neodym – Store norske leksikon (original) (raw)
Neodym er det 60. grunnstoffet i periodesystemet. Det har atomnummer 60, atommasse 144,2 og atomsymbol Nd.
Metallisk neodym.
Neodym er et grunnstoff som i ren form er et sølvhvitt og formbart metall.
Faktaboks
av gresk neo-, 'ny-' og didymos, 'tvilling'
Engelsk navn
neodymium
Nd
60
144,2
Bruk
Metallisk neodym har få bruksområder, men har i spesielle tilfeller blitt tilsatt i legeringer, blant annet til magnesiumlegeringer.
I magneter
Neodym brukes til å lage svært sterke magneter.
Neodym legert med jern og bor (Nd2Fe14B) brukes til å lage kraftige permanentmagneter som er tusen ganger sterkere enn vanlige magneter. Disse neodymbaserte magnetene finnes blant annet i mikrofoner, i høyttalere og i de små elektromotorene som styrer dørlåser og elektriske vindusruter i biler.
Farging av kunsthåndverk
Neodymglass, farget med neodymoksid, Nd2O3.
Forbindelsene neodymoksid og neodymklorid blir brukt til å farge glass, emalje og porselen for å motvirke jernfarger i disse, og til fremstilling av blåfiolette neophanglass. Dette glasset holder tilbake ultrafiolett lys og deler av sollyset.
Glasset har også sterke absorpsjonsbånd i gult og blir brukt i beskyttelsesbriller for sveisere og glassblåsere for å filtrere ut den gule natriumlinjen i flammer.
I kunstige edelstener
Spor av neodymoksid blir dessuten brukt ved fremstilling av kunstige edelstener, som granat, og som tilsetning til krystaller, for eksempel yttriumvanadat, eller glass for bruk i laserteknikken. Neodymoksid og neodymklorid er også blitt brukt som katalysator ved forskjellige industrielle prosesser.
Forekomst
Grunnstoffet cerium ble oppdaget i mineralet ceritt. Her er ceritt mørkebrunt, nesten svart. Det er den viktigste bestanddelen i dette eksemplaret.
Nest etter cerium og lantan er neodym det vanligste av lantanoidene. I jordskorpen forekommer neodym i større mengder enn kjente metaller som bly, tinn, sølv og gull.
Neodym følger cerium i mineraler som monazitt, bastnäsitt og cerritt. De to første er de viktigste i kommersiell fremstilling av lantanoidene, og monazitt inneholder 9–20 prosent neodym, mens bastnäsitt inneholder 2–15 prosent neodym.
I kroppen
Neodym har ingen biologisk rolle, og metallet finnes i små konsentrasjoner i kroppen. Løselige salter er mildt giftige ved inntak. Støv av praseodymsalter og metallpulver irriterer huden og tårekanalene.
Historie
Det første trinnet i å separere neodym fra andre lantanoider ble foretatt av svensken Carl Gustaf Mosander i 1841. Han separerte ut en fraksjon fra mineralet ceritt som han mente bestod av to grunnstoffer. Det ene kalte han lantan og det andre didym (av gresk didymos, 'tvilling'), fordi det var «en tvilling» som ikke kunne skilles fra lantan.
I 1885 viste imidlertid østerrikeren Carl Auer von Welsbach at didym bestod av to grunnstoffer. Disse fikk navnene praseodym (av gresk praseos, 'løkgrønn' og didymos, 'grønn tvilling') og neodym ('ny tvilling').
Metallisk neodym ble først fremstilt i 1925.
Fremstilling
For å fremstille neodym løses de neodymholdige mineralene i svovelsyre. Etter at thoriumfraksjonen er fjernet, felles neodym og de andre lantanoidene som oksalat eller som et dobbeltsulfat med natriumsulfat. Lantanoidene skilles fra hverandre ved ionebyttingsmetoder eller væske–væske-ekstraksjon.
Metallisk neodym fremstilles ved metallotermisk reduksjon av neodymoksid, som har kjemisk formel Nd2O3, eller ved elektrolyse av kloridsmelter.
Det produseres lite rent neodymmetall, men neodymoksid produseres i størrelsesorden 7000 tonn per år.
Kjemiske egenskaper
Neodym dekket av et tynt, ikke-beskyttende oksidlag.
Neodym er et sølvhvitt metall som oksideres i tørr luft med dannelse av et tynt oksidbelegg. I fuktig luft dannes et ikke-beskyttende belegg av oksidhydrater som gradvis skaller av. Metallet bør derfor oppbevares under hydrokarboner eller på annen måte som forhindrer kontakt med luft.
Ved oppvarming i luft antennes neodym ved 300–400 °C, og det brenner til neodym(III)oksid.
Forbindelser
Neodym(III)acetat, Nd(CH3COO)3. Den svakt fiolette fargen kommer fra Nd3+-ionene.
Det har blitt fremstilt flere hundre neodymforbindelser med mål om å utvikle bedre separasjonsmetoder og for kommersielt bruk. Neodym er hovedsakelig treverdig (det vil si at det har oksidasjonstall +III) i sine kjemiske forbindelser, men to- og fireverdig neodym er også kjent.
De viktigste neodymforbindelsene er:
- neodym(III)fluorid, med kjemisk formel NdF3, som blir brukt til fremstilling av neodym
- neodym(III)nitrat, Nd(NO3)3 · 6H2O, som sammen med magnesiumnitrat Mg(NO3)2 har spilt en viktig rolle ved renfremstilling av neodym
- neodym(III)oksalat, Nd2(C2O4)3 · 10H2O, som er et viktig middel til å skille neodym fra andre grunnstoffer
- neodym(III)oksid, Nd2O3, som er et lyseblått pulver som blir brukt til å fjerne jernfarger i glass, til farging av glass, i keramiske kondensatorer, i lasere, som tilsetning til karbon-lysbueelektroder
- neodym(III)sulfat, Nd2(SO4)3 · 8H2O, som danner rosa krystaller som dannes ved oppslutning av monazitt og bastnäsitt med svovelsyre, og spiller som dobbeltsulfat med natriumsulfat en viktig rolle ved den videre opparbeidelsen av lantanoidene og anvendes i glassindustrien
Elektronkonfigurasjon
Neodyms ytre elektronkonfigurasjon består av 4f46s2-elektroner. I neodyms treverdige kjemiske forbindelser er de to 6s-elektronene og ett av 4f-elektronene avgitt. De to- og fireverdige neodymionene Nd2+ og Nd4+ har henholdsvis fire og to 4f-elektroner (4f4 og 4f2). Det treverdige neodymionet Nd3+, er rødlig farget. Denne fargen har derfor også neodymsaltene.