Neodym

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Eigenschaften

Praseodym - Neodym - Promethium

Nd
U

[Xe]4f⁴6s²

142

Periodensystem

Allgemein

Name, Symbol, Ordnungszahl Neodym, Nd, 60

Serie

Lanthanide

Gruppe, Periode, Block La, 6, f

Dichte, Mohshärte 6800 kg/m³, k. A.

Aussehen silbrig weiß,
gelblicher Farbton

Atomar

Atommasse 144,24(3)

Atomradius (berechnet) 185 (206) pm

Kovalenter Radius 164 pm

van der Waals-Radius -

Elektronenkonfiguration [Xe]4f⁴6s²

Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 22, 8, 2

Oxidationszustände (Oxide) 3 (leicht basisch)

Normalpotential -2,431 V (Nd³⁺ + 3e^- → Nd)

Kristallstruktur

Hexagonal

Physikalisch

Aggregatzustand fest

Magnetismus -

Schmelzpunkt 1297 K (1024 °C)

Siedepunkt 3373 K (3100 °C)

Molares Volumen 20,59 · 10^-6 m³/mol

Verdampfungswärme 273 kJ/mol

Schmelzwärme 7,14 kJ/mol

Dampfdruck 6,03 · 10^-3 Pa bei 2890 K

Schallgeschwindigkeit 2330 m/s bei 293,15 K

Verschiedenes

Elektronegativität 1,14 (Pauling-Skala)

Spezifische Wärmekapazität 190 J/(kg · K)

Elektrische Leitfähigkeit 1,57 · 10⁶ S/m

Wärmeleitfähigkeit 16,5 W/(m · K)

1. Ionisierungsenergie 533,1 kJ/mol

2. Ionisierungsenergie 1040 kJ/mol

3. Ionisierungsenergie 2130 kJ/mol

4. Ionisierungsenergie 3900 kJ/mol

Isotope

Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE M eV	ZP
¹⁴⁰Nd	{syn.}	3,37 d	ε	0,222	¹⁴⁰Pr
¹⁴¹Nd	{syn.}	2,49 h	ε	1,823	¹⁴¹Pr
¹⁴²Nd	27,13	¹⁴²Nd ist stabil mit 82 Neutronen
¹⁴³Nd	12,18	¹⁴³Nd ist stabil mit 83 Neutronen
¹⁴⁴Nd	23,8	2,29 · 10¹⁵ a	α	1,905	¹⁴⁰Ce
¹⁴⁵Nd	8,3	¹⁴⁵Nd ist stabil mit 85 Neutronen
¹⁴⁶Nd	17,19	¹⁴⁶Nd ist stabil mit 86 Neutronen
¹⁴⁷Nd	{syn.}	10,98 d	β^-	0,896	¹⁴⁷Pm
¹⁴⁸Nd	5,76	¹⁴⁸Nd ist stabil mit 88 Neutronen
¹⁴⁹Nd	{syn.}	1,728 h	β^-	1,691	¹⁴⁹Pm
¹⁵⁰Nd	5,64	1,1 · 10¹⁹ a	β^-β^-	3,367	¹⁵⁰Sm

NMR-Eigenschaften

	¹⁴³Nd	¹⁴⁵Nd
Kernspin	-7/2	-7/2
gamma / rad/T	1,455 · 10⁷	8,949 · 10⁶
Empfindlichkeit	0,00338	0,000786
Larmorfrequenz bei B = 4,7T	10,9 M Hz	6,69 M Hz

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Neodym

Neodym (Nomenklaturempfehlung war zeitweise: Neodymium) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Nd und der Ordnungszahl 60. Die Elementbezeichnung leitet sich von den griechischen Worten neos für „neu“ und didymos für „Zwilling“ ab. Das Element wird den Metallen der seltenen Erden zugeordnet.

[Bearbeiten] Geschichte

Neodym wurde zusammen mit Praseodym 1885 durch Carl F. Auer von Welsbach aus dem von Carl Gustav Mosander entdecktem Didym isoliert. Reines metallisches Neodym wurde erst 1925 dargestellt.

[Bearbeiten] Vorkommen

Neodym kommt natürlich nur in chemischen Verbindungen vergesellschaftet mit anderen Lanthaniden, vorzugsweise Mineralien, vor:

Monazit (Ce, La, Th, Nd, Y)PO₄
Bastnäsit ((Ce,La,Th,Nd,Y)(CO₃)F)

Mischmetall enthält bis zu 18 % Neodym.

Ein wichtiger Lieferant von Neodym ist China. Nachdem die Patente zu gesinterten Permanentmagneten auf Neodymbasis auslaufen, wird derzeit der Markt von billigen Magneten aus China überschwemmt.

[Bearbeiten] Gewinnung und Herstellung

Nach einer aufwendigen Abtrennung der anderen Neodymbegleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Neodymfluorid umgesetzt. Anschließend wird mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum Neodym reduziert. Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgen in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.

Die Herstellung durch Elektrolyse von Neodymhalogenen wird heute selten angewandt.

[Bearbeiten] Eigenschaften

Das silbrigweiß glänzende Metall gehört zu den Lanthanoiden und Metallen der Seltenen Erden. Es ist in Luft etwas korrosionsbeständiger als Europium, Lanthan, Cer oder Praseodym, bildet aber leicht eine rosaviolette Oxidschicht aus, die an Luft abblättert. In der Wärme verbrennt es zum Sesquioxid Nd₂O₃.
Mit Wasser reagiert es unter Bildung von Wasserstoff zum Neodymhydroxid Nd(OH)₃. Mit Wasserstoff setzt es sich zum Hydrid NdH₂ um. Neben der Hauptwertigkeit/Oxidationszahl 3 kommen unter besonderen Bedingungen auch die Oxidationszahlen 2 und 4 vor.

[Bearbeiten] Verwendung

Neodym-Eisen-Borverbindungen zur Herstellung stärkster Magnete. Sie werden genutzt für Kernspintomographen, Mikromotore und Festplatten (Positionierung der Schreib-/Leseköpfe), Dauermagnet-Rotoren (z. B. Schritt- und Servomotoren), hochwertige Lautsprecher und Kopfhörer. Gegenüber den Kobalt-Samarium-Magneten sind sie wesentlich preiswerter.
Neodymsalze zum Färben von Emaille
Blaue Porzellanfarbe
Neodymoxid zur Glasfärbung. Es erzeugt sehr warme violette bis weinrote und graue Töne. Solche Gläser besitzen scharfe Absorptionsbanden und werden in der Astronomie zum Kalibrieren benutzt.
Entfärben von eisenhaltigem Glas.
UV-absorbierende Gläser (Sonnenschutzglas)
Bestandteil des Neodym-YAG Lasers
Neodymoxiddotiertes Bariumtitanat für Kondensator-Dielektrikum.
wegen seiner pyrophoren Eigenschaften auch als Legierungspartner mit Cer in Feuersteinen

[Bearbeiten] Verbindungen

Neodym(III)oxid Nd₂O₃
Neodym(IV)oxid NdO₂
Neodymacetat Nd(C₂H₃O₂)₃
Neodymfluorid NdF₃
Neodymchlorid NdCl₃, wasserfrei
Neodymchlorid-Hexahydrat NdCl₃.6H₂O
Neodymbromid NdBr₃, wasserfrei, zwei Modifikationen
Neodymbromid-Hexahydrat NdBr₃.6H₂O
Neodym(II)bromid NdBr₂, nur wasserfrei
Neodym(II,III)bromid Nd₄Br₉, nur wasserfrei
Neodymjodid NdJ₃, wasserfrei
Neodymjodid-Nonahydrat NdJ₃.9H₂O

[Bearbeiten] Sonstige Stoffe

Neodym-Eisen-Bor (Nd₂Fe₁₄B) ist z.Z. der stärkste Werkstoff für Dauermagnete. Sie erreichen eine Remanenz von bis zu 1,4 Tesla. Die Koerzitivfeldstärke jHc schwankt im Bereich von 870 bis 2750 kA/m .

[Bearbeiten] Weblinks

Commons: Neodym – Bilder, Videos und/oder Audiodateien

Wiktionary: Neodym – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme und Übersetzungen

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Erdalkalimetalle

Lanthanoide

Actinoide

Übergangsmetalle

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Halbmetalle

Nichtmetalle

Halogene

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Neodym

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Inhaltsverzeichnis

[Bearbeiten] Geschichte

[Bearbeiten] Vorkommen

[Bearbeiten] Gewinnung und Herstellung

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