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Neodym

Informationen und Daten zum chemischen Element Neodym.



Neodym Chemie

Neodym ist ein chemisches Element mit dem Symbol Nd und der Ordnungszahl 60; es zählt zu den Gruppen der Lanthanoide und der Seltenen Erden.

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Neodym

Bezeichnung:Neodym Symbol:Nd Ordnungszahl:60 Atommasse:144,242(3) u Periodensystem-Stellung:Lanthanoide, 6. Periode, f-Block. Gruppen-Zugehörigkeit:Seltene Erden. Entdeckung:1885 - Carl Auer von Welsbach. Bedeutung des Namens:Griechisch: neos didymos = Neuer Zwilling (des Lanthans). Englischer Name:Neodymium CAS-Nummer:7440-00-8 InChI-Key:QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N

 

Das Neodym-Atom

Das Nd-Atom - und damit das chemische Element Neodym - besitzt 60 positiv geladene Protonen im Atomkern und - im ungeladenen Neodym-Atom - die gleiche Anzahl an Elektronen in der Atomhülle.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Neodym-Isotope zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Die irdischen Nd-Vorkommen bestehen aus mehreren Neodym-Nukliden; die relative Atommasse des Neodyms wird daher mit 144,242(3) u angegeben.

 

Elektronenkonfiguration

SymbolOZKurzform1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d6f
Nd60[Xe] 4f4 6s2 22626102610262

 

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE des Neodyms auf, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Nd-Atom vollständig zu trennen.

1. IE: 5,5250 eV2. IE: 10,72 eV3. IE: 22,1 eV4. IE: 40,4 eV5. IE: eV6. IE: eV

 

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Neodym-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

KLILIILIII
1s2s2p1/22p3/2
43569712667226208

 

MIMIIMIIIMIVMV
3s3p1/23p3/23d3/23d5/2
1575140312971003,3980,4

 

NINIINIIINIVNVNVINVII
4s4p1/24p3/24d3/24d5/24f5/24f7/2
319,2243,3224,6120,5120,51,51,5

 

OIOIIOIIIOIVOV
5s5p1/25p3/25d3/25d5/2
37,521,121,1

 

Weitere Daten

Atomradius:206 pm (berechnet)
185 pm (empirisch, nach Slater)
Kovalente Radien:201(6) pm (nach Cordero et al.)
174 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
137 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
Van-der-Waals-Radius:200 pm Molvolumen:20,58 cm3 mol-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ωK: 0,918; ωL1: 0,064; ωL2: 0,136; ωL3: 0,134 Coster-Kronig-Übergänge:F12: 0,19; F13: 0,25; F23: 0,158

 

Spektrallinien des Neodyms

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Neodyms mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Neodym-Spektrallinien

 

 

Chemische Daten

Elektronegativität:1,14 nach PaulingElektronaffinität:1,916 eV bzw. 184,87 kJ mol-1Oxidationsstufen:+3 (+2, +4)

 

Standardpotentiale

Normalpotential des Neodyms:

E0 (V)NoxName Ox.Ox.e-Red.Name Red.Nox
-2,7+IIINeodym(III)-KationNd3++ e-Nd2+Neodym(II)-Kation+ II
-2,323+IIINeodym(III)-KationNd3++3 e-Nd (s)Neodym0
-2,1+IINeodym(II)-KationNd2++2 e-Nd (s)Neodym0

 

Material- und physikalische Eigenschaften des Neodyms

Die nachfolgende Übersicht führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen Neodym-Metalls auf.

Schmelzpunkt:1016 °C Schmelzenthalpie (molar):7,14 kJ mol-1 Siedepunkt:3074 °C Verdampfungsenthalpie:283,7 kJ mol-1 Wärmekapazität:27,45 J mol-1 K-1 (molar)
0,19 J g-1 K-1 (spezifisch)
Debye-Temperatur:163 K Thermische Leitfähigkeit:16,5 W m-1 K-1 Wärmeausdehnung:9,6 μm m-1 K-1 bei 25 °C Elektrische Leitfähigkeit:1,56 × 106 A V-1 m-1 Elektrischer Widerstand:643 nΩ m bei 20 °C Dichte:7,01 g cm-3
6,89 g cm-3 (flüssig, am Schmelzpunkt)
Elastizitätsmodul:41,4 GPa, α-Nd (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):32,7 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,0306 GPa-1 300 K Poisson-Zahl:0,281 (Querdehnzahl, dimensionslos) Kristallstruktur:Doppelt-hexagonal dichteste Kugelpackung - dhcp Härte:nach Vickers: 0,343 GPa
nach Brinell: 0,265 GPa
Magnetismus:paramagnetisch Magnetische Suszeptibilität:+5628,0 × 10-6 cm3 mol-1 bei 15 °C Schallgeschwindigkeit:2330 m s-1 bei 20 °C Standard-Bildungsenthalpie:0,0 kJ mol-1 (Feststoff, Kristall)
327,6 kJ mol-1 (gasförmig)
Gibbs Freie Enthalpie:292,4 kJ mol-1 (gasförmig) Molare Standard-Entropie:71,5 J mol-1 K-1 (Feststoff, Kristall)
189,4 J mol-1 K-1 (gasförmig)

 

Neodym existiert üblicherweise in zwei allotropen Formen, wobei eine Umwandlung von einer doppelten hexagonalen in eine kubisch raumzentrierte Struktur bei etwa 863 °C stattfindet. Das Metall ist bei Raumtemperatur paramagnetisch und wird beim Abkühlen auf 20 K (-253,2 °C) zu einem Antiferromagneten.

 

Literatur und Quellen

[1] - J. A. Marinsky, L. E. Glendenin, C. D. Coryell:
The Chemical Identification of Radioisotopes of Neodymium and of Element 61.
In: The Journal of the American Chemical Society, 1947, DOI 10.1021/ja01203a059.

 

Externe Informationsangebote



Gruppenelemente - Informationen

Lanthanoid Trennung
Gewinnung und Trennung von Lanthanoiden. FH Münster - Format: PDF

Lanthanoide
Entdeckung der Lanthanoide; Besonderheiten der Lanthanoide; Elektronenkonfigurationen; Ionenaustauscherverfahren; Lanthanoidenkontraktion; Oxidationsstufen; Verwendung. Universität Bayreuth

Lanthanoide
Allgemeines, Trennung, Gewinnung, Eigenschaften, 4f-Orbitale etc.. Universität Bielefeld

Lanthanoide
Vorlesungsmaterialien: Chemie der Metalle. Universität Freiburg



Einzelne Verbindungen

Neodym und Neodymverbindungen
Chemikalien-Datenbank: physikalische und chemische Eigenschaften, Sicherheitsdatenblätter, kommerziell verfügbaren Stoffen und Verbindungen; verschiedene Suchkriterien einschließlich Struktursuche



Geochemie und Biogeochemie

Seltenerdmineralien
Auflistung und prozentuale Zusammensetzung der einzelnen in der Natur auftretenden, Seltene Erden enthaltenen Mineralien



Dissertationen

2,4-Dimethylpenta-1,3-dienyl-Komplexe des Neodyms
Eignung als Präkatalysatoren für die stereoselektive Butadienpolymerisation. Dissertation, 2006. Universität Halle-Wittenberg

Abscheidung von Neodym
Phosphatglas mittels Pulsed Laser Deposition zur Fertigung integrierter Wellenleiterlaser. Dissertation, 2010. RWTH Aachen

Neodymcarbid
Synthese, strukturelle und physikalische Charakterisierung von Seltenerdcarbiden. Dissertation, 2007. Universität Köln

 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 07.03.2020.



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