Neodym

Vydáno: 19. 03. 2015; Poslední aktualizace: 07. 12. 2022; Autor: Zdeněk Moravec

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 číslo60Počet stabilních izotopů5
Atomová hmotnost144,242Elektronová konfigurace[Xe] 4f4 6s2
Teplota tání [°C]1024Teplota varu [°C]3074
Elektronegativita1,14Hustota [g.cm-3]7,01
Neodym. Zdroj: Commons

Izotopy

Přírodní neodym se skládá z pěti stabilních izotopů a dvou radioizotopů s velmi dlouhým poločasem rozpadu. Dále známe 33 umělých radioizotopů.

IzotopZastoupení [%]Poločas rozpadu [roky]
142Nd27,2stabilní
143Nd12,2stabilní
144Nd23,82.29×1015
145Nd8,3stabilní
146Nd17,2stabilní
148Nd5,8stabilní
150Nd5,66.7×1018
Přírodní izotopy neodymu

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 (YttriumAluminium Garnet) dopovaného neodymem (Nd:YAG).

Tyč z Nd:YAG. Zdroj: Commons

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.

Schéma přechodu v Nd:YAG laseru.

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.

 143Nd145Nd
Spin7/27/2
Zastoupení v přírodě [%]12,28,3
Rezonanční frekvence v poli 1 T2,3191,429
Jaderný magnetický moment-1,065-0,656
Citlivost vůči 1H0,003390,00079

Odkazy

  1. Neodym na české wikipedii
  2. Neodym na anglické wikipedii

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

Leave a Reply

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..