Химичен елемент · справочна страница

60Nd

Неодим

Неодим е химичен елемент с атомен номер 60 (Nd), разположен в период 6, група — и блок f. Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Електронната конфигурация е [Xe] 4f4 6s2.

Атомен номер60

Стандартна атомна маса144.242(3)

Група—

Период6

Блокf

Електронна конфигурация[Xe] 4f4 6s2

Електронна структура

Какво определя химичното поведение

Лантанидите се характеризират със запълване на подобвивката 4f. В химията им често доминира степента на окисление +3, а частично запълнените f орбитали придават на много от тях полезни магнитни и оптични свойства.

Тъй като 4f електроните са сравнително екранирани, съседните лантаниди имат много сходно химично поведение. Затова разделянето им един от друг е значително по-трудно от разделянето на елементи от различни основни групи.

Химични форми

Съединения, йони и материали

Лантанидите най-често се срещат като йони с заряд +3 в оксиди, халогениди и координационни съединения. Съединенията им често имат много сходна химия, а разликите във f-електронната структура пораждат характерни магнитни и луминесцентни свойства.

Физично поведение

Агрегатно състояние и фазови преходи

Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Посочената плътност е 7.01 g/cm³. Температурата на топене е 1 289 K (1 016 °C). Температурата на кипене е 3 347 K (3 074 °C). Налягането, чистотата и кристалната структура могат да променят измерените физични свойства.

Разпространение и приложения

Къде се среща неодим и за какво се използва

На практика неодим се среща в приложения като Магнити, Лазери, Високоговорители и Слушалки.

На практика

Конкретни примери за приложение

Магнити

Неодим се използва в магнитни материали, когато е необходим силен, стабилен или устойчив на температура магнетизъм.

Лазери

Неодим се използва в лазерни среди, оптични компоненти или за генериране на светлина с определена дължина на вълната.

Високоговорители

Силни постоянни магнити с неодим задвижват компактни високоговорители, като преобразуват електрическия ток в механично движение.

Слушалки

Постоянни магнити, съдържащи неодим, преобразуват електрически сигнали в движение в компактни високоговорители.

Положение в периодичната система

Какво показват съседните елементи

Неодим е в период 6. В показаната последователност на f блока той се намира между praseodymium и promethium. Тази последователност позволява пряко сравнение със съседните елементи от f блока.

Справочни данни

Физични и атомни свойства

Класификациялантанид

Агрегатно състояние при стайна температуратвърдо

Електронни слоеве2 · 8 · 18 · 22 · 8 · 2

Плътност7.01 g/cm³

Температура на топене1 289 K (1 016 °C)

Температура на кипене3 347 K (3 074 °C)

Електроотрицателност по Полинг1.14

Първа йонизационна енергия533.1 kJ/mol

Електронен афинитет184.9 kJ/mol

Стойностите се отнасят за елемента или за неутралния атом, когато това е приложимо. Физичните данни могат да зависят от алотропната форма, налягането и условията на измерване.

История

Откриване и идентифициране

Откриването на неодим се свързва с Carl Auer von Welsbach. Разпознаването на елемента, изолирането на чиста проба и определянето на съвременния му атомен номер не е задължително да са станали едновременно.

Изотопи и атомна маса

Как изотопният състав променя числените стойности

Стандартната атомна маса е 144.242(3). Тази стойност се отнася за изотопния състав на естествен земен материал, а не за масата на един конкретен атом.

Неодим има поне един стабилен изотоп. Различните изотопи имат еднакъв брой протони и затова принадлежат към един и същ химичен елемент, но се различават по броя на неутроните и атомната маса.

Безопасност

Работа и експозиция

Рисковете, свързани с неодим, зависят от химичната форма, дозата и пътя на експозиция. Чистият елемент, неговите йони и съединения могат да имат много различни биологични и екологични ефекти, затова данните за безопасност трябва да се проверяват за конкретното използвано вещество.