ნეოდიმი

ნეოდიმი^[1][2][3], ნეოდიუმი^[4] (ლათ. Neodymium < ბერძ. νέος — „ახალი“ და δίδυμος — „ტყუპისცალი“; ქიმიური სიმბოლო — ${\displaystyle {\ce {Nd}}}$) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეექვსე პერიოდის, ჯგუფგარეშე (ძველი კლასიფიკაციით მესამე ჯგუფის თანაური ქვეჯგუფის, IIIბ) ქიმიური ელემენტი. განეკუთვნება ლანთანოიდების ოჯახს. ატომური ნომერია — 60, ატომური მასა — 144.24, t_დნ — 1024 °C, t_დუღ — 3074 °C, სიმკვრივე — 7.01 გ/სმ³. მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის ლითონი. იყენებენ პრაზეოდიმთან ერთად უფერული მინის მისაღებად, ლაზერული მინის დასამზადებლად და სხვა.

ნეოდიმი

60Nd

144.24

4f4 6s2

ნეოდიმი, ₆₀Nd

ზოგადი თვისებები
მარტივი ნივთიერების ვიზუალური აღწერა	მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის ლითონი
სტანდ. ატომური წონა Ar°(Nd)	144.242±0.003 144.24±0.01 (დამრგვალებული)
ნეოდიმი პერიოდულ სისტემაში
წყალბადი ჰელიუმი ლითიუმი ბერილიუმი ბორი ნახშირბადი აზოტი ჟანგბადი ფთორი ნეონი ნატრიუმი მაგნიუმი ალუმინი სილიციუმი ფოსფორი გოგირდი ქლორი არგონი კალიუმი კალციუმი სკანდიუმი ტიტანი ვანადიუმი ქრომი მანგანუმი რკინა კობალტი ნიკელი სპილენძი თუთია გალიუმი გერმანიუმი დარიშხანი სელენი ბრომი კრიპტონი რუბიდიუმი სტრონციუმი იტრიუმი ცირკონიუმი ნიობიუმი მოლიბდენი ტექნეციუმი რუთენიუმი როდიუმი პალადიუმი ვერცხლი კადმიუმი ინდიუმი კალა სტიბიუმი ტელური იოდი ქსენონი ცეზიუმი ბარიუმი ლანთანი ცერიუმი პრაზეოდიმი ნეოდიმი პრომეთიუმი სამარიუმი ევროპიუმი გადოლინიუმი ტერბიუმი დისპროზიუმი ჰოლმიუმი ერბიუმი თულიუმი იტერბიუმი ლუტეციუმი ჰაფნიუმი ტანტალი ვოლფრამი რენიუმი ოსმიუმი ირიდიუმი პლატინა ოქრო ვერცხლისწყალი თალიუმი ტყვია ბისმუტი პოლონიუმი ასტატი რადონი ფრანციუმი რადიუმი აქტინიუმი თორიუმი პროტაქტინიუმი ურანი (ელემენტი) ნეპტუნიუმი პლუტონიუმი ამერიციუმი კიურიუმი ბერკელიუმი კალიფორნიუმი აინშტაინიუმი ფერმიუმი მენდელევიუმი ნობელიუმი ლოურენსიუმი რეზერფორდიუმი დუბნიუმი სიბორგიუმი ბორიუმი ჰასიუმი მეიტნერიუმი დარმშტადტიუმი რენტგენიუმი კოპერნიციუმი ნიჰონიუმი ფლეროვიუმი მოსკოვიუმი ლივერმორიუმი ტენესინი ოგანესონი – ↑ Nd ↓ U პრაზეოდიმი ← ნეოდიმი → პრომეთიუმი
ატომური ნომერი (Z)	60
პერიოდი	6 პერიოდი
ბლოკი	f-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია	[Xe] 4f4 6s2
ელექტრონი გარსზე	2, 8, 18, 22, 8, 2
ელემენტის ატომის სქემა
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში	მყარი სხეული
დნობის ტემპერატურა	1024 °C ​(1297 K, ​1875 °F)
დუღილის ტემპერატურა	3074 °C ​(3347 K, ​5565 °F)
სიმკვრივე (ო.ტ.)	7.007 გ/სმ3
სიმკვრივე (ლ.წ.)	6.89 გ/სმ3
დნობის კუთ. სითბო	7.14 კჯ/მოლი
აორთქ. კუთ. სითბო	289 კჯ/მოლი
მოლური თბოტევადობა	27.45 ჯ/(მოლი·K)
ნაჯერი ორთქლის წნევა P (პა) 1 10 100 1 k 10 k 100 k T (K)-ზე 1595 1774 1998 (2296) (2715) (3336)
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი	0, +2, +3, +4
ელექტროდული პოტენციალი	Nd←Nd3+ −2.32 ვ Nd←Nd2+ −2.2 ვ
ელექტრო­უარყოფითობა	პოლინგის სკალა: 1.14
იონიზაციის ენერგია	1: 533.1 კჯ/მოლ 2: 1040 კჯ/მოლ 3: 2130 კჯ/მოლ
ატომის რადიუსი	ემპირიული: 181 პმ
კოვალენტური რადიუსი (rcov)	201±6 პმ
ვან-დერ-ვალსის რადიუსი	166 პმ
მოლური მოცულობა	20.6 სმ3/მოლი
ნეოდიმის სპექტრალური ზოლები
სხვა თვისებები
ბუნებაში გვხვდება	პირველადი ნუკლიდების სახით
მესრის სტრუქტურა	ჰექსაგონალური
მესრის პერიოდი	3.658 Å
ბგერის სიჩქარე	2330 მ/წმ (20 °C)
თერმული გაფართოება	9.6 µმ/(მ·K)
ხვედრითი თბოტევადობა	16.5 ჯ/(K·მოლ)
თბოგამტარობა	643 ვტ/(მ·K)
მაგნეტიზმი	პარამაგნეტიკი
მაგნიტური ამთვისებლობა	6997562799999999999♠+5628.0×10−6 სმ3/მოლ
იუნგას მოდული	41.4 გპა
წანაცვლების მოდული	16.3 გპა
დრეკადობის მოდული	31.8 გპა
პუასონის კოეფიციენტი	0.281
ვიკერსის მეთოდი	345–745 მპა
ბრინელის მეთოდი	265–700 მპა
CAS ნომერი	7440-00-8
ისტორია
აღმომჩენია	კარლ აუერ ფონ ველსბახი (1841)
პირველი მიმღებია	Carl Auer von Welsbach (1885)
სახელი დაარქვა	კარლ აუერ ფონ ველსბახი (1885)
ნეოდიმის მთავარი იზოტოპები
იზო­ტოპი გავრცე­ლება­დობა ნახევ. დაშლა (t1/2) რადიო. დაშლა პრო­დუქტი 142Nd 27.2% სტაბილური 143Nd 12.2% სტაბილური 144Nd 23.8% 7015229000000000000♠2.29×1015 წ α 140Ce 145Nd 8.3% სტაბილური 146Nd 17.2% სტაბილური 148Nd 5.8% სტაბილური 150Nd 5.6% 7018670000000000000♠6.7×1018 წ β−β− 150Sm
ნეოდიმი ვიკისაწყობში •

ისტორია

ნეოდიმი აღმოჩენილი იქნა 1885 წელს ავსტრიელი ქიმიკოსის კარლ აუერ ფონ ველსბახის (Carl Auer von Welsbach) მიერ. მან გაჰყო იშვიათმიწა ლითონი, რომელიც ადრე ცნობილი იყო როგორც დიდიმიუმი და ითვლებოდა ერთ ელემენტად, ნეოდიმად და პრაზეოდიმიუმად. მაგრამ ნეოდიმის სუფთა სახით გამოყოფა მოხერხდა მხოლოდ 1925 წელს.

ბუნებაში

ნეოდიმის შემცველობა დედამიწის ქერქში შეადგენს (სხვადასხვა მონაცემებით) 25 — 37 გრ/ტ, ოკეანის წყალში 9,2×10⁻⁶ მგრ/ლ^[5].

იზოტოპები

ბუნებრივი ნეოდიმი შედგება 7 იზოტოპისაგან: ¹⁴²Nd (27,1 %), ¹⁴³Nd (12,2 %), ¹⁴⁴Nd (23,8 %), ¹⁴⁵Nd (8,3 %), ¹⁴⁶Nd (17,2 %), ¹⁴⁸Nd (5,8 %), ¹⁵⁰Nd (5,6 %) — ფრჩხილებში მოცემულია მისი შემცველობა ბუნებრივ ნარევში. მათ შორის ხუთი, როგორც ეს ცნობილია სტაბილურია, ხოლო ორი სუსტად რადიოაქტიურია: ¹⁴⁴Nd განიცდის ალფა-დაშლას ნახევარდაშლის პერიოდით 2,38×10¹⁵ წელი, ხოლო ¹⁵⁰Nd — ორმაგი ბეტა-დაშლა ნახევარდშლის პერიოდით 7×10¹⁸ წელი. 2003 წლისათვის ცნობილი იყო 29 ხელოვნური ნეოდიმის რადიოიზოტოპი მასური რიცხვებით 124-დან 161-მდე დიაპაზონში, რომლებსაც ასევე აქვთ 13 მეტასტაბილური მდგომარეობა^[6].

სტანდარტული ატომური მასა

ნეოდიმის სტანდარტულ ატომურ მასად მიღებულია — 144,242, რომელიც როგორც წესი იანგარიშება ბუნებაში არსებულ ყველა სტაბილურ იზოტოპტთა საშუალო შეწონილი მასით, მათი დედამიწის ქერქსა და ატმოსფეროში გავრცელების პროპორციულად.

იზოტოპი	Z	N	ატომური მასა (მ.ა.ე.)	% ბუნებაში	საშუალო შეწონილი
142Nd	60	82	141,9077233	27,1%	38,45699301
143Nd	60	83	142,9098143	12,2%	17,43499734
144Nd	60	84	143,9100873	23,8%	34,25060078
145Nd	60	85	144,9125736	8,3%	12,02774361
146Nd	60	86	145,9131169	17,2%	25,09705611
148Nd	60	88	147,9168930	5,8%	8,579179794
150Nd	60	90	149.9208910	5.6%	8,395569896
Ar, სტან.(Nd)				100%	144,242141

საბადოები

ნეოდიმი შედის ლანთანოიდები შემადგენლობაში, რომელთა საბადოები მდებარეობენ რუსეთში, აშშ-ში, ყაზახეთში, უკრაინაში, ავსტრალიაში, ბრაზილიაში, ინდოეთში, სკანდინავიაში. მაგრამ ძირითად მწარმოებელს წარმოადგენს ჩინეთი. თუ კი მსოფლიოში იშვიათმიწა ნედლეულის საერთო ბაზა შეადგენს მიახლოებით 100 მლნ. ტ, მაშინ ჩინეთზე მოდის 52 მლნ ტონამდე, და ჩინეთი მსოფლიო საჭიროების 92-94 % მიაწოდებს^[7].

მიღება

ნეოდიმი იშვიათმიწა ელემენტების გამოყოფისას კონცენტრირდება მჩატე ლანთანოიდებთან და გამოიყოფა პრაზეოდიმიომთან ერთად; Pr(III) და Nd(III) ნაერთების ნარევს დიდიმიუმს უწოდებენ. ლითონურ ნეოდიმს მიიღებენ უწყლო ჰალოგენიდების ელექტროლიზით ან მეტალოთერმიით კალციუთერმული აღდგენით. შენალღობის ელექტროლიზი NdF₃ или NdCl₃ (ჰალოგენიდების დამატებით Li, К, Са, Ва) მიდის 1000 °C-ზე და კათადური დენის სიმჭიდროვე 4,7 А/სმ²; ანოდის და კათოდის მასალაა — გრაფიტი.

ღირებულება

99-99,9 %-ის სიწმინდის ნეოდიმის ფასი შეადგენს 460 დოლარზე მეტი^[8] ერთ კილოგრამზე, წარმოების ტექნოლოგიაზე და ქვეყნის გათვალისწინებით, ასევე ბოლო პროდუქტის ფორმაზე და გამოყენების სფეროზე. ბოლო დროს შეიმჩნევა ფასების სწრაფი ზრდა ნეოდიმზე^[7].

გამოყენება

ნეოდიმი — ერთ ერთი ყველაზე ფართოდ გამოყენებადი ლანთანოიდია ცერიუმთან და ლანთანთან ერთად. ნეოდიმის გამოყენების მთავარ დარგებს წარმოადგენენ:

• სპეციალური კონსტრუქციული შენადნობებისა და ფოლადის (მოდიფიცირებული მაღალხარისხოვანი ფოლადების) ლეგირება, ნეოდიმი როგორც დანამატი, მინარევი (1,5 %-მდე) ერთნახევარჯერ ზრდის წმინდა ტიტანის სიმტკიცეს და ამიტომაც გამოიყენებენ მის ლეგირებისათვის.
• მუდმივი მძლავრი მაგნიტების (ნეოდიმი-იტრიუმი-კობალტი, ნეოდიმი-რკინა-ბორი) წარმოებისათვის,
• ფერადი მინების (იისფერი ნეოდიმიანი მინა) და ლაზერის მასალების (ტალღების სიგრძე 1063 ნმ - ინფრაწითელი გამოსხივება) წარმოებისათვის.

მასალა გამოიყენება სოფლის მეურნეობაშიც (სათესლე მასალის დამუშავება ამოსვლის დასაჩქარებლად და უხვი მოსავლიანობისათვის).

ნეოდიმს შეუძლია ტელურიდების, ბისმუტისა და სტიბიუმის სელენიდების საფუძველის თერმოელექტრული მასალების სიმტკიცის მკვეთრად გაზრდა და გაზარდოს ამ მასალების თერმო-ე.მ.ძ. არის მინიშნება რომ, ნეოდიმით ლეგირება ამტკიცებს ბისმუტი-ტელური-ცეზიუმის შენადნობების სისტემას, ასევე თერმო-ე.მ.ძ. და დროებით სტაბილურობას.

ნეოდიმის ოქსიდი გამოიყენება როგორც დიელექტრიკი ზემცირე გაფართოების კოეფიციენტით.

ნეოდიმის ფტორიდი გამოიყენება მაღალხარისხოვანი მინის ბოჭკოების მისაღებად, ბოჭკოვან ოპტიკაში.

ნეოდიმის ტელურიდი — ძალიან კარგი თერმოელექტრული მასალაა და თერმოელექტრული შენადნობების შემადგენელი კომპონენტია, რომელიც ზრდის სიმტკიცეს და ამაღლებს მის ელექტრუფიზიკურ მაჩვენებლებს (თერმო-ე.მ.ძ. 170 მკვ//К).

ბიოლოგიური როლი

რესურსები ინტერნეტში

• ვიქსიკონში განმარტებულია სიტყვა: ნეოდიმი
• ნეოდიმი Webelements-ზე
• ნეოდიმი ქიმიური ელემენტ. პოპულარულ ბიბლიოთეკაში დაარქივებული 2007-03-14 საიტზე Wayback Machine.
• ნეოდიმი საიტ Xumuk.ru-ზე