Neodymium
Neodym ist ein silberweißes Metall. Als 3. Element der Gruppe der Lanthanoide werden von den 6 Außenelektronen, [Xe] 4f4 6s2, bei chemischen Reaktionen nur 3, in Ausnahmefällen 4, abgegeben, so dass Neodym überwiegend blauviolette Neodym(III)-Verbindungen bildet. Aus NdF3 kann durch Reduktion mit Calcium das Metall gewonnen werden, das als Legierungsbestandteil die Festigkeit von Magnesiumlegierungen erhöht. Verschiedene Verbindungen, wie das Oxid, Nd2O3, werden in der Glasindustrie und der optischen Industrie genutzt.
Eigenschaften des Elements
| Einordnung in das Periodensystem der Elemente und Eigenschaften | Atombau |
| Ordnungszahl: 60 | 60 Protonen 60 Elektronen |
| 6. Periode | 6 besetzte Elektronenschalen |
| Gruppe der Lanthanoide | 3 (6) Außenelektronen |
| Elektronenkonfiguration im Grundzustand | [Xe] 6s24f4 |
| Elektronegativität | 1,1 |
| Ionisierungsenergie in eV | 5,49 |
| häufigste Oxidationszahlen | III |
| Atommasse des Elements in u | 144,24 |
| Atomradius in 10- 1 0m | 1,821 |
| Ionenradius in 10- 1 0m | 1,04 (+3) |
| Aggregatzustand im Normalzustand | fest |
Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur
Dichte in  bei 25 °C | 7,0 |
| Härte nach Mohs | 2 - 3 |
Schallgeschwindigkeit in  | 2330 |
| Schmelztemperatur in °C | 1020 |
spezifische Schmelzwärme in  | 49,5 |
| Siedetemperatur in °C | 3030 |
| spezifische Verdampfungswärme in | 1966,86 |
Standardentropie S0 in  | |
Wärmeleitfähigkeit in  bei 27 °C | 16,5 |
spezifische Wärmekapazität in  | 0,190 |
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3  | |
spez. elektrischer Widerstand in  | 64,30 |
| Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre, Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe) | 0,002 2 |
Isotope des Elements
In der Natur besteht Neodymium aus einem Gemisch von fünf stabilen und zwei instabilen, radioaktiven Isotopen. Weitere radioaktive Isotope wurden künstlich hergestellt.
| Ordnungszahl Z | Massenzahl A | Atommasse in u | Häufigkeit in % | Art der Strahlung und Energie in MeV | Halbwertszeit |
| 60 | 142 | 144,907 | 27,1% | ||
| 143 | 142,909 | 12,2% | |||
| 144 | 143,910 | 23,9% | α: 1,83 | 5 · 101 5 a | |
| 145 | 144,912 | 8,3% | |||
| 146 | 145,913 | 17,2% | |||
| 148 | 147,916 | 5,7% | |||
| 150 | 149,920 | 5,6% | β  | 1,7 · 101 9a |
Energieniveauschema
Weitere Eigenschaften
Neodymium bildet zwei allotrope Modifikationen aus: α-Neodymium und β-Neodymium. Es ist ein silberglänzendes Schwermetall. Das Metall besitzt eine mittlere Schmelz- und Siedetemperatur. Neodymium gehört zu den Seltenerdmetallen und zählt zu den Lanthanoiden. In seinen Verbindungen bildet Neodymium die Oxidationsstufen II, III und IV aus, wobei die Stufe III die stabilste und wichtigste darstellt. Es ist ein relativ unedles und reaktionsfähiges Metall. An Luft läuft es schnell gelblich an, was auf die oberflächliche Oxidation des Metalls zurückzuführen ist. Von Säuren wird es rasch aufgelöst. Mit kaltem Wasser reagiert es langsam, mit heißem schnell unter Auflösung und Wasserstoffentwicklung. Die Verbindungen des Neodymiums sind meist rotviolett bzw. blau gefärbt.
Entdeckung
Durch die Zerlegung der Didymerde durch fraktionierte Kristallisation der Ammonium-Doppelnitrate entdeckte und stellte der österreichische Chemiker CARL AUER von WELSBACH (1858 - 1929) erstmals Neodymium her. Er entdeckte dabei auch Praseodymium und nannte aufgrund der Verwandtschaft zu diesem das neue Element «Neodym», das heißt so viel wie neuer Zwilling, und gab ihm das chemische Symbol «Nd».
Vorkommen/Herstellung
Es steht an 33. Stelle der Elementhäufigkeit und gehört damit zu den weniger häufigen Elementen der Erde. Neodymium kommt in der Natur meist mit Praseodymium zusammen in Cermineralen vor. Die Herstellung erfolgt daher ähnlich der von Praseodymium, d. h. die Erze werden durch Flotation, Magnet- und elektrostatische Scheidung angereichert und in Chloride oder Fluoride überführt. Durch Ionenaustausch- oder Flüssig-Flüssig-Extraktion mit EDTA werden diese getrennt. Durch anschließende Reduktion der Halogenide mit Calcium erhält man das reine Neodymium.
Verwendung
In der Technik wird Neodymium meist als Legierungsbestandteil eingesetzt (häufig in Magnesiumlegierungen). Dadurch werden die mechanischen Eigenschaften verbessert. Außerdem wird es zur Herstellung von Permanentmagneten, zur Herstellung von Feuersteinen, als Aktivator in Bildschirmröhren für Farbfernseher u. a. verwendet. Mithilfe von Neodymiumverbindungen werden Glas und Email gefärbt bzw. Sonnenschutzgläser oder Absorptionsfilter hergestellt.
Wichtige Verbindungen
Das Oxid Nd3O3 mit hellbrauner Farbe und das violette Halogenid NdCl3.
Bau
Nd bildet bei Raumtemperatur ein hexagonal-dichtes Gitter.
