Neodym


Neodym
Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Neodym, Nd, 60
Serie Lanthanoide
Gruppe, Periode, Block La, 6, f
Aussehen silbrigweiß, gelblicher Farbton
CAS-Nummer 7440-00-8
Massenanteil an der Erdhülle 22 ppm[1]
Atomar [2]
Atommasse 144,24 u
Atomradius (berechnet) 185 (206) pm
Kovalenter Radius 201 pm
Elektronenkonfiguration [Xe] 4f4 6s2
1. Ionisierungsenergie 533,1 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1040 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2130 kJ/mol
Physikalisch [2]
Aggregatzustand fest
Kristallstruktur hexagonal
Dichte 7,003 g/cm3(25 °C)[3]
Magnetismus paramagnetisch (χm = 3,6 · 10−3)[4]
Schmelzpunkt 1297 K (1024 °C)
Siedepunkt 3373 K (3100 °C)
Molares Volumen 20,59 · 10−6 m3/mol
Verdampfungswärme 285 kJ/mol
Schmelzwärme 7,1 kJ/mol
Schallgeschwindigkeit 2330 m/s bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität 190 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 1,56 · 106 A/(V · m)
Wärmeleitfähigkeit 17 W/(m · K)
Chemisch [2]
Oxidationszustände 3 , 4
Normalpotential −2,32 V
(Nd3+ + 3 e → Nd)
Elektronegativität 1,14 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE (MeV) ZP
142Nd

27,13 %

Stabil
143Nd

12,18 %

Stabil
144Nd

23,8 %

2,29 · 1015 a α 1,905 140Ce
145Nd

8,3 %

Stabil
146Nd

17,19 %

Stabil
147Nd

{syn.}

10,98 d β 0,896 147Pm
148Nd

5,76 %

Stabil
149Nd

{syn.}

1,728 h β 1,691 149Pm
150Nd

5,64 %

1,1 · 1019 a ββ 3,367 150Sm
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
  Spin γ in
rad·T−1·s−1
Er(1H) fL bei
B = 4,7 T
in MHz
143Nd 7/2 −1,457 · 107 5,45
145Nd 7/2 −0,898 · 107 3,36
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [5]
07 – Achtung

Achtung

H- und P-Sätze H: 315-319-335
EUH: keine EUH-Sätze
P: 261-​305+351+338 [5]
Gefahrstoffkennzeichnung [6]
Leichtentzündlich Reizend
Leicht-
entzündlich
Reizend
(F) (Xi)
R- und S-Sätze R: 11-36/37/38
S: 16-26-33-36/37/39
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Neodym (Nomenklaturempfehlung war zeitweise: Neodymium) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Nd und der Ordnungszahl 60. Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Lanthanoide und zählt damit auch zu den Metallen der seltenen Erden. Die Elementbezeichnung leitet sich von den griechischen Worten νέος neos für „neu“ und δίδυμος didymos für „Zwilling“ (als Zwilling von Lanthan) ab.

Das Metall wird vor allem für starke Magnete verwendet.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Neodym

Neodym wurde zusammen mit Praseodym 1885 durch Carl F. Auer von Welsbach aus dem von Carl Gustav Mosander entdeckten Didym isoliert. Reines metallisches Neodym wurde erst 1925 dargestellt.

Vorkommen

Neodym kommt in natürlicher Form nur in chemischen Verbindungen vergesellschaftet mit anderen Lanthanoiden, vorzugsweise Mineralien, vor:

Mischmetall enthält bis zu 18 % Neodym.

Der wichtigste Lieferant mit 97 % der Weltproduktion ist China.[7] Das führt dort zu erheblichen Umweltproblemen. „Bei der Trennung des Neodyms vom geförderten Gestein entstehen giftige Abfallprodukte, außerdem wird radioaktives Uran und Thorium beim Abbauprozess freigesetzt. Diese Stoffe gelangen zumindest teilweise ins Grundwasser, kontaminieren so Fauna und Flora erheblich und werden für den Menschen als gesundheitsschädlich eingestuft.“ berichtet das ARD-Fernsehmagazin Panorama.[8]
Weitere wirtschaftlich verwertbare Vorkommen finden sich in Australien.

Gewinnung und Herstellung

Nach einer aufwändigen Abtrennung der Neodymbegleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zu Neodymfluorid umgesetzt und anschließend mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zu Neodym reduziert. Calciumreste und Verunreinigungen trennt man in einer Umschmelzung im Vakuum ab. Die Herstellung durch Elektrolyse von Neodymhalogeniden wird heute selten angewandt.

Die chinesische Regierung hat angekündigt, schärfere Umweltauflagen einzuführen und stärker gegen illegale Minen vorzugehen. Anfang Juni 2011 scheint es zu einer ersten Umsetzung dieser Absicht gekommen zu sein. Laut Berichten der Financial Times erhält der staatseigene Produzent (Baotou Steel Rare Earth) das Monopol für den Abbau und die Aufbereitung der Seltenen Erden. 35 lizenzierte Betriebe werden geschlossen und entschädigt, neun weitere nicht lizenzierte Betriebe sollen geschlossen und nicht entschädigt werden [9]. Auch wird derzeit die Mountain Pass Mine in Kanada und die Mt. Weld Mine in Australien reaktiviert. Beiden Minen werden vom Öko-Institut e.V. akzeptable Umweltschutzsystems bescheinigt. Allerdings gibt es auch Vorhaben zum kombinierten Abbau Seltener Erden in Grönland, bei denen beabsichtigt ist, giftige Rückstände in Seen zu speichern[10]. Derzeit gibt es, nach Einschätzung des Nachhaltigkeitsinvestors Murphy&Spitz kein nachhaltig gewonnenes Neodym am Markt [11].

Eigenschaften

Das silbrigweiß glänzende Metall gehört zu den Lanthanoiden und Metallen der Seltenen Erden. Es ist an der Luft etwas korrosionsbeständiger als Europium, Lanthan, Cer oder Praseodym, bildet aber leicht eine rosaviolette Oxid-Schicht aus, welche an der Luft abblättern kann. Bei hohen Temperaturen verbrennt es zum Sesquioxid Nd2O3.
Mit Wasser reagiert es unter Bildung von Wasserstoff zum Neodymhydroxid Nd(OH)3. Mit Wasserstoff setzt es sich zum Hydrid NdH2 um. Neben der Hauptwertigkeit/Oxidationszahl 3 kommen unter besonderen Bedingungen auch die Oxidationszahlen 2 und 4 vor.

Verwendung

Verbindungen

  • Neodym(III)-oxid Nd2O3[14]
  • Neodym(III)-sulfat Nd2(SO4)3 · 8 H2O[14]
  • Neodymacetat Nd(C2H3O2)3
  • Neodymfluorid NdF3[14]
  • Neodymchlorid NdCl3, wasserfrei[14]
  • Neodymbromid NdBr3, wasserfrei, zwei Modifikationen
  • Neodym(II)-bromid NdBr2, nur wasserfrei
  • Neodym(II,III)-bromid Nd4Br9, nur wasserfrei
  • Neodymiodid NdI3, wasserfrei
  • Neodym(III)-nitrat Nd(NO3)3 · 6 H2O[14]

Sonstige Stoffe

Neodym-Eisen-Bor (Nd2Fe14B) ist derzeit der stärkste Werkstoff für Dauermagnete. Sie erreichen eine Remanenz von bis zu 1,4 Tesla. Die Koerzitivfeldstärke jHc schwankt im Bereich von 870 bis 2750 kA/m.

Einzelnachweise

  1. Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  2. Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Neodym) entnommen.
  3. N. N. Greenwood und A. Earnshaw: Chemie der Elemente, 1. Auflage, VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, S. 1579.
  4. Weast, Robert C. (ed. in chief): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990. Seiten E-129 bis E-145. ISBN 0-8493-0470-9. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
  5. a b Datenblatt Neodymium bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 14. April 2011.
  6. Eintrag zu Neodym in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 28. April 2008 (JavaScript erforderlich).
  7. Spiegel Online, 10. April 2009: Das neue Gold
  8. Panorama-Sendung vom 28. April 2011: Das schmutzige Geheimnis sauberer Windräder
  9. Michelle Rötttger: China säubert den Markt für Seltne Erden. Financial Times, 9.6, S. 2, abgerufen am 26. Juni 2011 (Studie).
  10. Mandy Schoßig: Seltene Erden – Daten & Fakten, Öko-Institut e.V., Berlin, Januar 2011
  11. Nicole Vormann / Murphy&Spitz: Murphy&Spitz Research: Position zu Neodym und Windkraftanlagen. Juni 2011, abgerufen am 27.Juni 2011 (Hintergrundpapier).
  12. Ca. 2 t Neodymium werden für jede Windturbine benötigt: "Around two tonnes of neodymium are needed for each wind turbine"
  13. Mandy Schoßig: Seltene Erden – Daten & Fakten, Öko-Institut e.V., Berlin, Januar 2011
  14. a b c d e Brockhaus ABC Chemie, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, S. 930.

Weblinks

 Commons: Neodym – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien
Wiktionary Wiktionary: Neodym – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Wikimedia Foundation.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Neodym — Nd, chemisches Element, dessen amethystfarbene Salze neben denen des Praseodyms von Auer v. Welsbach 1885 aus den Didymsalzen isoliert wurden. Sie zeigen ein charakteristisches Absorptionsspektrum. Das salpetersaure Salz wird als… …   Meyers Großes Konversations-Lexikon

  • Neodym — Neodym, ein dem Lanthan und Cer ähnliches Element …   Lexikon der gesamten Technik

  • Neodym — Neodȳm (chem. Zeichen Nd), stets mit Praseodym (s.d.) zusammen vorkommendes chem. Element vom Atomgewicht 143,6. Salze rotviolett …   Kleines Konversations-Lexikon

  • Neodym — Neo|dym 〈n. 11; unz.; chem. 〉 Mischelement aus der Gruppe der Lanthaniden, Ordnungszahl 60 [<grch. neos „neu, jung“ + didymos „doppelt“] * * * Ne|o|dym [↑ neo (1) u. ↑ Didym], das; s; Symbol: Nd: chem. Element aus der Reihe der Lanthanide,… …   Universal-Lexikon

  • Neodym — neodimis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. neodymium vok. Neodym, n rus. неодим, m pranc. néodyme, m …   Fizikos terminų žodynas

  • Neodym — Ne|o|dym 〈n.; Gen.: s; Pl.: unz.; chem. Zeichen: Nd〉 chem. Element aus der Gruppe der Lanthanoiden, Ordnungszahl 60 [Etym.: <Neo… + grch. didymos »doppelt«] …   Lexikalische Deutsches Wörterbuch

  • Neodym — Neo|dy̲m [Kunstwort aus ↑neo... u. gr. διδυμος = doppelt] s; s: zu den seltenen Erden gehörender metallischer chem. Grundstoff; Zeichen: Nd …   Das Wörterbuch medizinischer Fachausdrücke

  • Neodym — Neo|dym . Neo|dy|mi|um das; s <zu ↑Didym (u. ↑...ium)> chem. Element, Metall der seltenen Erden; Zeichen Nd …   Das große Fremdwörterbuch

  • neodym — m IV, D. u, Ms. neodymmie, blm chem. «(Nd) pierwiastek chemiczny z rodziny lantanowców, liczba atomowa 60, srebrzystożółty metal ziem rzadkich, stosowany przy wyrobie szkieł optycznych» ‹n. łac. z gr.› …   Słownik języka polskiego

  • Neodym — Neo|dym, das; s (chemisches Element, Metall; Zeichen Nd) …   Die deutsche Rechtschreibung


Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.