钕 ( nǚ ) (英语:Neodymium ;旧译釢 [注 1] 、鋖 ),是一种化学元素 ,其化学符号 为Nd ,原子序数 为60,原子量 为7002144242000000000♠ 144.242 u ,属于镧系元素 ,也是稀土元素 之一。钕是一种中等硬度、略具延展性 的银白色金属,有顺磁性 ,化学性质较活泼,室温下在空气中会缓慢氧化,能与水和酸 作用放出氢 。钕氧化后,会形成粉红色、蓝紫色和黄色的化合物,分别处于+2、+3和+4氧化态 。[4] 钕在水溶液中最稳定的氧化态为+3。
Quick Facts 外观, 概况 ...
钕 60 Nd
外观 银白色 概况 名称·符号 ·序数 钕(Neodymium)·Nd·60 元素类别 镧系元素 族 ·周期 ·区 不适用 ·6 ·f 标准原子质量 144.242(3)[1] 电子排布 [Xe ] 4f4 6s2 2, 8, 18, 22, 8, 2
钕的电子层(2, 8, 18, 22, 8, 2) 物理性质 物态 固态 密度 (接近室温 ) 7.01 g ·cm −3 熔点 时液体密度6.89 g·cm−3 熔点 1297 K ,1024 °C ,1875 °F 沸点 3347 K ,3074 °C ,5565 °F 熔化热 7.14 kJ·mol−1 汽化热 289 kJ·mol−1 比热容 27.45 J·mol−1 ·K−1 蒸气压
压/Pa
1
10
100
1 k
10 k
100 k
温/K
1595
1774
1998
(2296)
(2715)
(3336)
原子性质 氧化态 0[2] , +2, +3 , +4 (中等碱性 的氧化物) 电负性 1.14(鲍林标度) 电离能 第一:533.1 kJ·mol−1
第二:1040 kJ·mol−1
第三:2130 kJ·mol−1 原子半径 181 pm 共价半径 201±6 pm 钕的原子谱线 杂项 晶体结构 六方 磁序 顺磁性 、20K以下反铁磁性 [3] 电阻率 (室温 ) (α,聚合物) 643 n Ω ·m 热导率 16.5 W·m−1 ·K−1 热膨胀系数 (室温 ) (α,聚合物) 9.6 µm/(m·K) 声速 (细棒)(20 °C)2330 m·s−1 杨氏模量 (α晶型)41.4 GPa 剪切模量 (α晶型)16.3 GPa 体积模量 (α晶型)31.8 GPa 泊松比 (α晶型)0.281 维氏硬度 343 MPa 布氏硬度 265 MPa CAS号 7440-00-8 同位素 主条目:钕的同位素
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钕于1885年由奥地利 化学家卡尔·奥尔·冯·韦尔斯巴赫 发现。钕并不以纯金属态存在自然界中,而是与其他稀土金属一同出现在独居石 和氟碳铈矿 等矿物中。虽然钕被归类为稀土元素,但它在地壳 中相当普遍,并不比钴 、镍 或铜 稀有。钕是地壳中丰度 第二高的镧系及稀土元素,仅次于铈 。如同大多数稀土金属,世界上大部分的商业用钕都是在中国 开采的。
钕化合物 在1927年首次商业用作玻璃 染料,现在仍然是玻璃 中流行的添加剂。钕化合物的颜色主要来自其中的Nd3+ 离子,通常为红紫色,但会随着光照的类型而变化。一些掺杂钕离子的玻璃被用作发射波长在1047到1062奈米 之间的红外线 激光器 材料,应用于惯性局限融合 等需要极高功率雷射的技术。钕还作为其他各种基质 晶体的掺杂剂,例如掺钕的钇铝石榴石 (Nd:YAG)被广泛用作医疗、牙科和工业等领域的雷射器材料(掺钕钇铝石榴石激光 )。
钕的另一个重要用途是用于制造一种高强度的永久磁铁 ——钕磁铁 的合金材料。[5] 钕磁铁广泛用于麦克风 、专业扬声器 、入耳式耳机 、高性能业余直流电动机 以及需要低质量、小体积或强磁场的计算机硬盘 等产品中。体积较大的钕磁铁则用于高功率和重量的电动机 (例如混合动力汽车 )和发电机(例如飞机 和风力发动机 的发电机 ),通常会在其中添加少量的镝 或铽 以维持其在高温环境下的性能。[6] 随著人口增长、工业发展和再生能源 的兴起,电动车马达和风力发电机等产业对钕磁铁的需求量与日俱增,世界各国正在积极建立钕、镝等稀土资源的稳定供应链、提升稀土资源的回收再利用水准,以及致力于替代材料的开发。