钕:化學元素-中文百科頻道

發現曆史

發現人

馮·韋爾塞巴赫

發現年代

1885年

發現過程

1839年瑞典人莫桑得爾（C.G.Mosander）發現了镧和镨钕混合物（didymium）。

這之後，各國化學家特别注意從已發現的稀土元素去分離新的元素。

1885年奧地利人韋爾塞巴赫（A.V.Welsbach）從莫桑得爾認為是“新元素”的镨钕混合物中發現了镨和钕。其中一種被命名為neodidymium，後來被簡化為neodymium，元素符号Nd，就是钕元素。

钕、镨、钆、钐都是從當時被認為是一種稀土元素didymium中分離出來的。由于它們的發現，didymium不再被保留。而正是它們的發現打開了發現稀土元素的第三道大門，是發現稀土元素的第三階段。但這僅是完成了第三階段的一半工作。确切的将應該是打開了铈的大門或完成了铈的分離，另一半就将是打開钇的大門或是完成钇的分離。

理化性質

單質密度：7.007 g/cm3

單質熔點：1024 ℃

單質沸點：3074 ℃

體積彈性模量：31.8Gpa

原子化焓：322kJ/mol

熱容：27.45J/(mol· K)

導電性：0.0157×106/(cm ·Ω )

導熱系數：16.5W/(m·K)

熔化熱：7.140kJ/mol

汽化熱：273.0kJ/mol

原子體積：20.6cm3/mol

元素在宇宙中的含量：0.01ppm

元素在太陽中的含量：0.003ppm

地殼中含量：38ppm

原子量：144.242

晶體結構：晶胞為六方晶胞。

電負性：1.14（鮑林标度）

外圍電子排布：4f46s2

核外電子排布：2，8，18，22，8，2

電子層：K-L-M-N-O-P

質子數：60

電子數：60

原子核虧損質量：0.95808u

晶胞參數：a=365.8 pm；b=365.8 pm；c=1179.9 pm；α=90°；β=90°；γ=120°

聲音在其中的傳播速率：2330m/s

電離能（kJ/mol）

M - M+ 529.6

M+ - M2+ 1035

M2+ - M3+ 2130

M3+ - M4+ 3899

因為钕離子的吸收譜線比較特殊，在不同光源下有不同顔色，熒光燈下從（左到右的是硫酸钕，硝酸钕和氯化钕）

化學性質

性質

化學性質較活潑，室溫下在空氣中緩慢氧化，并可以燃燒，生成氧化钕：

4Nd + 3O2= 2Nd2O3

和冷水反應緩慢，和熱水反應迅速，生成氫氧化钕：

2Nd + 6H2O =2Nd(OH)3 + 3H2↑

可以和鹵素發生劇烈的反應：

2Nd + 3F2 = 2NdF3

2Nd + 3Cl2 = 2NdCl3

2Nd + 3Br2 = 2NdBr3

2Nd + 3I2 = 2NdI3

可以和酸發生反應：

2Nd + 3H2SO4 = Nd2(SO4)3+3H2↑

化合物

氧化钕，Nd2O3，分子量 336.40，為淡紫色固體粉末，易受潮、吸收空氣中二氧化碳，不溶于水，能溶于無機酸。相對密度7.24。熔點約1900℃，在空氣中加熱能部分生成钕的高價氧化物。用于制取永磁材料、玻璃、陶瓷的着色劑和激光材料。在鎂或鋁合金中添加1.5%～2.5%納米氧化钕，可提高合金的高溫性能、氣密性和耐腐蝕性，廣泛用作航空航天材料。另外，摻納米氧化钕的納米氧化钇鋁石榴石産生短波激光束，在工業上廣泛用于厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在醫療上，摻納米氧化钕的納米氧化钇鋁石榴石激光器代替手術刀用于摘除手術或消毒創傷口。納米氧化钕也用于玻璃和陶瓷材料的着色以及橡膠制品和添加劑。

主要用途

钕元素憑借其在稀土領域中的獨特地位，多年來成為市場關注的熱點。金屬钕的最大用戶是钕鐵硼永磁材料。钕鐵硼永磁體的問世，為稀土高科技領域注入了新的生機與活力。钕鐵硼磁體磁能積高，被稱作當代“永磁之王”，以其優異的性能廣泛用于電子、機械等行業。阿爾法磁譜儀的研制成功，标志着我國钕鐵硼磁體的各項磁性能已跨入世界一流水平。钕還應用于有色金屬材料。在鎂或鋁合金中添加1.5-2.5%钕，可提高合金的高溫性能、氣密性和耐腐蝕性，廣泛用作航空航天材料。另外，摻钕的钇鋁石榴石産生短波激光束，在工業上廣泛用于厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在醫療上，摻钕钇鋁石榴石激光器代替手術刀用于摘除手術或消毒創傷口。钕也用于玻璃和陶瓷材料的着色以及橡膠制品的添加劑。随着科學技術的發展，稀土科技領域的拓展和延伸，钕元素将會有更廣闊的利用空間。