釹(Nd)元素

釹元素憑借其在稀土領(lǐng)域中的獨(dú)特地位，多年來(lái)成為市場(chǎng)關(guān)注的熱點(diǎn)。金屬釹的最大用戶是釹鐵硼永磁材料。釹鐵硼永磁體的問(wèn)世，為稀土高科技領(lǐng)域注入了新的生機(jī)與活力。釹鐵硼磁體磁能積高，被稱作當(dāng)代“永磁之王”，以其優(yōu)異的性能廣泛用于電子、機(jī)械等行業(yè)。阿爾法磁譜儀的研制成功，標(biāo)志著我國(guó)釹鐵硼磁體的各項(xiàng)磁性能已跨入世界一流水平。釹還應(yīng)用于有色金屬材料。在鎂或鋁合金中添加1.5～2.5%釹，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，摻釹的釔鋁石榴石產(chǎn)生短波激光束，在工業(yè)上廣泛用于厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在醫(yī)療上，摻釹釔鋁石榴石激光器代替手術(shù)刀用于摘除手術(shù)或消毒創(chuàng)傷口。釹也用于玻璃和陶瓷材料的著色以及橡膠制品的添加劑。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，稀土科技領(lǐng)域的拓展和延伸，釹元素將會(huì)有更廣闊的利用空間。

較活潑，室溫下在空氣中緩慢氧化，并可以燃燒，生成氧化釹。

4Nd 3O2=2Nd2O3

和冷水反應(yīng)緩慢，和熱水反應(yīng)迅速，生成氫氧化釹

2Nd 6H2O=2Nd(OH)3 3H2↑

可以和鹵素發(fā)生劇烈的反應(yīng)

2Nd 3F2=2NdF3

2Nd 3Cl2=2NdCl3

2Nd 3Br2=2NdBr3

2Nd 3I2=2NdI3

可以和酸發(fā)生反應(yīng)

例如2Nd 3H2SO4=Nd2(SO4)3 3H2↑2100433B

釹為銀白色金屬，熔點(diǎn)1024°C，密度7.004克/厘米3，有順磁性。釹是最活潑的稀土金屬之一，在空氣中能迅速變暗，生成氧化物;在冷水中緩慢反應(yīng)，在熱水中反應(yīng)迅速。摻釹的釔鋁石榴石和釹玻璃可代替紅寶石做激光材料，釹和鐠玻璃可做護(hù)目鏡。釹(Nd)：伴隨著鐠元素的誕生，釹元素也應(yīng)運(yùn)而生，釹元素的到來(lái)活躍了稀土領(lǐng)域，在稀土領(lǐng)域中扮演著重要角色，并且左右著稀土市場(chǎng)。

單質(zhì)密度：7.007g/cm3

單質(zhì)熔點(diǎn)：1024℃

單質(zhì)沸點(diǎn)：3074℃

體積彈性模量：Gpa，31.8

原子化焓：kJ/mol@25℃322

金屬釹熱容：J/(mol·K)：27.45

導(dǎo)電性：10^6/(cm·Ω)：0.0157

導(dǎo)熱系數(shù)：W/(m·K)：16.5

熔化熱:(千焦/摩爾)：7.140

汽化熱:(千焦/摩爾)：273.0

原子體積:(立方厘米/摩爾)：20.6

元素在宇宙中的含量:(ppm)：0.01

元素在太陽(yáng)中的含量:(ppm)：0.003

元素在海水中的含量:(ppm)

太平洋表面0.0000018

地殼中含量：(ppm)：38

元素原子量：144.24

晶體結(jié)構(gòu)：晶胞為六方晶胞。

相對(duì)原子質(zhì)量：144.24

常見(jiàn)化合價(jià)： 3

電負(fù)性：1.14

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

同位素及放射線：*Nd-142Nd-143Nd-144(放α[2.1E15y])Nd-145Nd-146Nd-147[10.98d]Nd-148Nd-149[1.72h]Nd-150

質(zhì)子數(shù)：60

中子數(shù)：84

電子數(shù)：60

原子核虧損質(zhì)量：0.95808u

電子親合和能：0KJ·mol-1

第一電離能：530KJ·mol-1

第二電離能：1034KJ·mol-1

第三電離能：0KJ·mol-1

原子半徑：2.64埃

離子半徑：未知埃

共價(jià)半徑：1.64埃

晶胞參數(shù)：

a=365.8pm

b=365.8pm

c=1179.9pm

α=90°

β=90°

γ=120°

氧化態(tài)：

MainNd 3

OtherNd 2,Nd 4

金屬釹維氏硬度：343MPa

聲音在其中的傳播速率：(m/S)2330

電離能(kJ/mol)

M-M 529.6

M -M2 1035

M2 -M3 2130

M3 -M4 3899

因?yàn)殁S離子的吸收譜線比較特殊，在不同光源下有不同顏色

硝酸釹可以將氧化釹、氫氧化釹或碳酸釹溶于硝酸得到：

• Nd₂O₃ 6 HNO₃→ 2 Nd(NO₃)₃ 3 H₂O

• Nd(OH)₃ 3 HNO₃→ Nd(NO₃)₃ 3 H₂O

所得溶液經(jīng)過(guò)小心蒸發(fā)可以得到水合硝酸釹，其中六水合物最常見(jiàn)。將六水合物繼續(xù)小心加熱，可以得到無(wú)水物。

釹性質(zhì)

化學(xué)性質(zhì)較活潑，室溫下在空氣中緩慢氧化，并可以燃燒，生成氧化釹：

4Nd 3O₂= 2Nd₂O₃

和冷水反應(yīng)緩慢，和熱水反應(yīng)迅速，生成氫氧化釹：

2Nd 6H₂O =2Nd(OH)₃ 3H₂↑

可以和鹵素發(fā)生劇烈的反應(yīng)：

2Nd 3F₂ = 2NdF₃

2Nd 3Cl₂ = 2NdCl₃

2Nd 3Br₂ = 2NdBr₃

2Nd 3I₂ = 2NdI₃

可以和酸發(fā)生反應(yīng)：

2Nd 3H₂SO₄ = Nd₂(SO4)₃ 3H₂↑

釹化合物

氧化釹，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(wú)機(jī)酸。相對(duì)密度7.24。熔點(diǎn)約1900℃，在空氣中加熱能部分生成釹的高價(jià)氧化物 。用于制取永磁材料、玻璃、陶瓷的著色劑和激光材料。在鎂或鋁合金中添加1.5%～2.5%納米氧化釹，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，摻納米氧化釹的納米氧化釔鋁石榴石產(chǎn)生短波激光束，在工業(yè)上廣泛用于厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在醫(yī)療上，摻納米氧化釹的納米氧化釔鋁石榴石激光器代替手術(shù)刀用于摘除手術(shù)或消毒創(chuàng)傷口。納米氧化釹也用于玻璃和陶瓷材料的著色以及橡膠制品和添加劑。