Неодим температура плавления. Практическое применение и свойства неодима. Смотреть что такое "неодим" в других словарях

Неодим (Nd)-редкоземельный металл , атомный номер 60, атомная масса 144,24, температура плавления 1024оС, плотность 6,9 г/см3.
Этот элемент получил название от двух греческих слов: нео-новый и дим –близнец. Неодим был открыт в 1885 году, когда было произведено разделение дидима, гипотетического элемента, на празеодим и неодим. В чистом виде он был получен только в 1925 году.
Сырьём для получения неодима являются природные минералы лопарит, эвдиалит, хибинский апатит, бастнацит. Его также получают из фосфогипса хибинского апатита и природного концентрата Томтора. Во всех этих минералах и соединениях он содержится в виде оксидов.

Неодим — металл серебристо-серого цвета , легко окисляется на воздухе, твёрдость невысокая. У него существует семь изотопов, два из которых —радиоактивны и обладают очень большим периодом полураспада. Искусственные радиоизотопы неодима-недолгоживущие, с периодом полураспада до 12 дней. Неодима в природе достаточно много-в 1 тонне минералов земной коры, его содержится от 10 до 100граммов, что значительно больше, чем его близнеца –празеодима. Вообще, существует некая особенность распределения лантаноидов в природе-эти элементы с чётными атомными номерами, больше распространены в земной коре, чем с нечётными.

ПОЛУЧЕНИЕ.

При разделении комплексов РЗМ, неодим концентрируется в лёгких лантаноидах и, затем, выделяется вместе с празеодимом-эта смесь называется дидимом, в соответствии с первоначальным названием смеси этих элементов. Металлический неодим получают электролизом из расплава безводных галогенидов или кальциетермическим восстановлением. Расплав, содержащий фториды и хлориды неодима, подвергают электролизу при 1000оС, катодной плотности тока 4,7а/см2, с графитовыми анодом и катодом.

ПРИМЕНЕНИЕ.

1,14 (шкала Полинга)

Электродный потенциал

Nd←Nd 3+ −2,32В
Nd←Nd 2+ −2,2В

Степени окисления Энергия ионизации
(первый электрон) Термодинамические свойства простого вещества Плотность (при н. у.) Температура плавления Температура кипения Уд. теплота плавления

7,1 кДж/моль

Уд. теплота испарения

289 кДж/моль

Молярная теплоёмкость Кристаллическая решётка простого вещества Структура решётки

гексагональная

Параметры решётки Отношение c /a Прочие характеристики Теплопроводность

(300 K) (16,5) Вт/(м·К)

60

4f 4 6s 2

Происхождение названия

Нахождение в природе

Месторождения

Цены

Цены на неодим чистотой 99-99,9 % в 2011 году составляли около 110 долларов США за 1 килограмм в зависимости от применяемой технологии производства и страны-производителя, а также от конечной формы готового продукта и области его применения и использования.

В 2014 году цена неодима 99% чистоты составляла примерно 70 долларов США за 1 кг.

Применение

Неодим - один из наиболее широко применяемых металлов из группы 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),

Соединения неодима применяется в сельском хозяйстве (обработка семян с целью ускорения всхожести, урожайности).

Легирование неодимом значительно повышает прочность термоэлектрических материалов на основе теллуридов и селенидов висмута и сурьмы и повышает 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.

Напишите отзыв о статье "Неодим"

Примечания

Ссылки








Nd
	Uut	Uup	Uus	Полуметаллы

Отрывок, характеризующий Неодим

Только что кончили певчие, как последовали новые и новые тосты, при которых всё больше и больше расчувствовался граф Илья Андреич, и еще больше билось посуды, и еще больше кричалось. Пили за здоровье Беклешова, Нарышкина, Уварова, Долгорукова, Апраксина, Валуева, за здоровье старшин, за здоровье распорядителя, за здоровье всех членов клуба, за здоровье всех гостей клуба и наконец отдельно за здоровье учредителя обеда графа Ильи Андреича. При этом тосте граф вынул платок и, закрыв им лицо, совершенно расплакался.

Пьер сидел против Долохова и Николая Ростова. Он много и жадно ел и много пил, как и всегда. Но те, которые его знали коротко, видели, что в нем произошла в нынешний день какая то большая перемена. Он молчал всё время обеда и, щурясь и морщась, глядел кругом себя или остановив глаза, с видом совершенной рассеянности, потирал пальцем переносицу. Лицо его было уныло и мрачно. Он, казалось, не видел и не слышал ничего, происходящего вокруг него, и думал о чем то одном, тяжелом и неразрешенном.
Этот неразрешенный, мучивший его вопрос, были намеки княжны в Москве на близость Долохова к его жене и в нынешнее утро полученное им анонимное письмо, в котором было сказано с той подлой шутливостью, которая свойственна всем анонимным письмам, что он плохо видит сквозь свои очки, и что связь его жены с Долоховым есть тайна только для одного него. Пьер решительно не поверил ни намекам княжны, ни письму, но ему страшно было теперь смотреть на Долохова, сидевшего перед ним. Всякий раз, как нечаянно взгляд его встречался с прекрасными, наглыми глазами Долохова, Пьер чувствовал, как что то ужасное, безобразное поднималось в его душе, и он скорее отворачивался. Невольно вспоминая всё прошедшее своей жены и ее отношения с Долоховым, Пьер видел ясно, что то, что сказано было в письме, могло быть правда, могло по крайней мере казаться правдой, ежели бы это касалось не его жены. Пьер вспоминал невольно, как Долохов, которому было возвращено всё после кампании, вернулся в Петербург и приехал к нему. Пользуясь своими кутежными отношениями дружбы с Пьером, Долохов прямо приехал к нему в дом, и Пьер поместил его и дал ему взаймы денег. Пьер вспоминал, как Элен улыбаясь выражала свое неудовольствие за то, что Долохов живет в их доме, и как Долохов цинически хвалил ему красоту его жены, и как он с того времени до приезда в Москву ни на минуту не разлучался с ними.
«Да, он очень красив, думал Пьер, я знаю его. Для него была бы особенная прелесть в том, чтобы осрамить мое имя и посмеяться надо мной, именно потому, что я хлопотал за него и призрел его, помог ему. Я знаю, я понимаю, какую соль это в его глазах должно бы придавать его обману, ежели бы это была правда. Да, ежели бы это была правда; но я не верю, не имею права и не могу верить». Он вспоминал то выражение, которое принимало лицо Долохова, когда на него находили минуты жестокости, как те, в которые он связывал квартального с медведем и пускал его на воду, или когда он вызывал без всякой причины на дуэль человека, или убивал из пистолета лошадь ямщика. Это выражение часто было на лице Долохова, когда он смотрел на него. «Да, он бретёр, думал Пьер, ему ничего не значит убить человека, ему должно казаться, что все боятся его, ему должно быть приятно это. Он должен думать, что и я боюсь его. И действительно я боюсь его», думал Пьер, и опять при этих мыслях он чувствовал, как что то страшное и безобразное поднималось в его душе. Долохов, Денисов и Ростов сидели теперь против Пьера и казались очень веселы. Ростов весело переговаривался с своими двумя приятелями, из которых один был лихой гусар, другой известный бретёр и повеса, и изредка насмешливо поглядывал на Пьера, который на этом обеде поражал своей сосредоточенной, рассеянной, массивной фигурой. Ростов недоброжелательно смотрел на Пьера, во первых, потому, что Пьер в его гусарских глазах был штатский богач, муж красавицы, вообще баба; во вторых, потому, что Пьер в сосредоточенности и рассеянности своего настроения не узнал Ростова и не ответил на его поклон. Когда стали пить здоровье государя, Пьер задумавшись не встал и не взял бокала.
– Что ж вы? – закричал ему Ростов, восторженно озлобленными глазами глядя на него. – Разве вы не слышите; здоровье государя императора! – Пьер, вздохнув, покорно встал, выпил свой бокал и, дождавшись, когда все сели, с своей доброй улыбкой обратился к Ростову.
– А я вас и не узнал, – сказал он. – Но Ростову было не до этого, он кричал ура!
– Что ж ты не возобновишь знакомство, – сказал Долохов Ростову.
– Бог с ним, дурак, – сказал Ростов.
– Надо лелеять мужей хорошеньких женщин, – сказал Денисов. Пьер не слышал, что они говорили, но знал, что говорят про него. Он покраснел и отвернулся.
– Ну, теперь за здоровье красивых женщин, – сказал Долохов, и с серьезным выражением, но с улыбающимся в углах ртом, с бокалом обратился к Пьеру.
– За здоровье красивых женщин, Петруша, и их любовников, – сказал он.
Пьер, опустив глаза, пил из своего бокала, не глядя на Долохова и не отвечая ему. Лакей, раздававший кантату Кутузова, положил листок Пьеру, как более почетному гостю. Он хотел взять его, но Долохов перегнулся, выхватил листок из его руки и стал читать. Пьер взглянул на Долохова, зрачки его опустились: что то страшное и безобразное, мутившее его во всё время обеда, поднялось и овладело им. Он нагнулся всем тучным телом через стол: – Не смейте брать! – крикнул он.
Услыхав этот крик и увидав, к кому он относился, Несвицкий и сосед с правой стороны испуганно и поспешно обратились к Безухову.
– Полноте, полно, что вы? – шептали испуганные голоса. Долохов посмотрел на Пьера светлыми, веселыми, жестокими глазами, с той же улыбкой, как будто он говорил: «А вот это я люблю». – Не дам, – проговорил он отчетливо.
Бледный, с трясущейся губой, Пьер рванул лист. – Вы… вы… негодяй!.. я вас вызываю, – проговорил он, и двинув стул, встал из за стола. В ту самую секунду, как Пьер сделал это и произнес эти слова, он почувствовал, что вопрос о виновности его жены, мучивший его эти последние сутки, был окончательно и несомненно решен утвердительно. Он ненавидел ее и навсегда был разорван с нею. Несмотря на просьбы Денисова, чтобы Ростов не вмешивался в это дело, Ростов согласился быть секундантом Долохова, и после стола переговорил с Несвицким, секундантом Безухова, об условиях дуэли. Пьер уехал домой, а Ростов с Долоховым и Денисовым до позднего вечера просидели в клубе, слушая цыган и песенников.
– Так до завтра, в Сокольниках, – сказал Долохов, прощаясь с Ростовым на крыльце клуба.
– И ты спокоен? – спросил Ростов…
Долохов остановился. – Вот видишь ли, я тебе в двух словах открою всю тайну дуэли. Ежели ты идешь на дуэль и пишешь завещания да нежные письма родителям, ежели ты думаешь о том, что тебя могут убить, ты – дурак и наверно пропал; а ты иди с твердым намерением его убить, как можно поскорее и повернее, тогда всё исправно. Как мне говаривал наш костромской медвежатник: медведя то, говорит, как не бояться? да как увидишь его, и страх прошел, как бы только не ушел! Ну так то и я. A demain, mon cher! [До завтра, мой милый!]
На другой день, в 8 часов утра, Пьер с Несвицким приехали в Сокольницкий лес и нашли там уже Долохова, Денисова и Ростова. Пьер имел вид человека, занятого какими то соображениями, вовсе не касающимися до предстоящего дела. Осунувшееся лицо его было желто. Он видимо не спал ту ночь. Он рассеянно оглядывался вокруг себя и морщился, как будто от яркого солнца. Два соображения исключительно занимали его: виновность его жены, в которой после бессонной ночи уже не оставалось ни малейшего сомнения, и невинность Долохова, не имевшего никакой причины беречь честь чужого для него человека. «Может быть, я бы то же самое сделал бы на его месте, думал Пьер. Даже наверное я бы сделал то же самое; к чему же эта дуэль, это убийство? Или я убью его, или он попадет мне в голову, в локоть, в коленку. Уйти отсюда, бежать, зарыться куда нибудь», приходило ему в голову. Но именно в те минуты, когда ему приходили такие мысли. он с особенно спокойным и рассеянным видом, внушавшим уважение смотревшим на него, спрашивал: «Скоро ли, и готово ли?»

Неодим - химический элемент с символом Nd и атомным номером 60. Это мягкий серебристый металл, который тускнеет на воздухе. Был обнаружен в 1885 году австрийским химиком Карлом Ауэром фон Вельсбахом. Вещество присутствует в значительных количествах в залежах монацитового песка и таком минерале, как бастнезит.

История

Редкоземельный металл неодим был обнаружен австрийским химиком бароном Карлом Ауэром фон Вельсбахом в Вене в 1885 году. Ученый выделил новое вещество (а также элемент празеодим) из материала, известного как дидим, посредством фракционной кристаллизации двойного тетрагидрата нитрата аммония из азотной кислоты, после разделения путем спектроскопического анализа. Однако до 1925 года не удавалось получить элемент в чистой форме.

До конца 1940 годов основным коммерческим была двойная кристаллизация нитратов. Метод малоэффективный, и количество получаемого вещества было небольшим. Компания Lindsay Chemical Division стала первой, кто начал крупномасштабное производство неодима методом ионообменной очистки. Начиная с 1950 годов высокоочищенный (выше 99%) элемент в основном получают в результате процесса ионного обмена из монацита, богатого редкоземельными элементами, путем электролиза его галоидных солей.

В настоящее время большинство металлических неодимов извлекают из бастнезита. Развивающиеся технологии и разработка улучшенных методов чистки позволили широко использовать его в промышленности.

Описание

Химический элемент не встречается естественным образом в металлической форме, его отделяют из вещества дидим, в котором он смешан с другими лантаноидами (в частности, с празеодимом). Хотя неодим классифицируется как редкоземельный довольно распространенный элемент, встречающийся не реже кобальта, никеля или меди, и широко распространен в земной коре. Большая часть вещества добывается в Китае.

Неодимовые соединения были впервые коммерчески использованы в качестве стеклянных красителей в 1927 году, и они остаются популярной добавкой в очковых линзах. Цвет соединений неодима из-за присутствия ионов Nd 3+ часто имеет красновато-фиолетовый оттенок, но он изменяется в зависимости от типа освещения.

Применение

Линзы, легированные неодимом, используются в лазерах, излучающих инфракрасное излучение с длиной волны от 1047 до 1062 нанометров. Они применяются в системах, обладающих чрезвычайно высокой мощностью, например, в экспериментах по инерционному сдерживанию.

Неодим металлический также используется с другими кристаллами (такими как иттрий-алюминиевый гранат) в лазерах серии Nd:YAG. Данная установка обычно излучает инфракрасные лучи с длиной волны около 1064 нм. Она является одним из наиболее часто используемых

Другое важное применение металлического неодима - в качестве усиливающего компонента в сплавах, используемых для изготовления мощных высокопрочных постоянных магнитов. Они широко используются в таких продуктах, как микрофоны, профессиональные громкоговорители, наушники-вкладыши, высокопроизводительные электродвигатели постоянного тока, компьютерные жесткие диски - там, где требуется малая магнитная масса (объем) или сильные магнитные поля.

Большие неодимовые магниты используются в электродвигателях с большой мощностью и весом (например, в гибридных автомобилях), и генераторах (например, электрические генераторы воздушных судов и ветряных электростанций). Также элемент используют для упрочнения некоторых сплавов. Например, титан становится в полтора раза прочнее после добавки всего 1,5% данного вещества.

Физические свойства

Металлический неодим присутствует в классическом мишметалле (сплаве редкоземельных элементов), где его концентрация обычно составляет порядка 18%. В чистом виде элемент имеет яркий серебристо-золотистый металлический блеск, но быстро окисляется на обычном воздухе. Образуется слой оксида, который отслаивается, подвергая металл дальнейшему окислению. Таким образом, сантиметровый образец вещества полностью окисляется в течение года.

Неодим обычно существует в двух аллотропных формах с преобразованием из двойной гексагональной кубической структуры с центра в центр. Плавиться начинает при 1024°C, а закипать при 3074°C. Плотность вещества в твердой фазе - 7,01 г/см 3 , в жидком состоянии - 6,89 г/см 3 .

Атомарные свойства:

Состояние окисления: +4, +3, +2 (основной оксид).
Электроотрицательность: 1,14 (по шкале Поллинга).
Теплопроводность: 16,5 Вт/(м·К).
Энергия ионизации: 1: 533,1 кДж/моль, 2: 1040 кДж/моль, 3: 2130 кДж/моль.
Радиус атома: 181 пикометр.

Химические свойства

Металлический неодим медленно тускнет на воздухе и легко горит при температуре около 150°C с образованием оксида неодима (III):

4Nd + 3O 2 → 2Nd 2 O 3

Это электроположительный элемент. Он медленно реагирует с холодной водой, но довольно быстро - с горячей, образуя гидроксид неодима (III):

2Nd(s) + 6H 2 O(l) → 2Nd(OH) 3 (aq) + 3H 2 (g)

Металл энергично вступает в реакцию со всеми галогенами, легко растворяется в разбавленной серной кислоте с образованием растворов, которые содержат фиолетовый ион Nd(III).

Производство

Неодим металлический никогда не встречается в природе как свободный элемент. Его добывают из таких руд, как бастнезит и монацит, в которых он связан с другими лантаноидами и прочими элементами. Основные районы добычи данных минералов находятся в Китае, США, Бразилии, Индии, Шри-Ланке и Австралии. Небольшие месторождения разведаны и в России.

Запасы неодима оцениваются примерно в 8 миллионов тонн. Его концентрация в коре Земли составляет около 38 мг/кг, что является вторым по величине среди редкоземельных элементов после церия. Мировое производство металла составляет порядка 7000 тонн. Основная часть производства принадлежит Китаю. Правительство КНР недавно признало элемент стратегически важным и ввело ограничения на его экспорт, вызвав некоторые опасения в странах-потребителях и спровоцировав резкое повышение цен на неодимы до 500$. Сегодня средняя цена за килограмм чистого металла варьируется в пределах 300-350$, оксиды неодима стоят дешевле: 70-130$.

Известны случаи, когда стоимость металла падала до 40$ по причине незаконной торговли в обход ограничений правительства Китая. Неопределенность ценообразования и доступности заставила японские компании разрабатывать постоянные магниты и связанные с ними электродвигатели с меньшим количеством редкоземельных элементов или вообще без них.

Неодим неоди́м

(лат. Neodymium), химический элемент III группы периодической системы, относится к лантаноидам. Название от греческого néos - новый и dídymos - близнец (празеодима) связано с историей открытия. Металл; плотность 6,908 г/см 3 , t пл 1016°C. Компонент сплавов (например, с Mg, Al или Ti) для самолёто- и ракетостроения, лазерных материалов.

НЕОДИМ

НЕОДИ́М (лат. Neodimium), Nd (читается «неодим»), химический элемент с атомным номером 60, атомная масса 144,24. Состоит из пяти изотопов 142 Nd (27,07%), 143 Nd (12,17%), 145 Nd (8,30%), 146 Nd (17,22%) и 148 Nd (5,78%) и радиоактивных изотопов 144 Nd (23,78%, период полураспада Т 1/2 = 5.10 15 лет) и 150 Nd (5,67%, период полураспада Т 1/2 = 2.10 15 лет). Конфигурация внешних электронных слоев 4s 2 p 6 d 10 f 4 5s 2 p 6 6s 2 . Степени окисления в соединениях +3 (валентность III), реже +4 и +2 (валентности IV и II).
Относится к редкоземелььным элементам (цериевая подгруппа лантаноидов). Расположен в группе III B в 6 периоде периодической системы.
Радиус нейтрального атома 0,182 нм, радиус иона Lu 3+ - 0,112-0,141 нм, иона Nd 2+ - 0,143- 0,149 нм. Энергии ионизации 5,49, 10,72, 22,1, 40,41 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 1,07.
История открытия
Неодим открыл в 1885 австрийский химик К. Ауэр фон Вельсбах (см. АУЭР фон ВЕЛЬСБАХ Карл) , который установил, что обнаруженный в 1839 году французским химиком К. Г. Мосандером (см. МОСАНДЕР Карл Густав) элемент дидим на самом деле представляет смесь двух элементов с близкими физическими и химическими свойствами, которым он дал названия неодим и празеодим (см. ПРАЗЕОДИМ) . История открытия неодима отражена в его названии (от греч. neos - новый и didymos - двойник).
Нахождение в природе
Неодим - один из наиболее распространенных редкоземелььных элементов. Содержание его в земной коре 2,5·10 -3 %, в морской воде 9,2·10 -6 мг/л. Входит в состав минералов бастнезит (см. БАСТНЕЗИТ) , монацит (см. МОНАЦИТ) и лопарит (см. ЛОПАРИТ) .
Получение
При разделении редкоземелььных 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 NdF 3 , NdCl 3 .
Физические и химические свойства
Неодим - светло-серый металл. Ниже 885°C устойчива a-модификация с гексагональной решеткой типа лантана, а = 0,36579 нм и с = 1,17002 нм, выше 885°C и до температуры плавления 1016°C - b-модификация с кубической решеткой типа a-Fe. Температура кипения 3027°C, плотность a-Nd 6,908 кг/дм 3 .
К окислению неодим менее устойчив, чем тяжелые лантаноиды. При нагревании на воздухе быстро окисляется, образуя оксид Nd 2 O 3 . Бурно реагирует с кипящей водой с выделением водорода и образованием гидроксида Nd(OH) 3:
2Nd + 6Н 2 O = 3Nd(OH) 3 + 3Н 2
При нагревании реагирует с галогенами, азотом, водородом, серой и другими неметаллами. Бурно реагирует с минеральными кислотами.
Оксид Nd 2 О 3 обладает основными свойствами, ему отвечает основание Nd(ОН) 3 средней силы. К растворимым в воде солям неодима относятся хлорид, нитрат, ацетат и сульфат, к плохо растворимым - оксалат, фторид, карбонат и фосфат.
Применение
Неодим - компонент мишметалла, легких сплавов с магнием (см. МАГНИЙ) и алюминием. (см. АЛЮМИНИЙ) Сплав неодима, железа (см. ЖЕЛЕЗО) и бора (см. БОР (химический элемент)) применяют для изготовления постоянных магнитов. Оксид и фосфат неодима - пигмент при варке цветного стекла, керамики. Оксид неодима Nd 2 О 3 используют при варке неодимового стекла (лазерный материал), служит добавкой при получении иттрий-алюминиевых гранатов.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Синонимы :

Смотреть что такое "неодим" в других словарях:

- (Neodimium), Nd, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 60, атомная масса 144,24; относится к редкоземельным элементам; металл. Неодим впервые получил австрийский химик К. Ауэр фон Вельсбах в 1885 … Современная энциклопедия

Неодим - (Neodimium), Nd, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 60, атомная масса 144,24; относится к редкоземельным элементам; металл. Неодим впервые получил австрийский химик К. Ауэр фон Вельсбах в 1885. … Иллюстрированный энциклопедический словарь

- (лат. Neodymium) Nd, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 60, атомная масса 144,24, относится к лантаноидам. Название от греческого neos новый и didymos близнец (празеодима) связано с историей открытия. Металл;… … Большой Энциклопедический словарь

- (символ Nd), серебристо желтый химический элемент, металл, относится к ЛАНТАНОИДАМ. Впервые был выделен в форме окиси в 1885 г. Чистый металл был получен в 1925 г. Встречается главным образом в монацитовых и бастнезитовых месторождениях.… … Научно-технический энциклопедический словарь