60 Nd 144.242

Неодим

Лантаноид Neodymium твёрдое

[Xe] 4f⁴ 6s² · 2 · 8 · 18 · 22 · 8 · 2

← Pr Празеодим Pm Прометий →

Элемент самых сильных постоянных магнитов, когда-либо созданных. Неодим-железо-бор дал возможность сделать компактными наушники, жёсткие диски, электромоторы и ветрогенераторы.

3D-модель

Модель Бора: ядро и электронные оболочки по конфигурации. Валентные электроны подсвечены.

Тяните, чтобы вращать; колесо — масштаб

Атомные свойства

Атомный номер: 60
Атомная масса: 144.242 а.е.м.
Электронная конфигурация: [Xe] 4f⁴ 6s²
Электроны по оболочкам: 2 · 8 · 18 · 22 · 8 · 2
Блок: f-блок
Группа: нет данных
Период: 6
Электроотрицательность (Полинг): 1.14
Электроотрицательность (Аллен): 1.09
Атомный радиус: 229 pm
Ковалентный радиус: 201 pm
Ван-дер-ваальсов радиус: 229 pm
1-я энергия ионизации: 533.1 kJ/mol
2-я энергия ионизации: 1 040 kJ/mol
3-я энергия ионизации: 2 130 kJ/mol
4-я энергия ионизации: 3 900 kJ/mol
Сродство к электрону: 50 kJ/mol
Характерные степени окисления: +3
Степени окисления: +2, +3, +4

Физические свойства

Состояние при 25 °C: твёрдое
Плотность: 7.01 g/cm³
Температура плавления: 1 297 K · 1 023.9 °C
Температура кипения: 3 347 K · 3 073.9 °C
Скорость звука: 2 330 m/s

Тепловые свойства

Теплота плавления: 7.14 kJ/mol
Теплота испарения: 289 kJ/mol
Удельная теплоёмкость: 0.19 J/(g·K)
Теплопроводность: 16.5 W/(m·K)

Механические свойства

Модуль Юнга: 41.4 GPa
Модуль сдвига: 16.3 GPa
Модуль объёмного сжатия: 31.8 GPa
Коэффициент Пуассона: 0.28
Твёрдость по Моосу: нет данных
Твёрдость по Бринеллю: 265 MPa

Электрические и магнитные свойства

Удельное сопротивление: 643 nΩ·m
Магнитный тип: антиферромагнетик
Точка Кюри: нет данных
Точка Нееля: 19 K
Температура сверхпроводимости: нет данных

Кристаллическая структура

Кристаллическая решётка: гексагональная плотноупакованная (ГПУ)
Параметры решётки: a = 365.8 pm · c = 1 179.7 pm

Распространённость

В земной коре: 41.5 mg/kg
В океане: 2.8·10⁻⁶ mg/L
Во Вселенной: 1 mg/kg
В теле человека: 0 mg/kg

Изотопы

Изотоп	Распространённость	Период полураспада	Тип распада
¹⁴²Nd	27.152 %	стабилен	—
¹⁴³Nd	12.174 %	стабилен	—
¹⁴⁴Nd	23.798 %	2.282·10⁶ млрд лет	α
¹⁴⁵Nd	8.293 %	стабилен	—
¹⁴⁶Nd	17.189 %	стабилен	—
¹⁴⁸Nd	5.756 %	стабилен	—
¹⁵⁰Nd	5.638 %	стабилен	—

Самарий-неодимовый метод датирования по распаду самария-147 применяется для самых древних пород Земли и лунных образцов.

Открытие

Год открытия: 1885
Кто открыл: Карл Ауэр фон Вельсбах
Где: Австрия
Происхождение названия: от греческого «neos didymos» — новый близнец

История

Ауэр фон Вельсбах в 1885 году разделил «дидим» Мосандера на два элемента и назвал один из них «новым близнецом». Магниты Nd-Fe-B появились почти через сто лет — в 1984 году.

Где встречается

41,5 мг/кг коры — распространённее кобальта. Главные источники — бастнезит и монацит.

Как получают

Экстракционным разделением редкоземельных концентратов, затем электролизом расплавленных фторидов. Свыше 80 % мирового производства сосредоточено в Китае.

Роль в живой природе

Биологической роли нет.

Безопасность

Малотоксичен, но мощные неодимовые магниты опасны механически: они защемляют пальцы, а проглоченные детьми магниты притягиваются через стенки кишечника и вызывают перфорацию.

Применение

Магниты Nd-Fe-B: электромоторы, генераторы ветряков, динамики, приводы жёстких дисков
Неодимовые лазеры Nd:YAG — рабочая лошадка промышленной резки и медицины
Стекло для сварочных очков и художественное стекло, меняющее цвет при разном освещении
Керамические конденсаторы

Любопытные факты

Один современный ветрогенератор содержит до 600 кг неодимовых магнитов.
Неодимовое стекло меняет цвет с сиреневого на голубоватый в зависимости от источника света — редчайший эффект александритоподобной смены оттенка.
Магниты Nd-Fe-B в тридцать раз сильнее ферритовых при том же объёме.
Изобретатели неодимовых магнитов работали в Японии и США одновременно и опубликовались на одной конференции в 1984 году.