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 — T1/2 = 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.