Chemisches Element · Referenzseite

60Nd

Neodym

Neodym ist Element 60 (Nd) in Periode 6, Gruppe — und im f-Block. Bei Raumtemperatur ist der Referenzzustand fest. Die Elektronenkonfiguration lautet [Xe] 4f4 6s2.

Ordnungszahl60

Standard-Atomgewicht144.242(3)

Gruppe—

Periode6

Blockf

Elektronenkonfiguration[Xe] 4f4 6s2

Elektronenstruktur

Was seine Chemie bestimmt

Bei den Lanthanoiden wird vor allem die 4f-Unterschale aufgefüllt. Die Oxidationsstufe +3 dominiert einen großen Teil ihrer Chemie, während teilweise besetzte f-Orbitale besondere magnetische und optische Eigenschaften erzeugen.

Die Konfiguration [Xe] 4f4 6s2 zeigt f-Elektronen, die vergleichsweise stark abgeschirmt sind. Deshalb ähneln sich benachbarte Lanthanoide chemisch sehr stark und sind oft schwierig voneinander zu trennen.

Chemische Formen

Verbindungen, Ionen und Materialien

Neodym bildet vor allem Verbindungen mit der Oxidationsstufe +3, darunter Oxide, Halogenide und Koordinationsverbindungen. Unterschiede in der f-Elektronenstruktur führen zu elementabhängigen magnetischen und lumineszenten Eigenschaften.

Physikalisches Verhalten

Aggregatzustand und Phasenübergänge

Der Referenzzustand von Neodym bei Raumtemperatur ist fest. Zu den angegebenen Stoffdaten gehören Dichte: 7.01 g/cm³; Schmelzpunkt: 1 289 K (1 016 °C); Siedepunkt: 3 347 K (3 074 °C). Messwerte können von Reinheit, Druck, Kristallstruktur oder allotroper Form abhängen.

Vorkommen und Anwendungen

Wo Neodym vorkommt und wofür es verwendet wird

Neodym kommt in natürlichen Rohstoffen, Mineralen oder chemischen Verbindungen vor und wird technisch unter anderem in Bereichen wie Magnete, Laser und Lautsprecher eingesetzt.

In der Praxis

Konkrete Anwendungsbeispiele

Magnete

Neodym ist Bestandteil bestimmter Magnetwerkstoffe, bei denen seine Elektronenstruktur zu einer starken und technisch nutzbaren Magnetisierung beiträgt.

Laser

Neodym wird in bestimmten Lasermedien oder optischen Komponenten genutzt, wenn definierte elektronische Übergänge Licht geeigneter Wellenlängen erzeugen.

Lautsprecher

Im Bereich „Lautsprecher“ wird Neodym in einer geeigneten chemischen Form oder als Werkstoff eingesetzt. Welche Eigenschaft genutzt wird, hängt vom konkreten Material und vom technischen Zweck ab.

Kopfhörer

Im Bereich „Kopfhörer“ wird Neodym in einer geeigneten chemischen Form oder als Werkstoff eingesetzt. Welche Eigenschaft genutzt wird, hängt vom konkreten Material und vom technischen Zweck ab.

Position im Periodensystem

Was die Nachbarelemente zeigen

Neodym steht in Periode 6, Gruppe — und im f-Block. Im dargestellten Ausschnitt liegen links davon Cer, Praseodym; rechts davon Promethium, Samarium. Solche Vergleiche zeigen, welche Eigenschaften sich innerhalb einer Periode oder Gruppe regelmäßig verändern und welche Besonderheiten das Element selbst besitzt.

Referenzdaten

Physikalische und atomare Eigenschaften

KlassifikationLanthanoid

Aggregatzustand bei RaumtemperaturFest

Elektronenschalen2 · 8 · 18 · 22 · 8 · 2

Dichte7.01 g/cm³

Schmelzpunkt1 289 K (1 016 °C)

Siedepunkt3 347 K (3 074 °C)

Pauling-Elektronegativität1.14

Erste Ionisierungsenergie533.1 kJ/mol

Elektronenaffinität184.9 kJ/mol

Die Werte beziehen sich, soweit anwendbar, auf das Element oder das neutrale Atom. Stoffdaten können von allotroper Form, Druck, Reinheit und Messbedingungen abhängen.

Geschichte

Entdeckung und Identifizierung

Die Entdeckung beziehungsweise Identifizierung von Neodym wird mit Carl Auer von Welsbach verbunden. Entdeckung, Isolierung einer reinen Probe und Einordnung über die moderne Ordnungszahl erfolgten historisch nicht immer im selben Schritt.

Isotope und Atomgewicht

Wie die Isotopenzusammensetzung die Zahlen verändert

Das Standard-Atomgewicht beträgt 144.242(3). Es beschreibt die mittlere natürliche Isotopenzusammensetzung terrestrischen Materials und nicht die Masse eines einzelnen Atoms.

Isotope von Neodym besitzen dieselbe Protonenzahl, unterscheiden sich aber in der Zahl der Neutronen. Dadurch ändern sich Atommasse und bei radioaktiven Isotopen auch Kernstabilität und Halbwertszeit.

Sicherheit

Umgang und Exposition

Die Gefährdung durch Neodym hängt von chemischer Form, Dosis und Aufnahmeweg ab. Element, Ionen und Verbindungen können biologisch sehr unterschiedlich wirken; maßgeblich sind die Sicherheitsdaten der tatsächlich verwendeten Substanz.