Jaksollinen järjestelmä›Alkuaineet›Neodyymi

Alkuaine · viitesivu

60Nd

Neodyymi

Neodyymi on järjestysluvun 60 alkuaine (Nd). Se sijaitsee jaksossa 6, ryhmässä — ja f-lohkossa. Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Elektronikonfiguraatio on [Xe] 4f4 6s2.

Järjestysluku60

Standardiatomipaino144.242(3)

Ryhmä—

Jakso6

Lohkof

Elektronikonfiguraatio[Xe] 4f4 6s2

Elektronirakenne

Mikä ohjaa kemiallista käyttäytymistä

Lantanoidien 4f-alakuori täyttyy jakson edetessä. Hapetusluku +3 on tavallinen, mutta f-elektronit tuottavat huomattavia eroja magneettisiin ja optisiin ominaisuuksiin.

Tämän atomin elektronikonfiguraatio on [Xe] 4f4 6s2. 4f-elektronit ovat osittain ulompien elektronien suojaamia, minkä vuoksi vierekkäisten lantanoidien kemia voi olla hyvin samankaltaista.

Kemialliset muodot

Yhdisteet, ionit ja materiaalit

Lantanoidit esiintyvät usein +3-ioneina oksideissa, halogenideissa ja koordinaatioyhdisteissä. Niiden kemia on keskenään hyvin samankaltaista, vaikka f-elektronit tuottavat eroja magneettisiin ja optisiin ominaisuuksiin.

Fysikaalinen käyttäytyminen

Olomuoto ja faasimuutokset

Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Ilmoitettu tiheys on 7.01 g/cm³. Sulamispiste on 1 289 K (1 016 °C). Kiehumispiste on 3 347 K (3 074 °C). Paine, puhtaus ja kiderakenne voivat vaikuttaa mitattuihin fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Esiintyminen ja käyttö

Missä alkuainetta esiintyy ja käytetään

Käytännössä neodyymi liittyy erityisesti seuraaviin yhteyksiin: magneetit, laserit, kaiuttimet ja kuulokkeet.

Käytännössä

Konkreettisia käyttökohteita

Magneetit

Yksi käytännön yhteys on magneetit. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Laserit

Neodyymi-alkuaineeseen perustuvia ioneja tai materiaaleja käytetään joissakin lasereissa, joissa niiden energiatasot tuottavat halutun aallonpituuden.

Kaiuttimet

Neodyymiä sisältävät voimakkaat kestomagneetit muuttavat sähköisen signaalin mekaaniseksi liikkeeksi pienikokoisissa kaiuttimissa.

Kuulokkeet

Neodyymimagneetit mahdollistavat pienet ja voimakkaat kuuloke-elementit, joissa sähköinen signaali muutetaan kalvon liikkeeksi.

Paikka jaksollisessa järjestelmässä

Mitä naapurialkuaineet kertovat

Neodyymi sijaitsee jaksossa 6 ja ryhmässä 3. Todelliset naapurialkuaineet auttavat vertaamaan atomikokoa, ionisaatioenergiaa, elektronirakennetta ja sidostapoja jaksollisen järjestelmän sisällä. Tässä lähialueessa näkyvät esimerkiksi Cerium, Praseodyymi, Prometium, Samarium.

Viitearvot

Fysikaaliset ja atomitason ominaisuudet

Luokituslantanoidi

Olomuoto huoneenlämmössäkiinteä

Elektronikuoret2 · 8 · 18 · 22 · 8 · 2

Tiheys7.01 g/cm³

Sulamispiste1 289 K (1 016 °C)

Kiehumispiste3 347 K (3 074 °C)

Paulingin elektronegatiivisuus1.14

Ensimmäinen ionisaatioenergia533.1 kJ/mol

Elektroniaffiniteetti184.9 kJ/mol

Arvot kuvaavat alkuainetta tai neutraalia atomia silloin, kun se on tarkoituksenmukaista. Fysikaaliset arvot voivat riippua allotroopista, paineesta ja mittausolosuhteista.

Historia

Löytäminen ja tunnistaminen

Tämän alkuaineen löytäminen yhdistetään henkilöön tai ryhmään Carl Auer von Welsbach. Uuden alkuaineen tunnistaminen, puhtaan näytteen eristäminen ja myöhempi järjestyslukuun 60 perustuva luokittelu eivät aina tapahtuneet samanaikaisesti.

Isotoopit ja atomipaino

Miten isotooppikoostumus vaikuttaa lukuihin

Standardiatomipaino on 144.242(3). Se kuvaa luonnollisen maanpäällisen aineen isotooppikoostumuksen painotettua keskiarvoa, ei yhden tietyn atomin massaa.

Tällä alkuaineella on vähintään yksi pysyvä isotooppi. Isotoopeilla on sama protonien määrä mutta eri neutronien määrä, joten ne ovat sama alkuaine mutta niiden atomimassat eroavat.

Turvallisuus

Käsittely ja altistuminen

Turvallisuus riippuu kemiallisesta muodosta, annoksesta ja altistusreitistä. Puhdas alkuaine, ionit ja yhdisteet voivat vaikuttaa elimistöön ja ympäristöön hyvin eri tavoin, joten käytettävän aineen omat turvallisuustiedot on tarkistettava.