Neodym, Nd, je čtvrtý lanthanoid, stříbřitě bílý, měkký kov. Využívá se hlavně v při výrobě skel a keramiky a je důležitý při výrobě silných permanentních magnetů.
| Atomové číslo | 60 | Počet stabilních izotopů | 5 |
| Atomová hmotnost | 144,242 | Elektronová konfigurace | [Xe] 4f4 6s2 |
| Teplota tání [°C] | 1024 | Teplota varu [°C] | 3074 |
| Elektronegativita | 1,14 | Hustota [g.cm-3] | 7,01 |
Izotopy
Přírodní neodym se skládá z pěti stabilních izotopů a dvou radioizotopů s velmi dlouhým poločasem rozpadu. Dále známe 33 umělých radioizotopů.
| Izotop | Zastoupení [%] | Poločas rozpadu [roky] |
| 142Nd | 27,2 | stabilní |
| 143Nd | 12,2 | stabilní |
| 144Nd | 23,8 | 2.29×1015 |
| 145Nd | 8,3 | stabilní |
| 146Nd | 17,2 | stabilní |
| 148Nd | 5,8 | stabilní |
| 150Nd | 5,6 | 6.7×1018 |
Výskyt a využití
V přírodě se vyskytuje pouze ve sloučeninách v minerálech, nejčastěji v monazitech a xenotimu. Čistý kov se vyrábí redukcí fluoridu pomocí vápníku.
2 NdF3 + 3 Ca → 3 CaF2 + Nd
Přírodní neodym se skládá z pěti stabilních izotopů: 142Nd (27,2 %), 143Nd (12,2 %), 145Nd (8,3 %), 146Nd (17,2 %) a 148Nd (5,7 %) a dvou radioizotopů: 144Nd (23,8 %; 2,29×1015 let) a 150Nd (5,6 %; 6,7×1018 let). Celkem známe 33 radioizotopů.
Nejdůležitější využití neodymu je ve sklářství a keramice, kde se využívá pro barvení do červena až fialova. Dále se využívá v laserech používaných v infračervené a Ramanově spektroskopii – Nd:YAG lasery a v permanentních magnetech.
Neodymové lasery
Neodymové lasery se skládají z tyče z YAG (Yttrium–Aluminium Garnet) dopovaného neodymem (Nd:YAG).
Ionty Nd3+ obsažené v Nd:YAG jsou excitovány externím zdrojem, poté relaxují do déle trvajícího excitovaného stavu 4F3/2 a následně dochází k vlastnímu laserovému přechodu do stavu 4I1/2, viz schéma dole.
Neodymové magnety
Jsou to permanentní magnety jejichž základ tvoří slitina Nd, Fe a B. Tyto magnety dokáží unést až tisícinásobek své hmotnosti, nejpoužívanějším a nejvýhodnějším materiálem je Nd2Fe14B. Tyto materiály jsou citlivé na vlhkost a snadno korodují, proto se musí jejich povrch chránit antikorozní vrstvou – poniklováním nebo poměděním, příp. pouze pryskyřicí.
Vyrábějí se z neodymového prášku lisováním v ocelové matrici, během a po lisování je materiál v silném magnetickém poli, aby se optimalizovaly jeho magnetické vlastnosti.
Tyto magnety je nutné chránit před vyššími teplotami, při zhruba 80 °C ztrácejí své magnetické vlastnosti. Využívají se hlavně při výrobě harddisků, mikrofonů a sluchátek.
Video – How SuperMagnets are made.
Chemické vlastnosti
Je to poměrně reaktivní kov, na vzduchu se rychle oxiduje na oxid neodymitý, z vody vytěsňuje vodík, ochotně se rozpouští v anorganických kyselinách. Sloučeniny vytváří převážně v oxidačním čísle +3.
2 Nd (s) + 3 F2 (g) → 2 NdF3 (s) fialový
2 Nd (s) + 3 Cl2 (g) → 2 NdCl3 (s) světle fialový
2 Nd (s) + 3 Br2 (g) → 2 NdBr3 (s) fialový
2 Nd (s) + 3 I2 (g) → 2 NdI3 (s) zelený
NMR
Neodym má dva NMR aktivní izotopy – 143Nd a 145Nd, oba jsou kvadrupolární a mají nízkou citlivost.
| 143Nd | 145Nd | |
| Spin | 7/2 | 7/2 |
| Zastoupení v přírodě [%] | 12,2 | 8,3 |
| Rezonanční frekvence v poli 1 T | 2,319 | 1,429 |
| Jaderný magnetický moment | -1,065 | -0,656 |
| Citlivost vůči 1H | 0,00339 | 0,00079 |
Odkazy
Navigace
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| H | He | ||||||||||||||||
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||
| Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||
| K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr |
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe |
| Cs | Ba | La | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| Fr | Ra | Ac | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
| Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu |
| Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr |