Химическая энциклопедия - неодим

(от греч. neos-новый и didymosблизнец, двойник; лат. Neodimium) Nd, хим. элемент III гр. периодич. системы; относится к редкоземельным элементам (цериевая подгруппа лантаноидов); ат. н. 60, ат. м. 144,24. Прир. смесь состоит из стабильных изотопов ¹⁴²Nd (27,07%), ¹⁴³Nd (12,17%), ¹⁴⁵Nd (8,30%), ¹⁴⁶Nd (17,22%), ¹⁴⁸Nd (5,78%) и радиоактивных изотопов ¹⁴⁴Nd (23,78%, Т 1/2 5^.10¹⁵ г), ^l50Nd (5,67%, T1/2 2^.10¹⁵ г). Конфигурация внеш. электронных оболочек атома 4s²4p⁶4d¹⁰4f⁴5s²5p⁶6s²; степень окисления + 3, +4, реже + 2; энергия ионизации при последоват. переходе от Nd⁰ к Nd⁴⁺ соотв. 5,49, 10,72, 22,14, 40,41 эВ; радиусы: атомный 0,182 нм, ионный (в скобках -координац. число) для Nd³⁺ 0,112 нм (6), 0,125 нм (8), 0,130 нм (9), 0,141 нм (12), для Nd²⁺ 0,143 нм (8), 0,149 нм (9).

Н.-один из наиб. распространенных РЗЭ. Содержание в земной коре 2,5^.10^-3% по массе, в морской воде 9,2^.10^-6 мг/л. Вместе с др. РЗЭ цериевой подгруппы содержится в минералах монацит, бестнезит (до 20% Nd2O3), лопарит.

Свойства. Н. -металл светло-серого цвета; до 885 °С существует a-модификация с гексагoн. решеткой типа La, а =0,36579 нм, с =1,17992 нм, z= 4, пространств. группа Р63/ттс; высокотемпературная b-форма-кубич. типа a-Fe, а= 0,413 нм, z = 2, пространств. группа Fm3m; DH перехода a<=>b 3,0 кДж/моль; т. пл. 1016 °С, т. кип. 3027 °С; плотн. a-Nd 6,908 г/см ³, b-Nd 6,80 г/см ³; С ⁰p >27,42 ДжДмольХК); DH⁰ пл 7,15 кДж/моль; S⁰ п298 71,68 ДжДмоль ^. К); давление пара 4,50^.10^-3 Па (1016°С): температурный коэф. линейного расширения 6,7-10~⁶ К , р 6,43-10:⁵ Ом-см; парамагнетик, магн. восприимчивость +5,628^.10^-3; ниже 20 К (точка Нееля)-антиферромагнетик; твердость по Бринеллю 350-450 МПа. Легко поддается "мех. обработке в атмосфере Аr. Н. более стоек к окислению воздухом, чем La, Се и Рr, но менее стоек, чем тяжелые РЗЭ. При нагр. на воздухе быстро окисляется. С минер. к-тами бурно реагирует, взаимод. с кипящей водой. Реагирует с галогенами, N2, H2, особенно при нагревании. В водных средах стабильны только соед. Nd(III). Известные соед. Nd(IY)-Cs3[NdF7] и Ba2(Ce,Nd)2O6. Получены дигалогениды NdX2.

Устойчивые комплексные соед. с полидентатными лиган-дами образует Nd(III) (координац. число 6-12). Комплексо-образование с монодентатными лигандами не характерно для Н.

Сесквиоксид Nd2O3 -голубовато-фиолетовые кристаллы с кубич. решеткой (а = 1,1140 нм, z =16, пространств. группа Ia3); известна гексагoн. модификац и я (а=0,3831 нм, с =0,6008 нм, z=1, пространств. группа С3т); т. пл. 2320 °С; плотн. 7,327 г/см ³; С ⁰p111,3 ДжДмоль ^. К); DH⁰ обр Ч 1808,3 кДж/моль; S⁰298 158,5 ДжДмоль ^. К); получают разложением Nd(NO3)3, Nd2(C2O4)3 или др. солей на воздухе обычно при 800-1000 °С. Временно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны 6 мг/м ³.

Т р и ф т о р и д NdF3 -бледно-ро з овые кристаллы с тригон. решеткой (пространств. группа Р3С1, z = 6, для гексагoн. установки а =0,7030 нм, с= 0,7200 нм); т. пл. 1377 °С, т. кип. 2300 °С; С ⁰p 94,9 ДжДмоль ^. К); DH⁰ обр 1679,0 кДж/моль; S⁰298 121,3 ДжДмоль ^. К); получают взаимод. Nd2O3 с HF-гa-зом при 700 °С, осаждением из водных р-ров солей Nd(III) действием HF, термич. разложением фтораммониевых комплексов при 400-500 °С в атмосфере Ar, N2 и др.; применяют для получения чистого Н. металлотермич. способом, как компонент лазерных фторидных материалов.

Т р и х л о р и д NdCl3 -розово-фиолетовые гигроскопичные кристаллы с гексагон. решеткой ( а =0,7381 нм, с= 0,4231 нм, z =2,пространств. группа С63/т); т. пл. 758 °С, т. кип. 1690 °С; С ⁰ р >99,24 ДжДмоль ^. К); DH⁰ обр1040,6 кДж/моль; S⁰298 153,0 ДжДмоль ^. К); с НВr и HI легко переходит в соответствующие тригалогениды; образует гидраты; получают взаимод. смеси Сl2 и ССl4 с Nd2O3 или Nd2(C2O4)3 выше 200 °С и др. способами; безводный NdCl3 применяют для получения металлического Н. металлотермич. способом. ЛД 50 4 г/кг (мыши, подкожно).

Получение. Н. при разделении РЗЭ концентрируется вместе с легкими лантаноидами и выделяется вместе с Рr; смесь соед. Рr(III) и Nd(III) наз. дидимом. Металлический Н. получают из безводных галогенидов электролизом их расплава или калышетермич. восстановлением. Электролиз расплава NdF3 или NdCl3 (с добавками галогенидов Li, К, Са, Ва) ведут при 1000 °С и катодной плотн. тока 4,7 А/см ²; материал анода и катода-графит.

Применение. Н. -компонент мишметалла, легирующая добавка к чугунам, сталям и др. сплавам, компонент легких сплавов на основе Mg и Аl. Перспективно использование сплава Nd-Fe-B для произ-ва мощных постоянных магнитов. Оксид и фосфат Н.-пигменты в произ-ве цветного стекла, фосфат-также для керамики; Nd2O3 компонент художеств. и оптич. стекла для фотометров и др. устройств, лазерных материалов на основе неодимового стекла, иттрий-алюминиевых гранатов и др.; перспективен для изготовления экранов цветных телевизоров как активатор като-долюминофоров на основе Y2O3.

Н. впервые получил К. Ауэр фон Вельсбах в 1885.

Лит. см. при ст. Редкоземельные элементы.

Л. И. Мартыненко, С. Д. Моисеев, Ю. М. Киселев.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия

Под ред. И. Л. Кнунянца

1988