釹(化學元素)

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。

基本介紹

• 中文名：釹
• 英文名：neodymium
• 化學式：Nd
• 分子量：144.242
• CAS登錄號：7440-00-8
• EINECS登錄號：231-109-3
• 熔點：1024℃
• 危險性符號：R36/37/38
• 危險性描述：刺激眼睛、皮膚
• 發現者：馮·韋爾塞巴赫

發現歷史

發現人：馮·韋爾塞巴赫 發現年代：1885年

發現過程：1885年由馮·韋爾塞巴赫發現的。

元素描述：銀白色金屬，較活潑，室溫下在空氣中緩慢氧化，能與水和酸作用放出氫。有順磁性。

自莫桑德爾先後發現鑭、鉺和鋱以後，各國化學家特別注意從已發現的稀土元素去分離新的元素。在發現釤和釓的同一時期里，1885年奧地利化學家韋爾塞巴赫從didymium（當時被認為是一種稀土元素）的氧化物中分離出兩種新元素的氧化物，其中一種被命名為neodidymium，後來被簡化為neodymium，元素符號Nd。

釹、鐠、釓、釤都是從當時被認為是一種稀土元素didymium中分離出來的。由於它們的發現，didymium不再被保留。而正是它們的發現打開了發現稀土元素的第三道大門，是發現稀土元素的第三階段。但這僅是完成了第三階段的一半工作。確切的將應該是打開了鈰的大門或完成了鈰的分離，另一半就將是打開釔的大門或是完成釔的分離。釹是稀土金屬中的一種。稀土是歷史遺留的名稱，從18世紀末葉開始被陸續發現。當時人們慣於把不溶於水的固體氧化物稱作土，例如把氧化鋁叫做陶土，氧化鎂叫苦土。稀土是以氧化物狀態分離出來，很稀少，因而得名稀土，稀土元素的原子序數是21（Sc）、39（Y）、57（La）至71（Lu）。它們的化學性質很相似，這是由於核外電子結構特點所決定的。它們一般均生成三價化合物。鈧的化學性質與其它稀土差別明顯，一般稀土礦物中不含鈧。鉕是從鈾反應堆裂變產物中獲得，放射性元素147Pm半衰期2.7年。過去認為鉕在自然界中不存在，直到1965年，荷蘭的一個磷酸鹽工廠在處理磷灰石中，才發現了鉕的痕量成分。

釹

因此，中國1968年將鉕劃入64種有色金屬之外。1787年瑞典人阿累尼斯（C.A.Arrhenius）在斯德哥爾摩（Stockholm）附近的伊特比（Ytterby）小鎮上尋得了一塊不尋常的黑色礦石，1794年芬蘭化學家加多林（J.Gadolin）研究了這種礦石，從其中分離出一種新物質，三年後（1797年），瑞典人愛克伯格（A.G.Ekeberg）證實了這一發現，並以發現地名給新的物質命名為Ytteia(釔土)。後來為了紀念加多林，稱這種礦石為Gadolinite(加多林礦，即矽鈹釔礦)。 1803年德國化學家克拉普羅茲（M.H.Klaproth）和瑞典化學家柏齊力阿斯（J.J.Berzelius）及希生格爾（W.Hisinger）同時分別從另一礦石（鈰矽礦）中發現了另一種新的物質---鈰土（Ceria）。

1839年瑞典人莫桑得爾（C.G.Mosander）發現了鑭和鐠釹混合物（didymium）。1885年奧地利人威斯巴克（A.V.Welsbach）從莫桑得爾認為是“新元素”的鐠釹混合物中發現了鐠和釹。1879年法國人布瓦普德朗（L.D.Boisbauder）發現了釤。1901年法國人德馬爾賽（E.A.Demarcay）發現了銪。1880年瑞士馬利納克（Marignac）發現了釓。1843年莫桑得爾發現了鋱和鉺。1886年布瓦普德朗發現了鏑。1879年瑞典人克利夫（P.T.Cleve）發現了鈥和銩。1974年美國人馬瑞斯克（J.A.Marisky）等從鈾裂產物中得到鉕。1879年瑞典人尼爾松（L.F.Nilson）發現了鈧。從1794年加多林分離出釔土至1947年製得鉕，歷時150多年。

物理性質

單質密度： 7.007 g/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

釹磁鐵

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： 4f4 6s2

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-142 Nd-143 Nd-144(放 α[2.1E15y]) Nd-145 Nd-146 Nd-147[10.98d] Nd-148 Nd-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： 0 KJ·mol-1

第一電離能： 530 KJ·mol-1

第二電離能： 1034 KJ·mol-1

第三電離能： 0 KJ·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 = 365.8 pm

b = 365.8 pm

c = 1179.9 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

氧化態：

Main Nd+3

Other Nd+2, Nd+4維氏硬度：343MPa

金屬釹

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

釹離子吸收譜線

螢光燈下從（左到右的是硫酸釹，硝酸釹和氯化釹）

節能燈下（順序同上）

正常日光下（順序同上）

化學性質

性質

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。

硫酸釹晶體

4 Nd + 3 O₂= 2 Nd₂O₃

和冷水反應緩慢，和熱水反應迅速，生成氫氧化釹
2 Nd + 6 H₂O =2 Nd(OH)₃ + 3 H₂↑

可以和鹵素發生劇烈的反應

2 Nd + 3 F₂ = 2 NdF₃

2 Nd + 3 Cl₂ = 2 NdCl₃

2 Nd + 3 Br₂ = 2 NdBr₃

2 Nd + 3 I₂ = 2 NdI₃

可以和酸發生反應

例如2 Nd + 3 H₂SO₄ = Nd2(SO4)3+3 H₂↑

化合物

氧化釹

Nd2 O3;分子量 336.40；淡紫色固體粉末，易受潮，吸收空氣中二氧化碳,不溶於水，能溶於無機酸。 相對密度7.24。熔點約1900℃,在空氣中加熱能部分生成釹的高價氧化物。

用於製取永磁材料，玻璃，陶瓷的著色劑和雷射材料。在鎂或鋁合金中添加1.5%～2.5%納米氧化釹，可提高合金的高溫性能、氣密性和耐腐蝕性，廣泛用作航寬航天材料。另外，摻納米氧化釹的納米氧化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，摻納米氧化釹的納米氧化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。納米氧化釹也用於玻璃和陶瓷材料的著色以及橡膠製品和添加劑。

主要用途

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 (Nd),是一種稀土金屬。淡黃色，在空氣中容易氧化，用來制合金和光學玻璃等。

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。

釹元素用途： 用於製造陶瓷、亮紫色玻璃、雷射器里的人造紅寶石和能過濾紅外線的特種玻璃。與鐠共同用來製造玻璃吹制工的護目鏡。煉鋼中用到的Mich金屬中也含有18%的釹。

氧化釹Nd2 O3;分子量 336.40；淡紫色固體粉末，易受潮，吸收空氣中二氧化碳,不溶於水，能溶於無機酸。 相對密度7.24。熔點約1900℃,在空氣中加熱能部分生成釹的高價氧化物。

用途：用於製取永磁材料，玻璃，陶瓷的著色劑和雷射材料。 在鎂或鋁合金中添加1.5%～2.5%納米氧化釹，可提高合金的高溫性能、氣密性和耐腐蝕性，廣泛用作航寬航天材料。另外，摻納米氧化釹的納米氧化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，摻納米氧化釹的納米氧化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。納米氧化釹也用於玻璃和陶瓷材料的著色以及橡膠製品和添加劑。

鐠釹金屬；分子式：Pr-Nd；性狀：銀灰色金屬塊狀，呈金屬光澤，在空氣中易氧化。用途：主要用作永磁材料。

防護治療

釹對眼睛和黏膜有很強的刺激性，對皮膚有中度刺激性，吸入還可導致肺栓塞和肝損害。

作用對象：

對眼睛、皮膚、黏膜和呼吸道有刺激作用。

解決途徑：

1.吸入：脫離現場至空氣新鮮處。如呼吸困難，給輸氧。就醫。

2.眼接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。

3.皮膚接觸：脫去污染的衣著，用流動清水沖洗。

4.食入：飲足量溫水，催吐。就醫。

生活

根據中央電視台報導，國家質量總局衛生部曾發表聲明：釹不能作為原料添加生產化妝品，但由於釹廣泛存在於自然界，生產過程中會微量混入，正常使用含微量釹的化妝品對消費者的健康危害較低。

SK-II恢復在華銷售時曾表示：新上市SK-II化妝品仍難避免會含釹。根據《南方周末》報導：生產過程中無可避免地混入微量釹，應該是化妝品存在的普遍現象。