釹(Nd)元素

釹元素:

釹為銀白色金屬,熔點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,在熱水中反應迅速。摻釹的釔鋁石榴石和釹玻璃可代替紅寶石做雷射材料,釹和鐠玻璃可做護目鏡。釹(Nd):伴隨著鐠元素的誕生,釹元素也應運而生,釹元素的到來活躍了稀土領域,在稀土領域中扮演著重要角色,並且左右著稀土市場。

釹元素的作用:

  釹元素憑藉其在稀土領域中的獨特地位,多年來成為市場關注的熱點。金屬釹的最大用戶是釹鐵硼永磁材料。釹鐵硼永磁體的問世,為稀土高科技領域注入了新的生機與活力。釹鐵硼磁體磁能積高,被稱作當代“永磁之王”,以其優異的性能廣泛用於電子、機械等行業。阿爾法磁譜儀的研製成功,標誌著我國釹鐵硼磁體的各項磁性能已跨入世界一流水平。釹還套用於有色金屬材料。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生短波雷射束,在工業上廣泛用於厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在醫療上,摻釹釔鋁石榴石雷射器代替手術刀用於摘除手術或消毒創傷口。釹也用於玻璃和陶瓷材料的著色以及橡膠製品的添加劑。隨著科學技術的發展,稀土科技領域的拓展和延伸,釹元素將會有更廣闊的利用空間。

釹的物理特性:

單質密度:7.007g/cm3
單質熔點:1024℃
單質沸點: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
導電性:10^6/(cm·Ω):0.0157
導熱係數: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
晶體結構:晶胞為六方晶胞。
相對原子質量:144.24
常見化合價:+3
電負性: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
質子數:60
中子數:84
電子數:60
原子核虧損質量: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
共價半徑:1.64埃
晶胞參數:
a=365.8pm
b=365.8pm
c=1179.9pm
α=90°
β=90°
γ=120°
氧化態:
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
因為釹離子的吸收譜線比較特殊,在不同光源下有不同顏色

釹的化學性質

較活潑,室溫下在空氣中緩慢氧化,並可以燃燒,生成氧化釹。
4Nd+3O2=2Nd2O3
和冷水反應緩慢,和熱水反應迅速,生成氫氧化釹
2Nd+6H2O=2Nd(OH)3+3H2↑
可以和鹵素髮生劇烈的反應
2Nd+3F2=2NdF3
2Nd+3Cl2=2NdCl3
2Nd+3Br2=2NdBr3
2Nd+3I2=2NdI3
可以和酸發生反應
例如2Nd+3H2SO4=Nd2(SO4)3+3H2↑

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