نيوديميوم

النيوديميوم عنصر كيميائي في الجدول الدوري له الرمز Nd والعدد الذري 60 وهو من اللانثانيدات وهو عنصر فلزي نادر لونة أبيض فضي، يفقد بريقه بسهولة في الهواء تم اكتشاف النيوديميوم في عام 1885 من قبل الكيميائي النمساوي كارل أوير فون، على الرغم من أن النيوديميوم يُصنّف انه نادر في الأرض، إلا أنه عنصر شائع إلى حدٍ ما، وليس أكثر ندرة من الكوبلت أو النيكل أو النحاس، ويتم توزيعه على نطاق واسع في القشرة الأرضية يتم استخراج معظم النيوديميوم التجاري في العالم في الصين.

بروميثيوم → نيوديميوم ← براسيوديميوم - ↑ Nd ↓ U 60Nd
المظهر
أبيض فضي
الخواص العامة
الاسم، العدد، الرمز	نيوديميوم، 60، Nd
تصنيف العنصر	لانثانيدات
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي	n/a, 6، f
الكتلة الذرية	144.242 غ·مول−1
توزيع إلكتروني	Xe]؛ 4f4 6s2]
توزيع الإلكترونات لكل غلاف تكافؤ	2, 8, 18, 22, 8, 2 (صورة)
الخواص الفيزيائية
الطور	صلب
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة)	7.01 غ·سم−3
كثافة السائل عند نقطة الانصهار	6.89 غ·سم−3
نقطة الانصهار	1297 ك، 1024 °س، 1875 °ف
نقطة الغليان	3347 ك، 3074 °س، 5565 °ف
حرارة الانصهار	7.14 كيلوجول·مول−1
حرارة التبخر	289 كيلوجول·مول−1
السعة الحرارية (عند 25 °س)	27.45 جول·مول−1·كلفن−1
ضغط البخار
ض (باسكال) 1 10 100 1 كيلو 10 كيلو 100 كيلو عند د.ح. (كلفن) 1595 1774 1998 (2296) (2715) (3336)
الخواص الذرية
أرقام الأكسدة	3, 2 (أكاسيده قاعدية ضعيفة)
الكهرسلبية	1.14 (مقياس باولنغ)
طاقات التأين	الأول: 533.1 كيلوجول·مول−1
	الثاني: 1040 كيلوجول·مول−1
	الثالث: 2130 كيلوجول·مول−1
نصف قطر ذري	181 بيكومتر
نصف قطر تساهمي	6±201 بيكومتر
خواص أخرى
البنية البلورية	نظام بلوري سداسي
المغناطيسية	مغناطيسية مسايرة، مغناطيسية حديدية مضادة تحت 20 كلفن
مقاومة كهربائية	(درجة حرارة الغرفة) (ألفا، بولي) 643 نانوأوم·متر
الناقلية الحرارية	16.5 واط·متر−1·كلفن−1 (300 كلفن)
التمدد الحراري	(درجة حرارة الغرفة) (ألفا، بولي) 9.6 ميكرومتر/(م·كلفن)
سرعة الصوت (سلك رفيع)	2330 متر/ثانية (20 °س)
معامل يونغ	(الشكل ألفا) 41.4 غيغاباسكال
معامل القص	(الشكل ألفا) 16.3 غيغاباسكال
معامل الحجم	(الشكل ألفا) 31.8 غيغاباسكال
نسبة بواسون	(الشكل ألفا) 0.281
صلادة فيكرز	343 ميغاباسكال
صلادة برينل	265 ميغاباسكال
رقم CAS	7440-00-8
النظائر الأكثر ثباتاً
المقالة الرئيسية: نظائر النيوديميوم
النظائر الوفرة الطبيعية عمر النصف نمط الاضمحلال طاقة الاضمحلال MeV ناتج الاضمحلال 142Nd 27.2% 142Nd هو نظير مستقر وله 82 نيوترون 143Nd 12.2% 143Nd هو نظير مستقر وله 83 نيوترون 144Nd 23.8% 2.29×1015 سنة α 1.905 140Ce 145Nd 8.3% 145Nd هو نظير مستقر وله 85 نيوترون 146Nd 17.2% 146Nd هو نظير مستقر وله 86 نيوترون 148Nd 5.7% 148Nd هو نظير مستقر وله 88 نيوترون 150Nd 5.6% 6.7×1018 سنة β−β− 3.367 150Sm

تم استخدام مركبات النيوديميوم لأول مرة تجاريًا كأصباغ زجاجية في عام 1927، وهي لا تزال تستخدم كمواد مضافة في صناعة العدسات. غالباً ما يكون لون مركبات النيوديميوم - بسبب أيون Nd+3 أرجوانيًا ضارب إلى الحمرة ولكنه يتغير حسب نوع الإضاءة، ويستخدم النيوديميوم أيضا في أشعة الليزر التي تصدر الأشعة تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية بين 1047 و 1062 نانومتر. استخدام آخر مهم للنيوديميوم هو بمثابة مكون في السبائك المستخدمة لصنع مغناطيس النيوديميوم عالية القوة وتستخدم هذه المغانط على نطاق واسع في منتجات مثل الميكروفونات، ومكبرات الصوت الاحترافية، وسماعات الأذن، والمحركات الكهربائية عالية الأداء من نوع DC ، والأقراص الصلبة في الكمبيوتر، حيث تتطلب كتلة مغناطيسية منخفضة (أو حجم) ومجالات مغناطيسية قوية. تستخدم مغناطيسات النيوديميوم الكبيرة في المحركات الكهربائية عالية القوة مقابل الوزن (في السيارات الهجينة)

الأكتشاف

أكتشف عنصر النيوديميوم العالم النمساوي كارل أوير فون عام 1885

أصل الأسم

أصل الاسم مشتق من الكلمة اليونانية neos didymos ومعناها التوأم الجديد

الخصائص الكيميائية

النيوديميوم عنصر موجب الشحنة تماما، ويتفاعل ببطء مع الماء البارد، ولكن بسرعة مع الماء الساخن لتشكيل هيدروكسيد النيوديميوم (الرابع):

(2Nd(s) + 6 H2O (l) → 2 Nd(OH)3 (aq) + 3 H2 (g

يتفاعل معدن النيوديميوم بقوة مع الهالوجينات:

(2Nd(s) + 3 F2 (g) → 2 NdF3 (s [مادة بنفسجة]

(2Nd(s) + 3 Cl2 (g) → 2 NdCl3 (s [مادة بنفسجي فاتح]

(2Nd(s) + 3 Br2 (g) → 2 NdBr3 (s [مادة بنفسجية]
(2Nd(s) + 3 I2 (g) → 2 NdI3 (s[مادة خضراء]

التطبيقات

مغناطيس نيوديميوم مغناطيس النيوديميوم (في الواقع سبيكة، Nd2Fe14B) هي من اقوى المغانط المعروفة. يمكن لمغناطيس النيوديميوم ببضع جرامات أن يرفع ألف مرة وزنه. هذه المغانط هي أرخص وأخف وزنا وأقوى من مغناطيس السمريوم الكوبالت التقليدي. ومع ذلك، فهي ليست متفوقة في كل جانب، حيث أن المغناطيسات القائمة على النيوديميوم تفقد مغناطيسيتها في درجات حرارة منخفضة وتميل إلى الصدأ، في حين لا تفعل مغنطيس السمريوم الكوبالت ذلك. تظهر مغناطيسات النيوديميوم في منتجات مثل الميكروفونات، ومكبرات الصوت الاحترافية، وسماعات الأذن، والإيتار، والأقراص الصلبة في الكمبيوتر، حيث تتطلب حقولًا منخفضة الكتلة أو صغيرة الحجم ومغناطيسية قوية. ويتم استخدام النيوديميوم في المحطات الكهربائية للسيارات الهجين والكهربائية، على سبيل المثال، تتطلب المحركات الكهربائية تويوتا بريوس كيلوغرام واحد (2.2 رطل) من النيوديميوم لكل مركبة.