Neodym

Neodym (chemisches Symbol Nd, Ordnungszahl 60) ist ein silbriges metallisches Element, das Mitglied der Lanthanidreihe chemischer Elemente ist. Es gilt als eines der“ Seltenerdmetalle“, ist aber im Vergleich zur Fülle anderer Metalle nicht selten. Es macht etwa 38 Teile pro Million (ppm) der Erdkruste aus.

Vorkommen

Neodym findet sich in der Natur nicht als freies Element, sondern in Erzen wie Monazitsand ((Ce,La,Th,Nd,Y)PO4) und Bastnasit ((Ce,La,Th,Nd,Y)(CO3)F), die geringe Mengen verschiedener Seltenerdmetalle enthalten., Neodym kann auch in Mischmetall gefunden werden, einer Legierung von Seltenerdelementen in einer Reihe natürlich vorkommender Anteile. Sein Anteil an Mischmetall kann bis zu 18 Prozent betragen. Es ist jedoch schwierig, Neodym von anderen Seltenerdelementen zu trennen.

Geschichte

Neodym wurde 1885 von Baron Carl Auer von Welsbach, einem österreichischen Chemiker, in Wien entdeckt. Er analysierte das als Didymium bekannte Material und trennte die Elemente Neodym und Praseodym davon. Neodym wurde jedoch erst 1925 in relativ reiner Form isoliert., Der Name Neodym leitet sich von den griechischen Wörtern neos ab, was „neu“ bedeutet, und Didymos, was „Zwilling“ bedeutet.“

Heute wird Neodym hauptsächlich durch einen Ionenaustauschprozess von Monazitsand ((Ce,La,Th,Nd,Y)PO4), einem Material, das reich an Seltenerdelementen ist, und durch Elektrolyse seiner Halogenidsalze gewonnen.

Bemerkenswerte Eigenschaften

Neodym ist ein inneres Übergangsmetall (oder Lanthanid), das in Periode 6 des Periodensystems zwischen Praseodym und Promethium liegt., Es hat einen hellen, silbrigen metallischen Glanz,aber als eines der reaktiveren Seltenerdmetalle trübt es schnell in der Luft. Der Anlaufprozess beinhaltet die Bildung einer Oxidschicht, die abfällt und das Metall einer weiteren Oxidation aussetzt.

Isotope

Natürlich vorkommendes Neodym besteht aus 5 stabilen Isotopen-142Nd, 143Nd, 145Nd, 146Nd und 148Nd—und 2 Radioisotopen, 144Nd und 150Nd. Das am häufigsten vorkommende stabile Isotop ist 142Nd, mit einer natürlichen Fülle von 27.2 Prozent.

Viele Radioisotope von Neodym wurden charakterisiert., Die langlebigsten sind 150Nd, mit einer Halbwertszeit (T½) von >1.1×1019 Jahre; 144Nd, mit einer Halbwertszeit von 2.29×1015 Jahren; und 147Nd, mit einer Halbwertszeit von 10.98 Tagen. Alle verbleibenden radioaktiven Isotope haben Halbwertszeiten von weniger als 3,38 Tagen, und die meisten von ihnen haben Halbwertszeiten von weniger als 71 Sekunden. Dieses Element hat auch 4 Metazustände.,

Verbindungen

Neodym-Verbindungen umfassen Folgendes:

Anwendungen

• Neodym ist ein Bestandteil von Didymiumglas, aus dem spezielle Schutzbrillen für Schweißer und Glasbläser hergestellt werden.

• Neodym-Farbglas in zarten Farbtönen, von purpurviolett über weinrot bis Warmgrau. Licht, das durch ein solches Glas übertragen wird, zeigt ungewöhnlich scharfe Absorptionsbänder. Das Glas wird in astronomischen Arbeiten verwendet, um scharfe Bänder zu erzeugen, mit denen Spektrallinien kalibriert werden können., Neodym wird auch verwendet, um die grüne Farbe zu entfernen, die durch Eisenverunreinigungen aus Glas verursacht wird.

• Neodym-Salze werden als Farbstoffe für Emails verwendet.

• Neodym wird mit Eisen und Bor kombiniert, um die stärksten bekannten Permanentmagnete, auch NIB-Magnete genannt, herzustellen. Ihre chemische Formel ist Nd2Fe14B. Sie sind billiger, leichter und stärker als Samarium-Kobalt-Magnete., Neodym-Magnete kommen in hochwertigen Produkten wie Mikrofonen, professionellen Lautsprechern, In-Ear-Kopfhörern und Computerfestplatten vor, bei denen geringe Masse, geringe Lautstärke oder starke Magnetfelder erforderlich sind.Es wurde berichtet, dass

• Nd3+ das Pflanzenwachstum fördert, wahrscheinlich aufgrund von Ähnlichkeiten mit Ca2+. Verbindungen von Seltenerdelementen werden in China häufig als Düngemittel verwendet.

• Die Größe und Stärke eines Vulkanausbruchs kann durch Scannen nach Neodym-Isotopen vorhergesagt werden., Die Neodym-Isotopenzusammensetzung vulkanischer Lava bietet einen Maßstab für die Größe eines bevorstehenden Vulkanausbruchs. Wissenschaftler können diese Informationen daher verwenden, um die Größe eines bevorstehenden Ausbruchs vorherzusagen und die Bewohner der Region zu warnen.

• Bestimmte transparente Materialien mit einer geringen Konzentration von Neodym-Ionen können in Lasern als Verstärkungsmedien für Infrarotwellenlängen (1054-1064 nm) verwendet werden. Beispiele für diese Materialien sind Neodym-dotierter Yttrium-Aluminiumgranat (Nd:YAG), Yttrium-Lithiumfluorid (Nd:YLF) und Yttriumorthovanadat (Nd:YVO4).,

• Neodym-Glas (Nd:Glas) Festkörperlaser werden in Mehrstrahlsystemen mit extrem hoher Leistung (Terawattskala) und hoher Energie (Megajoule) für die Inertialeinschlussfusion eingesetzt.

Vorsichtsmaßnahmen

Neodym-Metallstaub ist eine Verbrennungs-und Explosionsgefahr.

Neodym-Verbindungen sind, wie alle Seltenerdmetalle, von geringer bis mäßiger Toxizität; Ihre Toxizität wurde jedoch nicht gründlich untersucht. Neodym-Staub und Salze sind sehr reizend für die Augen und Schleimhäute und mäßig reizend für die Haut., Das Einatmen des Staubes kann Lungenembolien verursachen und akkumulierte Exposition schädigt die Leber. Neodym wirkt auch als Antikoagulans, insbesondere wenn es intravenös verabreicht wird.

Neodym-Magnete wurden für medizinische Zwecke wie magnetische Zahnspangen und Knochenreparatur getestet, aber Biokompatibilitätsprobleme haben eine weit verbreitete Anwendung verhindert.

Siehe auch

• Chemisches Element
• Inneres Übergangsmetall
• Metall
• Periodensystem
• Neodym-Magnet (NIB oder NdFeB)

Hinweise

• „Neodym“ Los Alamos National Laboratory Chemistry Division. Aktualisiert: 08.02.16-15: 09

• Chang, Raymond. 2006. Chemie. 9.Aufl. New York: McGraw-Hill Wissenschaft/Technik / Mathematik. ISBN 0073221031.

• Cotton, F. Albert, und Wilkinson, Geoffrey. 1980. Fortgeschrittene anorganische Chemie. 4th ed. New York: Wiley. ISBN 0-471-02775-8.

• Stwertka, Albert. 1998. Leitfaden für die Elemente. Rev. ed. Oxford, UK: Oxford University Press., ISBN 0-19-508083-1.

Alle Links abgerufen November 15, 2018.

• WebElements.com – Neodym.
• Es ist Elementar-Neodym.

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