rather than as a native element. Its chemistry is dominated by the trivalent ion Nd³⁺, which gives many salts and glasses a pink to violet color. Technologically, neodymium is most important in high-strength permanent magnets and in optically active glasses and crystals.

The metal has a bright silvery metallic luster, Neodymium is one of the more reactive rare-earth metals and quickly tarnishes in air, forming an oxide that spalls off and exposes metal to oxidation. The metal, therefore, should be kept under light mineral oil or sealed in a plastic material. Neodymium exists in two allotropic forms, with a transformation from a double hexagonal to a body-centered cubic structure taking place at 863°C.

The name derives from the Greek neos for "new" and didymos for "twin". It was discovered by the Swedish surgeon and chemist Carl Gustav Mosander in 1841, who called it didymium (or twin) because of its similarity to lanthanum, which he had previously discovered two years earlier. In 1885, the Austrian chemist Carl Auer (Baron von Welsbach) separated didymium into two elements, one of which he called neodymium (or new twin).

Neodymium was discovered by Carl F. Auer von Welsbach, an Austrian chemist, in 1885. He separated neodymium, as well as the element praseodymium, from a material known as didymium. Today, neodymium is primarily obtained from through an ion exchange process monazite sand ((Ce, La, Th, Nd, Y)PO4), a material rich in rare earth elements.

From the Greek word neos meaning new, and didymos, twin. In 1841, Mosander, extracted a rose-colored oxide from cerite , which he believed contained a new element. He named the element didymium, as it was an inseparable twin brother of lanthanum. In 1885 von Welsbach separated didymium into two new elemental components, neodymia and praseodymia, by repeated fractionation of ammonium didymium nitrate. While the free metal is in misch metal, long known and used as a pyrophoric alloy for light flints, the element was not isolated in relatively pure form until 1925. Neodymium is present in misch metal to the extent of about 18%. It is present in the minerals monazite and bastnasite, which are principal sources of rare-earth metals.

画像

性質

物理的性質

原子半径(経験値)
185 pm 全元素の原子半径(経験値)を比較 →
共有結合半径
201 pm 全元素の共有結合半径を比較 →
ファンデルワールス半径
229 pm 全元素のファンデルワールス半径を比較 →
密度
7010 kg/m³ 全元素の密度を比較 →
モル体積
0.0206 L/mol
標準温度・圧力(STP)での相
固体 全元素の標準温度・圧力(STP)での相を比較 →
融点
1020.85 °C 全元素の融点を比較 →
沸点
3073.85 °C 全元素の沸点を比較 →
比熱容量
0.19 J/(g·K) 全元素の比熱容量を比較 →
モル熱容量
27.45 J/(mol·K) 全元素のモル熱容量を比較 →
結晶構造
六方最密充填構造 全元素の結晶構造を比較 →

化学的性質

電気陰性度(Pauling)
1.14 全元素の電気陰性度(Pauling)を比較 →
電子親和力
1.913 eV
第1イオン化エネルギー
5.52475 eV 全元素の第1イオン化エネルギーを比較 →
第2イオン化エネルギー
10.783037 eV 全元素の第2イオン化エネルギーを比較 →
第3イオン化エネルギー
22.090076 eV 全元素の第3イオン化エネルギーを比較 →
第4イオン化エネルギー
40.60014 eV 全元素の第4イオン化エネルギーを比較 →
第5イオン化エネルギー
60.000207 eV 全元素の第5イオン化エネルギーを比較 →
酸化数
0, +2, +3, +4 全元素の酸化数を比較 →
価電子
3 全元素の価電子を比較 →
電子配置
[Xe] 6s2 4f4

熱力学的性質

融解熱
0.07400114 eV 全元素の融解熱を比較 →
蒸発熱
2.829455 eV 全元素の蒸発熱を比較 →
昇華熱
2.995284 eV
原子化熱
2.995284 eV
原子化エンタルピー
3.388091 eV

原子核

陽子数
60 全元素の陽子数を比較 →
中性子数
82 全元素の中性子数を比較 →
既知の同位体
40 全元素の既知の同位体を比較 →
安定同位体
1 全元素の安定同位体を比較 →
最も安定な同位体
Nd-142
発見年
1841

存在度

存在度(地殻)
41.5 mg/kg 全元素の存在度(地殻)を比較 →
存在度(海洋)
2.8 × 10−6 mg/L 全元素の存在度(海洋)を比較 →

結晶構造

格子定数a
366 pm

電子構造

各電子殻の電子数
2, 8, 18, 22, 8, 2 全元素の各電子殻の電子数を比較 →

識別子

CAS登録番号
7440-00-8 全元素のCAS登録番号を比較 →
項記号
5I4
InChI
InChI=1S/Nd
InChI Key
QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N

電子配置 測定値

イオンの電荷
陽子 60
電子 60
電荷 中性
電子配置 Nd: 4f⁴ 6s²
電子配置
測定値
[Xe] 4f⁴ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f⁴ 6s²
軌道図
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
6/6
5s
2/2
4d
10/10
5p
6/6
6s
2/2
4f
4/14 4↑
総電子数: 60 不対電子: 4 ?

原子モデル

陽子 60
中性子 82
電子 60
質量数 142
安定性 安定

同位体によって中性子数、質量、安定性は変わりますが、中性原子の電子配置は変わりません。

模式的な原子モデルです。実際の縮尺とは異なります。

原子の指紋

発光/吸収スペクトル

0 / 0 (0 強度データあり:0本)
測定値
発光 可視光:380–750 nm

同位体分布

14227.1520%質量数天然存在比(%)
質量数原子質量(u)天然存在比半減期
142 安定141.907729 ± 0.00000227.1520%安定
測定値

相/状態

1 atm / 101.325 kPa
固体 25 °C (298.15 K)

理由: 融点(1020.85 °C)より995.9 °C低い

融点 1020.85 °C
沸点 3073.85 °C
融点との差(下) 995.9 °C
0 K 現在の温度: 25 °C 6000 K
相変化図

模式図、実際の縮尺とは異なります

固体
液体
気体
融解
沸騰
25°C
固体
液体
気体
現在

相転移点

融点 文献値
1020.85 °C
沸点 文献値
3073.85 °C
現在の相 計算値
固体

相転移エネルギー

融解熱 文献値
0.07400114 eV

融点で1 molを融解させるのに必要なエネルギー

蒸発熱 文献値
2.829455 eV

沸点で1 molを蒸発させるのに必要なエネルギー

昇華熱 文献値
2.995284 eV

昇華点で1 molを昇華させるのに必要なエネルギー

密度

基準密度 文献値
7010 kg/m³

標準条件下

現在の密度 計算値
7010 kg/m³

標準条件下

原子スペクトル

全60件中10件を表示しています。 イオンの電荷の昇順で並べています。

スペクトル線データの収録状況 ?

イオン電荷スペクトル線の総数遷移確率準位の表記
Nd I 011899
Nd II +1617255600
NISTスペクトル線データの収録状況 →

準位データの収録状況 ?

イオン電荷準位
Nd I 0739
Nd II +1840
Nd III +231
Nd IV +319
Nd V +42
Nd VI +52
Nd VII +62
Nd VIII +72
Nd IX +82
Nd X +92
NIST準位データの収録状況 →
60 Nd 144.242

Neodymium — 原子軌道可視化ツール

[Xe]6s24f4
エネルギー準位 2 8 18 22 8 2
酸化数 0, +2, +3, +4
HOMO 4f n=4 · l=3 · m=-3
Neodymium — 原子軌道可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます
60 Nd 144.242

Neodymium — 結晶構造可視化ツール

単純六方格子 · ピアソン記号 hP2
実験値
ピアソン記号 hP2
配位数 12
充填率 74.048%
Neodymium — 結晶構造可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます

イオン半径

電荷配位スピン半径
+28データなし129 pm
+29データなし135 pm
+36データなし98.3 pm
+38データなし110.9 pm
+39データなし116.3 pm
+312データなし127 pm

化合物

Nd
144.240 u
Nd+3
144.240 u
Nd
146.916 u
Nd
142.910 u
Nd
141.908 u
Nd
148.920 u
Nd
140.910 u
Nd
145.913 u
Nd
137.912 u
Nd
144.913 u
Nd
147.917 u
Nd
135.915 u
Nd
138.912 u
Nd
150.924 u
Nd
143.910 u
Nd
149.921 u

同位体 (1)

Natural neodymium is a mixture of seven stable isotopes. Fourteen other radioactive isotopes are recognized.

質量数原子質量(u)天然存在比半減期崩壊形式
142 安定141.907729 ± 0.00000227.1520% ± 0.0400%安定
stable
142 安定
原子質量(u) 141.907729 ± 0.000002
天然存在比 27.1520% ± 0.0400%
半減期 安定
崩壊形式
stable

詳細な性質

共有結合半径(詳細)

共有結合半径(Pyykkö)
174 pm
共有結合半径(Pyykkö、二重結合)
137 pm

ファンデルワールス半径

Alvarez
295 pm
UFF
357.5 pm
MM3
273 pm

原子半径と金属半径

原子半径(Rahm)
284 pm

番号付けの尺度

Mendeleev
19
Pettifor
30
Glawe
29

電気陰性度の尺度

Ghosh
0
Miedema
3
Gunnarsson–Lundqvist
5
Robles–Bartolotti
4

分極率と分散

双極子分極率
208 a.u.
双極子分極率(不確かさ)
20 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
3560 Ha·Bohr6

ミーデマパラメータ

ミーデマモル体積
20.58 cm3/mol
ミーデマ電子密度
2

供給リスクと経済性

生産集中度
97
相対供給リスク
10
埋蔵量の分布
50
政治的安定性(最大生産国)
24
政治的安定性(最大埋蔵国)
24

相転移と同素体

融点1289.15 K
沸点3347.15 K

酸化数の分類

+3 main
+2 extended
+4 extended
0 extended

専門参考データ

遮蔽定数 (13)
n軌道σ
1s1.1868
2p4.2434
2s15.7838
3d13.8432
3p19.311
3s19.6572
4d33.1908
4f37.734
4p29.986
4s29.0136
結晶半径の詳細 (6)
電荷CNスピンrcrystal (pm)由来
2VIII143
2IX149
3VI112.3from r^3 vs V plots,
3VIII124.9from r^3 vs V plots,
3IX130.3from r^3 vs V plots,
3XII141estimated,
同位体の崩壊形式 (52)
同位体モード強度
124B+—
124B+p—
125B+100%
125B+p0%
126B+—
126B+p—
127B+100%
127B+p—
128B+—
129B+100%
X線散乱因子 (508)
エネルギー (eV)f₁f₂
10—0.24448
10.1617—0.25177
10.3261—0.25926
10.4931—0.26698
10.6628—0.27494
10.8353—0.28312
11.0106—0.29156
11.1886—0.30024
11.3696—0.30918
11.5535—0.31839

追加データ

Production

Production of this element (from raw materials or other compounds containing the element).

The element may be obtained by separating neodymium salts from other rare earths by ion-exchange or solvent extraction techniques, and by reducing anhydrous halides such as NdF3 with calcium metal. Other separation techniques are possible.

参考文献 (1)

参考文献

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Nd

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Neodymium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

ライセンスに関する注記: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Neodymium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

ライセンスに関する注記: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Neodymium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Neodymium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Neodymium

This section provides all form of data related to element Neodymium.

9 PubChem Elements
Neodymium

The element property data was retrieved from publications.

最終更新:

データ検証済み:

内容は最新の科学データと照合して確認されています。