ネオジム

原子番号60の元素 From Wikipedia, the free encyclopedia

ネオジム（英: neodymium [ˌniː.ɵˈdɪmiəm]、独: Neodym [neoˈdyːm]）は、原子番号60の金属元素。元素記号は Nd。希土類元素の一つで、ランタノイドにも属する。

名称, 記号, 番号ネオジム, Nd, 60
分類ランタノイド
族, 周期, ブロックn/a, 6, f
原子量144.242 
概要 外見, 一般特性 ...
プラセオジム ← ネオジム → プロメチウム
-
↑
Nd
↓
U
Element 1: 水素 (H),
Element 2: ヘリウム (He),
Element 3: リチウム (Li),
Element 4: ベリリウム (Be),
Element 5: ホウ素 (B),
Element 6: 炭素 (C),
Element 7: 窒素 (N),
Element 8: 酸素 (O),
Element 9: フッ素 (F),
Element 10: ネオン (Ne),
Element 11: ナトリウム (Na),
Element 12: マグネシウム (Mg),
Element 13: アルミニウム (Al),
Element 14: ケイ素 (Si),
Element 15: リン (P),
Element 16: 硫黄 (S),
Element 17: 塩素 (Cl),
Element 18: アルゴン (Ar),
Element 19: カリウム (K),
Element 20: カルシウム (Ca),
Element 21: スカンジウム (Sc),
Element 22: チタン (Ti),
Element 23: バナジウム (V),
Element 24: クロム (Cr),
Element 25: マンガン (Mn),
Element 26: 鉄 (Fe),
Element 27: コバルト (Co),
Element 28: ニッケル (Ni),
Element 29: 銅 (Cu),
Element 30: 亜鉛 (Zn),
Element 31: ガリウム (Ga),
Element 32: ゲルマニウム (Ge),
Element 33: ヒ素 (As),
Element 34: セレン (Se),
Element 35: 臭素 (Br),
Element 36: クリプトン (Kr),
Element 37: ルビジウム (Rb),
Element 38: ストロンチウム (Sr),
Element 39: イットリウム (Y),
Element 40: ジルコニウム (Zr),
Element 41: ニオブ (Nb),
Element 42: モリブデン (Mo),
Element 43: テクネチウム (Tc),
Element 44: ルテニウム (Ru),
Element 45: ロジウム (Rh),
Element 46: パラジウム (Pd),
Element 47: 銀 (Ag),
Element 48: カドミウム (Cd),
Element 49: インジウム (In),
Element 50: スズ (Sn),
Element 51: アンチモン (Sb),
Element 52: テルル (Te),
Element 53: ヨウ素 (I),
Element 54: キセノン (Xe),
Element 55: セシウム (Cs),
Element 56: バリウム (Ba),
Element 57: ランタン (La),
Element 58: セリウム (Ce),
Element 59: プラセオジム (Pr),
Element 60: ネオジム (Nd),
Element 61: プロメチウム (Pm),
Element 62: サマリウム (Sm),
Element 63: ユウロピウム (Eu),
Element 64: ガドリニウム (Gd),
Element 65: テルビウム (Tb),
Element 66: ジスプロシウム (Dy),
Element 67: ホルミウム (Ho),
Element 68: エルビウム (Er),
Element 69: ツリウム (Tm),
Element 70: イッテルビウム (Yb),
Element 71: ルテチウム (Lu),
Element 72: ハフニウム (Hf),
Element 73: タンタル (Ta),
Element 74: タングステン (W),
Element 75: レニウム (Re),
Element 76: オスミウム (Os),
Element 77: イリジウム (Ir),
Element 78: 白金 (Pt),
Element 79: 金 (Au),
Element 80: 水銀 (Hg),
Element 81: タリウム (Tl),
Element 82: 鉛 (Pb),
Element 83: ビスマス (Bi),
Element 84: ポロニウム (Po),
Element 85: アスタチン (At),
Element 86: ラドン (Rn),
Element 87: フランシウム (Fr),
Element 88: ラジウム (Ra),
Element 89: アクチニウム (Ac),
Element 90: トリウム (Th),
Element 91: プロトアクチニウム (Pa),
Element 92: ウラン (U),
Element 93: ネプツニウム (Np),
Element 94: プルトニウム (Pu),
Element 95: アメリシウム (Am),
Element 96: キュリウム (Cm),
Element 97: バークリウム (Bk),
Element 98: カリホルニウム (Cf),
Element 99: アインスタイニウム (Es),
Element 100: フェルミウム (Fm),
Element 101: メンデレビウム (Md),
Element 102: ノーベリウム (No),
Element 103: ローレンシウム (Lr),
Element 104: ラザホージウム (Rf),
Element 105: ドブニウム (Db),
Element 106: シーボーギウム (Sg),
Element 107: ボーリウム (Bh),
Element 108: ハッシウム (Hs),
Element 109: マイトネリウム (Mt),
Element 110: ダームスタチウム (Ds),
Element 111: レントゲニウム (Rg),
Element 112: コペルニシウム (Cn),
Element 113: ニホニウム (Nh),
Element 114: フレロビウム (Fl),
Element 115: モスコビウム (Mc),
Element 116: リバモリウム (Lv),
Element 117: テネシン (Ts),
Element 118: オガネソン (Og),
Neodymium has a hexagonal crystal structure
60Nd
外見
銀白色
一般特性
名称, 記号, 番号 ネオジム, Nd, 60
分類 ランタノイド
族, 周期, ブロック n/a, 6, f
原子量 144.242 
電子配置 [Xe] 4f4 6s2
電子殻 2, 8, 18, 22, 8, 2（画像）
物理特性
相 固体
密度（室温付近） 7.007 g/cm3
融点での液体密度 6.89 g/cm3
融点 1297 K, 1024 °C, 1875 °F
沸点 3347 K, 3074 °C, 5565 °F
融解熱 7.14 kJ/mol
蒸発熱 289 kJ/mol
熱容量 (25 °C) 27.45 J/(mol·K)
蒸気圧
圧力 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
温度 (K) 1595 1774 1998 (2296) (2715) (3336)
原子特性
酸化数 3, 2（弱塩基性酸化物）
電気陰性度 1.14（ポーリングの値）
イオン化エネルギー 第1： 533.1 kJ/mol
第2： 1040 kJ/mol
第3： 2130 kJ/mol
原子半径 181 pm
共有結合半径 201±6 pm
その他
結晶構造 六方晶系
磁性 常磁性、反強磁性 (< 20 K)[1]
電気抵抗率 (r.t.) (α, poly) 643 nΩ⋅m
熱伝導率 (300 K) 16.5 W/(m⋅K)
熱膨張率 (r.t.) (α, poly) 9.6 μm/(m⋅K)
音の伝わる速さ
（微細ロッド）		 (20 °C) 2330 m/s
ヤング率 (α form) 41.4 GPa
剛性率 (α form) 16.3 GPa
体積弾性率 (α form) 31.8 GPa
ポアソン比 (α form) 0.281
ビッカース硬度 343 MPa
ブリネル硬度 265 MPa
CAS登録番号 7440-00-8
主な同位体
詳細はネオジムの同位体を参照
同位体 NA 半減期 DM DE (MeV) DP
142Nd 27.2% 中性子82個で安定
143Nd 12.2% 中性子83個で安定
144Nd 23.8% 2.29 × 1015 y α 1.905 140Ce
145Nd 8.3% >6 × 1016 y α - 141Ce
146Nd 17.2% 中性子86個で安定
148Nd 5.7% >3 × 1018 y α - 144Ce
150Nd 5.6% 6.7 × 1018 y β−β− 3.367 150Sm
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名称

ギリシャ語で「新しい」を意味する neos とジジミウムを合成[2]した名称である。ジジミウムはプラセオジムとネオジムの混合物で、かつては1つの元素と考えられていた。ネオジムはプラセオジムとともに1885年にジジミウムから単離・発見され、「新しいジジミウム」を意味する名称が付された。

日本語表記の「ネオジム」はドイツ語の Neodym の字訳である。さらに日本語表記では製品名などで「ネオジウム」「ネオジューム」と使用されることもある。これは商標表記やブランド表記とというビジネス視点であり、元素名表記そのものではないので混同してはならない。

性質

銀白色の金属で、常温、常圧で安定な結晶構造は複六方最密充填構造（ABACスタッキング）、868℃ - 1021℃の間は体心立方格子で安定する。比重は7.0、融点は1,024 摂氏 (℃)、沸点は3,027 ℃。安定な原子価は4f3 の電子配置をとる3価である。常温下の空気中では表面のみが酸化され、高温下では燃焼して淡赤紫色の酸化ネオジム(III) Nd2O3 となる。ハロゲン元素と反応してハロゲン化物 NdX3 を、熱水と徐々に反応して水素および水酸化物を、それぞれ生成する。酸に易溶で、3価の淡赤紫色の水和イオン Nd3+(aq) を生成する。

ランタノイドの中では比較的イオン半径が大きい。

→詳細は「ランタノイド収縮」を参照

単斜晶構造のリン酸塩であるモナズ石 (Ce,La,Nd,Th)PO4 に含有される。単体のネオジムは、無水塩化ネオジムを融解塩電解またはカルシウムやナトリウムで還元して得る。

用途

磁石
強い磁力を有する永久磁石に用いられる。ネオジム、鉄、ホウ素の化合物である Nd2Fe14B は、高磁力の永久磁石であるネオジム磁石となり高性能のモーターやスピーカーなどに広く利用されている。 金属ネオジムは主に非常に強力な永久磁石ネオジム鉄ホウ素磁石の製造に用いられ、特殊な高温合金とスパッタリングターゲットの製造にも用いられる。 [3]
光学材料
ガラスに適量のネオジムの酸化物を添加して得られる、可視光のうち黄色系統の光を吸収して他色の光は透過させる特性から、Nd2O3 がガラスの着色剤として用いられる。
その他

歴史

カール・アウアー・フォン・ヴェルスバッハが、元来は一つの元素と考えられていた混合物であるジジミウム (didymium) から、プラセオジムと共に1885年に発見[2]する。

化合物

化合物中の原子価は 4f3 の電子配置をとる3価が唯一安定なものである。4価を含む化合物が合成されたという報告もいくつかあるが、いずれも疑わしい[6]。

同位体

→詳細は「ネオジムの同位体」を参照

脚注

関連項目

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