Неодим

НЕОДИМ, Nd (лат. Neodymium; от греч. neos — новый и didymos — близнец, двойник * а. neodymium; н. Neodym; ф. neodyme; и. neodimio), — химический элемент III группы периодической системы Менделеева, атомный номер 60, атомная масса 144,24, относится к лантаноидам. Природный неодим состоит из семи изотопов — ¹⁴²Nd (27,07%), ¹⁴³Nd (12,17%), ¹⁴⁴Nd (23,78%), ¹⁴⁵Nd (8,3%), ¹⁴⁶Nd (17,22%), ¹⁴⁸Nd (5,78%) и ¹⁵⁰Nd (5,67%). Изотоп ¹⁴⁴Nd слабо радиоактивен — T_1/2 = 5•10¹⁵ лет. Известно также 13 искусственных изотопов и 3 ядерных изомера неодима. Открыт в 1885 австрийским химиком К. Ауэром фон Вельсбахом в виде неодимовой "земли" — оксида неодима.

В свободном состоянии неодим представляет собой серебристо-белый металл, для которого при температурах ниже 885°С характерна гексагональная плотноупакованная кристаллическая решётка (а-Nd) (а=0,36579 нм, с=1, 17992 нм), а при более высоких — кубическая (Я-Nd). Плотность 7007 кг/м³, t плавления 1024°С, t кипения 3030°С, теплоёмкость С°р 27,4 Дж/(моль•К), удельное электрическое сопротивление 6,43•10^-3 (Ом•м), температурный коэффициент линейного расширения 8,6•10^-6 К^-1. Для неодима характерна степень окисления +3, реже +2. На воздухе неодим быстро окисляется, реагирует при комнатной температуре с соляной, азотной и серной кислотами, при нагревании — с галогенами. Большинство соединений неодима окрашено в различные цвета — голубой (оксид), сиреневый (нитрат, карбонат), зелёный (сульфид), синий (гексаборид) и др., что широко используется при изготовлении окрашенных стекол. Среднее содержание неодима в земной коре 3,7•10^-3% по массе, причём кислые горные породы содержат больше неодима (4,6•10^-3%), чем основные (2•10^-3%) и осадочные (2,3•10³%). Как и все остальные лантаноиды, неодим присутствует во многих редкоземельных минералах — в ксенотиме YPO₄, монаците (Ce, La)PO₄, ортите (Ca, Ce)₂ (Al, Fe)₃•Si₃О₁₂(О, OH), бастнезите (Ce, La)(CO₃)F, лопарите (Na, Ca, Ce)₂(Ti, Nb)₂О₆ и др. В геохимии широко используются исследования изотопного состава неодима, поскольку один из его изотопов, ¹⁴³Nd, накапливается в течение жизни минерала или горной породы в результате а-распада ¹⁴⁷Sm. В связи с этим содержание изотопа ¹⁴³Nd в минерале или породе является очень важной геохимической характеристикой, позволяющей в ряде случаев устанавливать генетическое родство тех или иных объектов и, при условии одновременного определения в них содержания изотопа ¹⁴⁷Sm, определять их возраст. Получают неодим кальциетермическим восстановлением его трифторида или трихлорида, а также при электролизе расплава трихлорида неодима. Для отделения неодима от других лантаноидов широко применяют методы ионообменной хроматографии. Неодим используется как компонент магниевых, алюминиевых и титановых сплавов, в стекольной промышленности, при производстве лазерных материалов.