عنصر كيميائي · صفحة مرجعية

60Nd

نيوديميوم

نيوديميوم عنصر كيميائي عدده الذري 60 ورمزه Nd. يقع في الدورة 6، المجموعة — ضمن القطاع f. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Xe] 4f4 6s2.

العدد الذري60

الكتلة الذرية القياسية144.242(3)

المجموعة—

الدورة6

القطاعf

التوزيع الإلكتروني[Xe] 4f4 6s2

البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

ينتمي نيوديميوم إلى اللانثانيدات، حيث يجري امتلاء تحت المستوى 4f تدريجياً. تكون حالة الأكسدة +3 شائعة، بينما تمنح إلكترونات f غير المزدوجة كثيراً من عناصر السلسلة خواص مغناطيسية وطيفية مميزة.

التوزيع الإلكتروني لـنيوديميوم هو [Xe] 4f4 6s2. إلكترونات 4f محجوبة نسبياً بالإلكترونات الخارجية، ولذلك تتشابه كيمياء اللانثانيدات المتجاورة، مع فروق دقيقة في نصف القطر والتوزيع الإلكتروني تؤثر في الفصل والأطياف والمغناطيسية.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

يُكوّن نيوديميوم غالباً أيونات في حالة الأكسدة +3 ضمن الأكاسيد والهاليدات والمعقدات التناسقية. تتشابه كيمياؤه مع اللانثانيدات المجاورة، بينما تضيف إلكترونات f فروقاً مهمة في المغناطيسية والأطياف واللون.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 7.01 g/cm³. نقطة الانصهار هي 1 297 K (1 024 °C). نقطة الغليان هي 3 347 K (3 074 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد نيوديميوم وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر نيوديميوم في تطبيقات مرتبطة بـمغناطيسات، ليزر، مكبرات صوت وسماعات رأس. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

مغناطيسات

يُستخدم نيوديميوم في مواد مغناطيسية عندما تكون هناك حاجة إلى مغناطيسية قوية أو مستقرة أو مقاومة للحرارة.

ليزر

يُستخدم نيوديميوم في أوساط الليزر والمكونات البصرية أو لإنتاج ضوء عند أطوال موجية محددة.

مكبرات صوت

تنتج المغناطيسات الدائمة القائمة على النيوديميوم حقولاً مغناطيسية قوية بحجم صغير، لذلك تدخل في المحركات ومكبرات الصوت وسماعات الرأس وأجهزة أخرى.

سماعات رأس

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع نيوديميوم في الدورة 6 ضمن سلسلة القطاع f. العناصر المجاورة المعروضة هي: سيريوم؛ براسيوديميوم؛ بروميثيوم؛ ساماريوم. وتساعد المقارنة على امتداد السلسلة في تتبع التغير التدريجي في نصف القطر والتوزيع الإلكتروني وحالات الأكسدة والخواص المغناطيسية أو البصرية.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيفلانثانيد

الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب

الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 18 · 22 · 8 · 2

الكثافة7.01 g/cm³

نقطة الانصهار1 289 K (1 016 °C)

نقطة الغليان3 347 K (3 074 °C)

الكهرسلبية على مقياس باولنغ1.14

طاقة التأين الأولى533.1 kJ/mol

الألفة الإلكترونية184.9 kJ/mol

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف نيوديميوم بأعمال كارل أوير فون فلسباخ. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

الكتلة الذرية القياسية المدرجة لـنيوديميوم هي 144.242(3). تمثل هذه القيمة تركيب النظائر في المواد الطبيعية على الأرض، لا كتلة ذرة واحدة بعينها.

لـنيوديميوم نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.

السلامة

المناولة والتعرض

تعتمد مخاطر نيوديميوم على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.