Neodym
Neodym ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Nd und der Ordnungszahl 60.
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| Allgemein | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 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 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomgewicht | 144.24(3) amu | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 185 (206) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | k.A. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| van der Waals-Radius | k.A. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [Xe]4f46s² | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| e- 's pro Energieniveau | 2, 8, 18, 22, 8, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände (Oxid) | 3 (leicht basisch) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | Hexagonal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand (Magnetismus) | fest (__) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 1297 K (1024°C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 3373 K (3100°C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molares Volumen | 20.59 ×10-3 m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungswärme | 273 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzwärme | 7.14 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dampfdruck | 6.03E-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/m Ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stabilste Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| NMR-Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| SI-Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt, sofern nicht anders angegeben. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Eigenschaften und Verhalten
Das silbrigweiß glänzende Metall ist eines der reaktiveren Seltenen Erdmetalle. In Luft läuft es schnell an. Die sich bildende Oxidschicht schützt nicht vor weiterer Oxidation, da sie abplatzt. In der Wärme verbrennt es zum Sesquioxid Nd2O3.
Mit Wasser reagiert es unter Bildung von Wasserstoff zum Neodymhydroxid Nd(OH)3. Mit Wasserstsoff setzt es sich zum Hydrid NdH2um.
Anwendungen
- Neodym-Eisen-Borverbindungen zur Herstellung stärkster Magnete. Sie werden genutzt für Kernspin-Tomografen, Mikromotore und Festplatten (Positionierung der Schreib-/Leseköpfe). Gegenüber den Samarium-Cobalt-Magneten sind sie wesentlich preiswerter.
- Neodymsalze zum Färben von [[Email]
- Blaue Porzellanfarbe
- Neodymoxid zur Glasfärbung
Es erzeugt sehr warme violette bis weinrote und graue Töne. Solche Gläser besitzen scharfe Absorbtionsbanden und werden in der Astronomie zum Kalibrieren benutzt. - Entfärben von eisenhaltigem Glas.
- UV-absorbiernde Gläser (Sonnenschutzglas)
- Laserwerkstoff Neodym-YAG
- Neodymoxiddotiertes Bariumtitanant für Kondensator-Dielektrikum.
Geschichte
Neodym wurde zusamen mit Praseodym 1885 durch Carl F. Auer von Welsbach aus dem von Mosander entdecktem Didym isoliert. Reines metallisches Neodym wurde erst 1925 dargestellt. Die Elementbezeichnung leitet sich von den griechischen Worten neos für neu und didymos für Zwilling ab.
Vorkommen
Neodym kommt natürlich nur in chemischen Verbindungen vergesellschaftet mit anderen Lanthaniden, vorzugsweise Mineralien, vor:
- Monazit (Ce, La, Th, Nd, Y)PO4
- Bastnosite? ((Ce,La,Th,Nd,Y)(CO3)F)
Mischmetall enthält bis zu 18% Neodym.
Herstellung
Nach einer aufwändigen 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 Darstellung durch Elektrolyse von Neodymhalogenen wird heute selten angewandt.
Verbindungen
- Neodymoxid Nd2O3
Isotope
Vorsichtsmaßnahmen
Neodym und seine Verbindungen sind hochgiftig. Weiterhin sind die Verbindungen haut- und augenschädigend.
Metallstaub ist feuer- und explosiongefährlich.