ネオジム

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プラセオジム - ネオジム - プロメチウム
Nd
U  
 
 
Nd-TableImage.png
一般特性
名称, 記号, 番号ネオジム, Nd, 60
元素の分類ランタノイド
, 周期, ブロック3, 6 , f
密度, 硬度6800 kg/m3, no data
銀白色、薄黄色
ネオジム
原子特性
原子量144.242(3) u
原子半径(計算値)185 (206) pm
共有結合半径no data
WDF半径no data
電子配置[Xe]4f46s²
電子殻2, 8, 18, 22, 8, 2
酸化数酸化物3(塩基性酸化物
結晶構造六方最密充填構造
物理特性
固体 (常温では常磁性体
融点1297 K
(1024 、1875 °F)
沸点3373 K
(3074 ℃、5565 °F)
モル体積20.59 ×10-3 m3/mol
気化熱273 kJ/mol
融解熱7.14 kJ/mol
蒸気圧6.03E-3 Pa (2890 K)
音の伝わる速さ2330 m/s (293.15 K)
その他
クラーク数0.0022 %
電気陰性度1.14 (ポーリング
比熱容量190 J/(kg·K)
導電率1.57 ×106/m·Ω
熱伝導率16.5 W/(m·K)
第1イオン化エネルギー533.1 kJ/mol
第2イオン化エネルギー1040 kJ/mol
第3イオン化エネルギー2130 kJ/mol
第4イオン化エネルギー3900 kJ/mol
(比較的)安定同素体
同位体NA半減期DMDE MeVDP
142Nd 27.13% 中性子82個で安定。
143Nd12.18%中性子83個で安定。
144Nd23.8%2.29×1015 α1.905140Ce
145Nd8.3%中性子85個で安定。
146Nd17.19%中性子86個で安定。
148Nd5.76%中性子88個で安定。
150Nd5.64%1.1×1019β- β-3.367150Sm
注記がない限り国際単位系使用及び標準状態

ネオジム(Neodymium) は原子番号 60 の金属元素元素記号Nd。漢字では釹。希土類元素の一つ(ランタノイドにも属す)。

ネオジム(Neodym)とは、ドイツ語の表記である。なお、ネオジムのことをネオジウムと呼ぶことが多いが、呼び名としては間違いである。

ネオジムを含む希土類元素産出国は中華人民共和国で、約98%を誇る。近年、希土類元素の価格は、中華人民共和国の鉱物資源政策の変化により外国への輸出量が縮小され高騰している。

性質

銀白色の金属で、常温、常圧で安定な結晶構造は、六方最密充填構造 (HCP)。比重は、7.0、融点は 1024℃、沸点は 3027℃。

常温で空気中において表面のみが酸化され、高温では燃焼して淡赤紫色の Nd2O3(酸化ネオジム)となる。ハロゲン元素と反応しハロゲン化物NdX3を、熱水と徐々に反応して水素および水酸化物を生成する。には易溶で3価の淡赤紫色の水和イオンNd3+(aq)を生成する。安定な原子価は4f3電子配置である +3価。

2 Nd + 6 H+(aq) → Nd3+(aq) + 3 H2
Nd3+(aq) + 3 e = Nd,  E°= −2.32 V

モナズ石(モナザイト、(Ce,La,Nd,Th)PO4:単斜晶構造のリン酸塩)に含まれる。

単体は無水塩化ネオジムの融解塩電解またはカルシウムナトリウムによる還元で得られる。

用途

ネオジムはYAGレーザーの添加物として利用される。Nd2O3ガラスの着色剤に使われる。ネオジムで特に重要なのは、ネオジム、ホウ素の化合物(Nd2Fe14B)が大変強力な永久磁石ネオジム磁石となることで、いろいろな分野で利用されている(この磁石の発明は、住友特殊金属の佐川真人であった)。そのほか、超伝導体の材料としても使われる。

歴史

カール・アウアー・フォン・ヴェルスバッハが、もともと一つの元素と考えられていた混合物であるジジミウム(didymium)からプラセオジムと共に1885年に発見。ラテン語の『新しい』を意味するneosと、ジジミウム(元は、ギリシャ語で双子を意味するdidymosから命名された)を合成したのが語源。

化合物

化合物中の原子価は4f3電子配置をとる3価が唯一安定なものである。4価を含む化合物が合成されたという報告も幾つかあるが、いずれも疑わしい[1]

  • 酸化ネオジム Nd2O3
  • 水酸化ネオジム Nd(OH)3
  • 塩化ネオジム NdCl3
  • 硫酸ネオジム Nd2(SO4)3·8H2O

同位体

詳細は ネオジムの同位体 を参照

参考文献

  1. FA コットン, G. ウィルキンソン著, 中原 勝儼訳 『コットン・ウィルキンソン無機化学』 培風館、1987年
1 元素周期表 18
1 H 2 13 14 15 16 17 He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg ...
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr