Ik wil alles weten

Neodymium

Pin
Send
Share
Send


Neodymium1 (chemisch symbool Nd, atoomnummer 60) is een zilverachtig metallisch element dat deel uitmaakt van de lanthanideserie van chemische elementen. Het wordt beschouwd als een van de "zeldzame aardmetalen", maar het is niet zeldzaam in vergelijking met de overvloed aan andere metalen.2 Het vormt ongeveer 38 delen per miljoen (ppm) van de aardkorst.

Voorval

In de natuur wordt neodymium niet als het vrije element gevonden, maar in ertsen zoals monazietzand ((Ce, La, Th, Nd, Y) PO4) en bastnasiet ((Ce, La, Th, Nd, Y) (CO3) F), die kleine hoeveelheden verschillende zeldzame aardmetalen bevatten. Neodymium kan ook worden gevonden in Misch-metaal, een legering van zeldzame aardelementen in een reeks van natuurlijk voorkomende verhoudingen. Het aandeel ervan in Misch-metaal kan oplopen tot 18 procent. Het is echter moeilijk om neodymium te scheiden van andere zeldzame aardelementen.

Geschiedenis

Neodymium werd ontdekt door baron Carl Auer von Welsbach, een Oostenrijkse scheikundige, in 1885 in Wenen. Hij analyseerde het materiaal dat bekend staat als didymium3 en scheidde de elementen neodymium en praseodymium ervan. Neodymium werd echter pas in 1925 in relatief zuivere vorm geïsoleerd. De naam neodymium is afgeleid van de Griekse woorden neos, wat betekent "nieuw" en Didymos, wat "tweeling" betekent.

Tegenwoordig wordt neodymium voornamelijk verkregen door een ionenuitwisselingsproces van monazietzand ((Ce, La, Th, Nd, Y) PO4), een materiaal dat rijk is aan zeldzame aardelementen, en door elektrolyse van zijn halogenidezouten.

Opmerkelijke kenmerken

Neodymium is een binnenste overgangsmetaal (of lanthanide) dat in periode 6 van het periodiek systeem ligt, tussen praseodymium en promethium. Het heeft een heldere, zilverachtige metaalglans, maar als een van de meer reactieve zeldzame aardmetalen, tast het snel aan in lucht. Het aanslagproces omvat de vorming van een oxidelaag die valt en het metaal blootstelt aan verdere oxidatie.

Isotopes

Natuurlijk voorkomend neodymium bestaat uit 5 stabiele isotopen-142Nd, 143Nd, 145Nd, 146Nd, en 148Nd- en 2 radio-isotopen, 144Nd en 150Nd. De meest voorkomende stabiele isotoop is 142Nd, met een natuurlijke overvloed van 27,2 procent.

Veel radio-isotopen van neodymium zijn gekenmerkt. De meest langlevende zijn 150Nd, met een halfwaardetijd (T½) van> 1,1 × 1019 jaar; 144Nd, met een halfwaardetijd van 2,29 × 1015 jaar; en 147Nd, met een halfwaardetijd van 10,98 dagen. Alle resterende radioactieve isotopen hebben een halfwaardetijd van minder dan 3,38 dagen, en de meerderheid hiervan heeft een halfwaardetijd van minder dan 71 seconden. Dit element heeft ook 4 metatoestanden.

Verbindingen

Neodymiumverbindingen omvatten het volgende:

  • halogeniden:
    • neodymium (III) fluoride (NdF3)
    • neodymium (III) chloride (NdCl3)
    • neodymium (III) bromide (NdBr3)
    • neodymium (III) jodide (NdI3)
  • oxides:
    • neodymium (III) oxide (Nd2O3)
  • sulfiden:
    • neodymium (II) sulfide (NdS)
    • neodymium (III) sulfide (Nd2S3)
  • nitriden:
    • neodymium (III) nitride (NdN)

Toepassingen

  • Neodymium is een component van didymiumglas, dat wordt gebruikt om gespecialiseerde brillen te maken voor lassers en glasblazers.
  • Neodymium kleurt glas in delicate tinten, variërend van puur violet tot wijnrood en warm grijs. Door dergelijk glas doorgelaten licht vertoont ongewoon scherpe absorptiebanden. Het glas wordt gebruikt in astronomisch werk om scherpe banden te produceren waardoor spectrale lijnen kunnen worden gekalibreerd. Neodymium wordt ook gebruikt om de groene kleur veroorzaakt door ijzerverontreinigingen uit glas te verwijderen.
Met neodymium gedoteerde glazen platen die worden gebruikt in extreem krachtige lasers voor fusie met inertiële opsluiting
  • Neodymiumzouten worden gebruikt als kleurstoffen voor email.
  • Neodymium wordt gecombineerd met ijzer en boor om de sterkste bekende permanente magneten te produceren, ook wel NIB-magneten genoemd. Hun chemische formule is Nd2Fe14B. Ze zijn goedkoper, lichter en sterker dan samarium-kobaltmagneten. Neodymium-magneten verschijnen in hoogwaardige producten zoals microfoons, professionele luidsprekers, in-ear-hoofdtelefoons en harde schijven van computers, waar een lage massa, een klein volume of sterke magnetische velden vereist zijn.
  • Nd3+ is gerapporteerd om plantengroei te bevorderen, waarschijnlijk vanwege overeenkomsten met Ca2+.4 Verbindingen van zeldzame aardelementen worden vaak gebruikt als meststoffen in China.
  • De grootte en sterkte van een vulkaanuitbarsting kan worden voorspeld door te scannen op neodymiumisotopen. De neodymium-isotoopsamenstelling van vulkanische lava biedt een maat voor de omvang van een komende vulkaanuitbarsting. Wetenschappers kunnen deze informatie dus gebruiken om de omvang van een naderende uitbarsting te voorspellen en een waarschuwing naar bewoners van het gebied te sturen.
  • Bepaalde transparante materialen met een kleine concentratie neodymiumionen kunnen in lasers worden gebruikt als versterkingsmedia voor infraroodgolflengten (1054-1064 nm). Voorbeelden van deze materialen zijn neodymium-gedoteerd yttrium aluminium granaat (Nd: YAG), yttrium lithium fluoride (Nd: YLF) en yttrium orthovanadate (Nd: YVO4).
  • Neodymium-glas (Nd: glas) lasers in vaste toestand worden gebruikt in extreem krachtige (terawatt-schaal), high-energy (megajoules) meervoudige bundelsystemen voor fusie met inertiële opsluiting.

Voorzorgsmaatregelen

Neodymium-metaalstof is een verbrandings- en explosiegevaar.

Neodymiumverbindingen hebben, zoals alle zeldzame aardmetalen, een lage tot matige toxiciteit; de toxiciteit ervan is echter niet grondig onderzocht. Neodymium-stof en zouten zijn zeer irriterend voor de ogen en slijmvliezen en matig irriterend voor de huid. Het inademen van het stof kan longembolie veroorzaken en geaccumuleerde blootstelling beschadigt de lever. Neodymium werkt ook als een anticoagulans, vooral wanneer het intraveneus wordt toegediend.

Neodymium-magneten zijn getest voor medisch gebruik, zoals magnetische beugels en botreparatie, maar biocompatibiliteitsproblemen hebben wijdverbreide toepassing voorkomen.

Zie ook

  • Chemish element
  • Binnenste overgangsmetaal
  • Metaal
  • Periodiek systeem
  • Neodymium-magneet (NIB of NdFeB)

Notes

  1. ↑ Neodymium wordt vaak verkeerd gespeld als neodynium.
  2. ↑ De term "zeldzame aardmetalen" (of "zeldzame aardmetalen") is een triviale naam die wordt toegepast op 16 chemische elementen: scandium, yttrium en 14 van de 15 lanthaniden (exclusief promethium), die van nature op aarde voorkomen. Sommige definities omvatten ook de actiniden. Het woord "aarde" is een verouderde term voor oxide. De term "zeldzame aarde" wordt afgeraden door de International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), omdat deze elementen relatief veel voorkomen in de aardkorst.
  3. ↑ Didymium is een mengsel van praseodymium en neodymium.
  4. ↑ Het effect van neodymium op sommige fysiologische activiteiten. Ontvangen op 21 juni 2007.

Referenties

  • "Neodymium" Los Alamos National Laboratory, Chemistry Division. Ontvangen op 20 februari 2007.
  • Chang, Raymond. 2006. Scheikunde. 9e ed. New York: McGraw-Hill Science / Engineering / Math. ISBN 0073221031.
  • Cotton, F. Albert en Wilkinson, Geoffrey. 1980. Geavanceerde anorganische chemie. 4e ed. New York: Wiley. ISBN 0-471-02775-8.
  • Greenwood, N. N. en Earnshaw, A. 1998. Chemie van de elementen. 2e ed. Oxford, U.K .; Burlington, MA: Butterworth-Heinemann, Elsevier Science. ISBN 0750633654. Online versie. Ontvangen 22 juni 2007.
  • Jones, Adrian P .; Wall, Frances; en Williams, C. Terry, eds. 1996. Rare Earth Minerals: Chemistry, Origin en Ore Deposito's. De serie Mineralogical Society. Londen, VK: Chapman and Hall. ISBN 0412610302 en ISBN 978-0412610301.
  • Stwertka, Albert. 1998. Gids voor de elementen. Rev. ed. Oxford, VK: Oxford University Press. ISBN 0-19-508083-1.

Externe links

Alle links zijn opgehaald op 15 november 2018.

  • WebElements.com - Neodymium.
  • Het is elementair - Neodymium.

Pin
Send
Share
Send