Неодим (Nd)
ЛантаноидТвёрдое тело
Стандартный атомный вес
144.242 uЭлектронная конфигурация
[Xe] 6s2 4f4Температура плавления
1020.85 °C (1294 K)Температура кипения
3073.85 °C (3347 K)Плотность
7010 kg/m³Степени окисления
0, +2, +3, +4Электроотрицательность (Полинг)
1.14Энергия ионизации (1-я)
Год открытия
1841Атомный радиус
185 pmДополнительно
Неодим — легкий металл лантаноидов и один из более распространенных редкоземельных элементов. Он встречается в минералах вместе с другими лантаноидами, а не как самородный элемент. Его химия определяется трехвалентным ионом Nd³⁺, который придает многим солям и стеклам розовую или фиолетовую окраску. Технологически неодим наиболее важен в высокопрочных постоянных магнитах и в оптически активных стеклах и кристаллах.
Металл имеет яркий серебристый металлический блеск. Неодим — один из более реакционноспособных редкоземельных металлов и быстро тускнеет на воздухе, образуя оксид, который отслаивается и обнажает металл для окисления. Поэтому металл следует хранить под лёгким минеральным маслом или в герметично закрытом пластмассовом материале. Неодим существует в двух аллотропных формах, причём превращение из двойной гексагональной структуры в объёмно-центрированную кубическую происходит при 863°C.
Название происходит от греческих neos — «новый» и didymos — «близнец». Оно было открыто шведским хирургом и химиком Карлом Густавом Мосандером в 1841 году, который назвал его didymium (или «близнец») из-за его сходства с лантаном, который он ранее открыл двумя годами раньше. В 1885 году австрийский химик Карл Ауэр (барон фон Вельсбах) разделил didymium на два элемента, один из которых он назвал neodymium (или «новый близнец»).
Неодим был открыт австрийским химиком Карлом Ф. Ауэром фон Вельсбахом в 1885 году. Он выделил неодим, а также элемент празеодим, из материала, известного как didymium. Сегодня неодим в основном получают посредством ионно-обменного процесса из монацитового песка ((Ce, La, Th, Nd, Y)PO4), материала, богатого редкоземельными элементами.
От греческого слова neos, означающего «новый», и didymos — «близнец». В 1841 году Мосандер извлек розовоокрашенный оксид из церита, который, как он полагал, содержал новый элемент. Он назвал элемент didymium, поскольку он был неразделимым братом-близнецом лантана. В 1885 году фон Вельсбах путем многократного фракционирования нитрата аммонийного didymium разделил didymium на два новых элементных компонента, neodymia и praseodymia. Хотя свободный металл входит в состав мишметалла, давно известного и используемого как пирофорный сплав для кремней зажигалок, элемент не был выделен в относительно чистой форме до 1925 года. Неодим присутствует в мишметалле в количестве около 18%. Он присутствует в минералах монаците и бастнезите, которые являются основными источниками редкоземельных металлов.
Изображения
Свойства
Физические
Химические
Термодинамические
Ядерные
Распространённость
Реакционная способность
N/A
Кристаллическая структура
Электронная структура
Идентификаторы
Электронная конфигурация Measured
Nd: 4f⁴ 6s²[Xe] 4f⁴ 6s²1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f⁴ 6s²Модель атома
Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.
Схематическая модель атома, не в масштабе.
Атомный отпечаток
Спектр испускания / поглощения
Распределение изотопов
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 142 Стабильный | 141,907729 ± 0,000002 | 27.1520% | Стабильный |
Фазовое состояние
Причина: на 995.9 °C ниже точки плавления (1020.85 °C)
Схематично, не в масштабе
Точки фазовых переходов
Энергии переходов
Энергия для плавления 1 моля при tплав
Энергия для испарения 1 моля при tкип
Энергия для возгонки 1 моля при tвозг
Плотность
При нормальных условиях
При нормальных условиях
Атомные спектры
Показано 10 из 60 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).
Состав спектральных линий ?
| Ion | Заряд | Total lines | Transition probabilities | Level designations |
|---|---|---|---|---|
| Nd I | 0 | 118 | 9 | 9 |
| Nd II | +1 | 617 | 255 | 600 |
Состав энергетических уровней ?
| Ion | Заряд | Levels |
|---|---|---|
| Nd I | 0 | 739 |
| Nd II | +1 | 840 |
| Nd III | +2 | 31 |
| Nd IV | +3 | 19 |
| Nd V | +4 | 2 |
| Nd VI | +5 | 2 |
| Nd VII | +6 | 2 |
| Nd VIII | +7 | 2 |
| Nd IX | +8 | 2 |
| Nd X | +9 | 2 |
Ионные радиусы
| Заряд | Координация | Спин | Радиус |
|---|---|---|---|
| +2 | 8 | N/A | 129 пм |
| +2 | 9 | N/A | 135 пм |
| +3 | 6 | N/A | 98.3 пм |
| +3 | 8 | N/A | 110.9 пм |
| +3 | 9 | N/A | 116.3 пм |
| +3 | 12 | N/A | 127 пм |
Соединения
Изотопы (1)
Natural neodymium is a mixture of seven stable isotopes. Fourteen other radioactive isotopes are recognized.
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада | Режим распада | |
|---|---|---|---|---|---|
| 142 Стабильный | 141,907729 ± 0,000002 | 27.1520% ± 0.0400% | Стабильный | stable |
Расширенные свойства
Ковалентные радиусы (расш.)
Радиусы Ван-дер-Ваальса
Атомные и металлические радиусы
Шкалы нумерации
Шкалы электроотрицательности
Поляризуемость и дисперсия
Параметры Мидемы
Риск поставок и экономика
Фазовые переходы и аллотропы
| Температура плавления | 1289.15 K |
| Температура кипения | 3347.15 K |
Категории степеней окисления
Расширенные справочные данные
Константы экранирования (13)
| n | Орбиталь | σ |
|---|---|---|
| 1 | s | 1.1868 |
| 2 | p | 4.2434 |
| 2 | s | 15.7838 |
| 3 | d | 13.8432 |
| 3 | p | 19.311 |
| 3 | s | 19.6572 |
| 4 | d | 33.1908 |
| 4 | f | 37.734 |
| 4 | p | 29.986 |
| 4 | s | 29.0136 |
Детализация кристаллических радиусов (6)
| Заряд | CN | Спин | rcrystal (pm) | Источник |
|---|---|---|---|---|
| 2 | VIII | 143 | ||
| 2 | IX | 149 | ||
| 3 | VI | 112.3 | from r^3 vs V plots, | |
| 3 | VIII | 124.9 | from r^3 vs V plots, | |
| 3 | IX | 130.3 | from r^3 vs V plots, | |
| 3 | XII | 141 | estimated, |
Режимы распада изотопов (52)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 124 | B+ | — |
| 124 | B+p | — |
| 125 | B+ | 100% |
| 125 | B+p | 0% |
| 126 | B+ | — |
| 126 | B+p | — |
| 127 | B+ | 100% |
| 127 | B+p | — |
| 128 | B+ | — |
| 129 | B+ | 100% |
Факторы рассеяния X‑лучей (508)
| Энергия (eV) | f₁ | f₂ |
|---|---|---|
| 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 |
Дополнительные данные
Estimated Crustal Abundance
The estimated element abundance in the earth's crust.
4.15×101 milligrams per kilogram
Источники (1)
- [5] Neodymium https://education.jlab.org/itselemental/ele060.html
Estimated Oceanic Abundance
The estimated element abundance in the earth's oceans.
2.8×10-6 milligrams per liter
Источники (1)
- [5] Neodymium https://education.jlab.org/itselemental/ele060.html
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.
Источники (1)
- [6] Neodymium https://periodic.lanl.gov/60.shtml
Источники
(9)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
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.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
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/
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.
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
This section provides all form of data related to element Neodymium.
The element property data was retrieved from publications.