Neodym (Nd), chemisches Element, ein Seltenerdmetall der Lanthanidreihe des Periodensystems.
Neodym ist ein duktiles und formbares silberweißes Metall. Es oxidiert leicht an der Luft unter Bildung eines Oxids, Nd2O3, das leicht abplatzt und das Metall einer weiteren Oxidation aussetzt. Das Metall muss versiegelt in einer Kunststoffabdeckung gelagert oder im Vakuum oder in einer inerten Atmosphäre aufbewahrt werden. Es reagiert allmählich mit Mineralsäuren – mit Ausnahme von Flusssäure (HF), in der es eine Schutzschicht aus Trifluorid, NdF3, bildet. Neodym ist stark paramagnetisch und ordnet sich bei 7,5 und 19,9 K (–265,7 und –253,3 ° C oder –446,2 und –423,9 ° F) antiferromagnetisch an, wobei sich spontane magnetische Momente an verschiedenen unabhängigen Stellen, hexagonal bzw. kubisch, getrennt entwickeln.
Der österreichische Chemiker Carl Auer von Welsbach entdeckte 1885 Neodym, indem er aus Didymia (einem Gemisch von Seltenerdoxiden) hergestelltes Ammoniumdidymnitrat durch wiederholte Kristallisation in eine Neodymfraktion und eine Praseodymfraktion trennte. Von den Seltenen Erden sind nur Yttrium, Lanthan und Cer zahlreicher als Neodym. In den magmatischen Gesteinen der Erdkruste ist es mehr als doppelt so häufig wie Blei und etwa halb so reichlich wie Kupfer.
Neodym kommt in den Mineralien Monazit und Bastnasit vor und ist ein Produkt der Kernspaltung. Flüssig-Flüssig-Trenn- oder Ionenaustauschtechniken werden zur Trennung und Reinigung von Neodym eingesetzt. Das Metall selbst wird durch Elektrolyse der kondensierten Halogenide oder durch metallotherme Reduktion des Fluorids mit Calcium hergestellt. Es gibt zwei Allotrope (Strukturformen) von Neodym: Die α-Phase ist doppelt dicht gepackt hexagonal mit a = 3,6582 Å und c = 11,7966 Å bei Raumtemperatur. Die β-Phase ist kubisch raumzentriert mit a = 4,13 Å bei 883 ° C (1.621 ° F).
Die Hauptanwendung von Neodym liegt in hochfesten Permanentmagneten auf der Basis von Nd2Fe14B, die in verwendet werden Hochleistungs-Elektromotoren und -generatoren sowie Spindelmagnete für Computerfestplatten und Windkraftanlagen. Das Metall wird in der Elektronikindustrie, bei der Herstellung von Stahl und als Bestandteil einer Reihe von Eisen- und Nichteisenlegierungen verwendet, darunter Mischmetall (15 Prozent Neodym), das für leichtere Feuersteine verwendet wird. Das Metall selbst – und als Legierung mit einem anderen Lanthanoid, Erbium – wurde als Regenerator in Niedertemperatur-Kryokühleranwendungen eingesetzt, um eine Abkühlung auf 4,2 K (–269 ° C oder –452 ° F) zu erreichen. Seine Verbindungen werden in der Keramikindustrie für Glasuren und zum Färben von Glas in verschiedenen Farbtönen von Rosa bis Lila verwendet. Neodym-stabilisiertes Yttrium-Aluminium-Granat (YAG) ist Bestandteil vieler moderner Laser, und Neodym-Gläser werden in Glasfasern verwendet. Eine Mischung aus Neodym und Praseodym absorbiert Licht im Bereich der schädlichen Natrium-D-Spektrallinien und wird daher im Glas von Schweißer- und Glasbläserbrillen verwendet.
Das Element in seinen Verbindungen wie das Oxid Nd2O3 und das Hydroxid Nd (OH) 3 befinden sich fast immer in der Oxidationsstufe +3; Das Nd3 + -Ion ist in Wasser stabil. Es wurden nur wenige Verbindungen von Neodym im + 2-Zustand hergestellt, wie das Diiodid NdI 2 und das Dichlorid NdCl 2; Das Nd2 + -Ion ist in wässriger Lösung instabil