نيوديميوم

النيوديميوم بالإنجليزية Neodymium، هو عنصر كيميائي له الرمز Nd والعدد الذري 60 في الجدول الدوري وهو رابع عضو في مجموعة اللانثانيدات ويعتبر أحد العناصر الأرصية النادرة. إنه معدن صلب، طيع، فضي قليلاً يتشوه سريعاً في الهواء والرطوبة. عندما يتأكسد، يتفاعل النيوديميوم بسرعة لإنتاج مركبات وردية وأرجوانية/زرقاء وصفراء في حالات الأكسدة +2 و+3 و+4. يُنظر إليه عموماً على أنه يحتوي على واحد من أكثر أطياف العناصر الأكثر تعقيداً.[3] تم اكتشاف النيوديميوم في عام 1885 من قبل الكيميائي النمساوي كارل آور فون ڤلسباخ، والذي اكتشف أيضاً الپراسيوديميوم. يوجد بكميات كبيرة في معادن المونازيت والباستناسايت. لا يوجد النيوديميوم بشكل طبيعي في شكل معدني أو غير مخلوط مع اللانثانيدات الأخرى، وعادة ما يتم تنقيته للاستخدام العام. يُعتبر النيوديميوم شائعاً إلى حدٍ ما - وهو شائع مثل الكوبالت، النيكل، أو النحاس - يتوزع على نطاق واسع في القشرة الأرضية.[4] يُعدن معظم النيوديميوم التجاري في العالم في الصين، كما هو الحال مع العديد من المعادن الأرضية النادرة الأخرى.

Neodymium,  60Nd
Neodymium2.jpg
الخصائص العامة
النطق
المظهرأبيض فضي
الوزن الذري العياري (Ar, standard)144.242(3)
Neodymium في الجدول الدوري
Hydrogen (reactive nonmetal)
Helium (noble gas)
Lithium (alkali metal)
Beryllium (alkaline earth metal)
Boron (metalloid)
Carbon (reactive nonmetal)
Nitrogen (reactive nonmetal)
Oxygen (reactive nonmetal)
Fluorine (reactive nonmetal)
Neon (noble gas)
Sodium (alkali metal)
Magnesium (alkaline earth metal)
Aluminium (post-transition metal)
Silicon (metalloid)
Phosphorus (reactive nonmetal)
Sulfur (reactive nonmetal)
Chlorine (reactive nonmetal)
Argon (noble gas)
Potassium (alkali metal)
Calcium (alkaline earth metal)
Scandium (transition metal)
Titanium (transition metal)
Vanadium (transition metal)
Chromium (transition metal)
Manganese (transition metal)
Iron (transition metal)
Cobalt (transition metal)
Nickel (transition metal)
Copper (transition metal)
Zinc (post-transition metal)
Gallium (post-transition metal)
Germanium (metalloid)
Arsenic (metalloid)
Selenium (reactive nonmetal)
Bromine (reactive nonmetal)
Krypton (noble gas)
Rubidium (alkali metal)
Strontium (alkaline earth metal)
Yttrium (transition metal)
Zirconium (transition metal)
Niobium (transition metal)
Molybdenum (transition metal)
Technetium (transition metal)
Ruthenium (transition metal)
Rhodium (transition metal)
Palladium (transition metal)
Silver (transition metal)
Cadmium (post-transition metal)
Indium (post-transition metal)
Tin (post-transition metal)
Antimony (metalloid)
Tellurium (metalloid)
Iodine (reactive nonmetal)
Xenon (noble gas)
Caesium (alkali metal)
Barium (alkaline earth metal)
Lanthanum (lanthanide)
Cerium (lanthanide)
Praseodymium (lanthanide)
Neodymium (lanthanide)
Promethium (lanthanide)
Samarium (lanthanide)
Europium (lanthanide)
Gadolinium (lanthanide)
Terbium (lanthanide)
Dysprosium (lanthanide)
Holmium (lanthanide)
Erbium (lanthanide)
Thulium (lanthanide)
Ytterbium (lanthanide)
Lutetium (lanthanide)
Hafnium (transition metal)
Tantalum (transition metal)
Tungsten (transition metal)
Rhenium (transition metal)
Osmium (transition metal)
Iridium (transition metal)
Platinum (transition metal)
Gold (transition metal)
Mercury (post-transition metal)
Thallium (post-transition metal)
Lead (post-transition metal)
Bismuth (post-transition metal)
Polonium (post-transition metal)
Astatine (metalloid)
Radon (noble gas)
Francium (alkali metal)
Radium (alkaline earth metal)
Actinium (actinide)
Thorium (actinide)
Protactinium (actinide)
Uranium (actinide)
Neptunium (actinide)
Plutonium (actinide)
Americium (actinide)
Curium (actinide)
Berkelium (actinide)
Californium (actinide)
Einsteinium (actinide)
Fermium (actinide)
Mendelevium (actinide)
Nobelium (actinide)
Lawrencium (actinide)
Rutherfordium (transition metal)
Dubnium (transition metal)
Seaborgium (transition metal)
Bohrium (transition metal)
Hassium (transition metal)
Meitnerium (unknown chemical properties)
Darmstadtium (unknown chemical properties)
Roentgenium (unknown chemical properties)
Copernicium (post-transition metal)
Nihonium (unknown chemical properties)
Flerovium (unknown chemical properties)
Moscovium (unknown chemical properties)
Livermorium (unknown chemical properties)
Tennessine (unknown chemical properties)
Oganesson (unknown chemical properties)


Nd

U
پراسيوديميومneodymiumپروميثيوم
الرقم الذري (Z)60
المجموعة، الدورةمجموعة غير مرقمة, الفترة {{{period}}}
المستوى الفرعي[[المستوى الفرعي {{{block}}}]]
التوزيع الإلكتروني[Xe] 4f4 6s2
الإلكترونات للغلاف2, 8, 18, 22, 8, 2
الخصائص الطبيعية
نقطة الانصهار1297 K ​(1024 °س، ​1875 °F)
نقطة الغليان3347 K ​(3074 °س، ​5565 °ف)
الكثافة (بالقرب من د.ح.غ.)7.01 ج/سم³
حين يكون سائلاً (عند ن.إ.)6.89 ج/سم³
حرارة الانصهار7.14 kJ/mol
حرارة التبخر289 kJ/mol
السعة الحرارية المولية27.45 J/(mol·K)
ضغط البخار
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 1595 1774 1998 (2296) (2715) (3336)
الخصائص الذرية
الكهرسلبيةمقياس پاولنگ: 1.14
طاقات التأين
  • الأول: 533.1 kJ/mol
  • الثاني: 1040 kJ/mol
  • الثالث: 2130 kJ/mol
نصف القطر الذريempirical: 181 pm
نصف قطر التكافؤ201±6 pm
Color lines in a spectral range
خصائص أخرى
التواجد الطبيعيprimordial
البنية البلوريةdouble hexagonal close-packed (dhcp)
Double hexagonal close packed crystal structure for neodymium
سرعة الصوت قضيب رفيع2330 م/ث (عند 20 °س)
قضيب رفيع16.5 W/(m·K)
التمدد الحراريα, poly: 9.6 µm/(m⋅K) (at r.t.)
المقاومة الكهربائيةα, poly: 643 nΩ⋅m
الترتيب المغناطيسيمغناطيسية مسايرة، مغناطيسية حديدية مضادة تحت 20 ك[1]
القابلية المغناطيسية+5628.0×10−6 cm3/mol (287.7 K)[2]
معامل يونگα form: 41.4 GPa
معامل القصα form: 16.3 GPa
معاير الحجمα form: 31.8 GPa
نسبة پواسونα form: 0.281
صلادة ڤيكرز345–745 MPa
صلادة برينل265–700 MPa
رقم كاس7440-00-8
التاريخ
الاكتشافكارل آور فون ڤلسباخ (1885)
نظائر neodymium الرئيسية
نظير التوفر عمر النصف (t1/2) نمط الاضمحلال الناتج
142Nd 27.2% 142Nd هو نظير مستقر وله 82 نيوترون
143Nd 12.2% 143Nd هو نظير مستقر وله 83 نيوترون
144Nd 23.8% 2.29×1015 y α 140Ce
145Nd 8.3% 145Nd هو نظير مستقر وله 85 نيوترون
146Nd 17.2% 146Nd هو نظير مستقر وله 86 نيوترون
148Nd 5.8% 148Nd هو نظير مستقر وله 88 نيوترون
150Nd 5.6% 6.7×1018 y ββ 150Sm
تصنيف التصنيف: Neodymium
| المراجع

استُخدمت مركبات النيوديميوم تجارياً لأول مرة كأصباغ الزجاج في عام 1927 وظل مادة مضافة شائعة. يأتي لون مركبات النيوديميوم من أيون Nd3+ وغالباً ما يكون أرجوانياً محمراً، ولكنه يتغير مع نوع الإضاءة، بسبب تفاعل نطاقات امتصاص الضوء الحادة من النيوديميوم مع الضوء المحيط مُخصب بنطاقات الانبعاث المرئية الحادة من الزئبق، اوروپيوم ثلاثي التكافؤ أو التريبيوم. تُستخدم النظارات المشبعة بالنيوديميوم في أشعة الليزر التي تنبعث منها الأشعة تحت الحمراء بأطوال موجية تتراوح بين 1047 و1062 نانومتر. تم استخدام هذه الليزرات في تطبيقات عالية الطاقة للغاية، مثل التجارب في الاندماج بحصر القصور الذاتي. يستخدم النيوديميوم أيضاً مع العديد من بلورات التكسية الأخرى، مثل إتريوم ألومنيوم گارنت في ليزر Nd:YAG.

يستخدم النيوديميوم في السبائك المستخدمة لصنع مغناطيس النيوديميوم عالي القوة - وهو نوع من المغانط الدائمة.[5]تُستخدم هذه المغناطيسات على نطاق واسع في منتجات مثل الميكروفونات ومكبرات الصوت الاحترافية وسماعات الرأس داخل الأذن والمحركات الكهربائية عالية الأداء التي تعمل بالتيار المستمر والأقراص الصلبة للحواسيب، حيث يلزم وجود كتلة مغناطيسية منخفضة (أو حجم) أو حقول مغناطيسية قوية. تُستخدم مغناطيس نيوديميوم أكبر في المحركات الكهربائية ذات نسبة عالية من الطاقة إلى الوزن (على سبيل المثال، في السيارات الهجينة) والمولدات (على سبيل المثال، المولدات الكهربائية للطائرات وعنفات الرياح).[6]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الخصائص المميزة

Physical properties

عنصر النيوديميوم من معادن الأتربة النادرة، يتميز بأنه عنصر فضي لامع، وأنه موصل جيد ويتفاعل سريعاً في الهواء الجوي، ويكون طبقات من الأكاسيد مما يعرض مساحة أكبر من المعدن للأكسدة. بالرغم من أنه ينتمي لمجموعة الأتربة النادرة، لكنه ليس نادر الوجود في الطبيعة. ويتواجد بنسبة 38 ppm في القشرة الأرضية.

نيوديميوم هو العضو الرابع في سلسلة اللانثانيدات. في الجدول الدوري، يظهر بين اللانثانيدات پراسيوديميوم على يساره والعنصر المشع پروميثيوم على يمينه، وفوق الأكتينيد اليورانيوم. يتم ترتيب إلكتروناتها الستين في التوزيع [Xe]4f46s2. مثل معظم المعادن الأخرى في سلسلة اللانثانيدات، عادةً ما يستخدم النيوديميوم ثلاثة إلكترونات فقط كإلكترونات تكافؤ، حيث ترتبط الإلكترونات المتبقية 4f بقوة بعد ذلك: وذلك لأن المدارات 4f تخترق أكثر من خلال نواة الإلكترونات نواة زينون الخاملة، يليها 5d و6s، وهذا يزيد مع ارتفاع الشحنة الأيونية. لا يزال بإمكان النيوديميوم الاستمرار في فقدان إلكترون رابع لأنه يأتي مبكراً في اللانثانيدات، حيث لا تزال الشحنة النووية منخفضة بدرجة كافية وتكون الطاقة الفرعية 4f عالية بما يكفي للسماح بإزالة المزيد من إلكترونات التكافؤ.[7]النيوديميوم المعدني له بريق معدني فضي لامع.[8]

يوجد النيوديميوم بشكل شائع في شكلين متآصلين، مع التحول من شكل سداسي مزدوج إلى هيكل نظام مكعب مركزي الجسم يحدث عند حوالي 863 درجة مئوية.[9]النيوديميوم، مثل معظم اللانثانيدات، يكون مغناطيسي مساير في درجة حرارة الغرفة ويصبح مغناطيسياً حديدياً مضاداً عند التبريد إلى 20 ك (−253.2 °م).[10]فهو فلز أرضي نادر كان موجوداً في المعادن الخليطة الكلاسيكية بتركيز حوالي 18٪. لصنع مغناطيس نيوديميوم، يتم خلطه مع الحديد، والذي يكون مغناطيس حديدي.[11]

الخواص الكيميائية

عادةً ما يحتوي النيوديميوم، مثل اللانثانيدات الأخرى، على حالة الأكسدة +3، ولكن يمكن أن يتشكل أيضاً في حالات الأكسدة +2 و+4 وحتى في حالات نادرة جداً، +0.[12] يتأكسد معدن النيوديميوم بسرعة في الظروف المحيطة،[9] مشكلاً طبقة أكسيد مثل صدأ الحديد الذي ينفجر ويعرض المعدن لمزيد من الأكسدة؛ تتآكل عينة بحجم سنتيمتر من النيوديميوم تماماً في غضون عام تقريباً. مثل جاره الپراسيوديميوم، فإنه يحترق بسهولة عند حوالي 150 درجة مئوية لتشكيل أكسيد النيوديميوم (III)؛ يتقشر الأكسيد، ويعرض المعدن السائب لمزيد من الأكسدة:[9]

4Nd + 3O
2
→ 2Nd
2
O
3

يعتبر النيوديميوم عنصراً حساساً للكهرباء إلى حد بعيد، ويتفاعل ببطء مع الماء البارد، أو سريعاً مع الماء الساخن، لتكوين هيدروكسيد النيوديميوم (III):

2Nd (s) + 6H
2
O (l) → 2Nd(OH)
3
(aq) + 3H
2
(g)

يتفاعل معدن النيوديميوم بقوة مع جميع الهالوجينات المستقرة:

2Nd (s) + 3F
2
(g) → 2NdF
3
(s)
[مادة بنفسجية]
2Nd (s) + 3Cl
2
(g) → 2NdCl
3
(s)
[مادة بنفسجية فاتحة]
2Nd (s) + 3Br
2
(g) → 2NdBr
3
(s)
[مادة بنفسجية]
2Nd (s) + 3I
2
(g) → 2NdI
3
(s)
[مادة خضراء]

يذوب النيوديميوم بسهولة في حمض الكبريتيك ليشكل محاليل تحتوي على أيون الليلك Nd (III). هذه موجودة كمركبات [Nd(OH2)9]3+:[13]

2Nd (s) + 3H
2
SO
4
(aq) → 2Nd3+ (aq) + 3SO2−
4
(aq) + 3H
2
(g)

المركبات

 
كبريتات النيوديميوم الثلاثي
 
مسحوق خلات النيوديميوم
 
مسحوق هيدروكسيد النيوديميوم الثلاثي

بعض مركبات النيوديميوم الأكثر أهمية تضم:

بعض مركبات النيوديميوم لها ألوان تتغير حسب نوع الضوء.[14]

مركبات النيوديميوم العضوي

المركبات العضوية هي مركبات لها رابطة كربون نيوديميوم. تشبه هذه المركبات تلك الموجودة في اللانثانيدات الأخرى، وتتميز بعدم القدرة على الخضوع لـ π backbonding. وبالتالي فهي تقتصر في الغالب على سيكلوپنتاديينيد الأيونية في الغالب (متساوي البنية مع تلك الموجودة في اللانثانم) والألكيل والأريل البسيطة المرتبطة بـ σ، والتي قد يكون بعضها پوليمراً.[15]

النظائر

Main isotopes of neodymium
Iso­tope Decay
abun­dance half-life (t1/2) mode pro­duct
142Nd 27.2% stable
143Nd 12.2% stable
144Nd 23.8% 2.29×1015 y α 140Ce
145Nd 8.3% stable
146Nd 17.2% stable
148Nd 5.8% stable
150Nd 5.6% 6.7×1018 y ββ 150Sm

يتكون النيوديميوم الموجود طبيعياً (60Nd) من خمسة نظائر مستقرة- —142Nd, 143Nd, 145Nd, 146Nd و148Nd، مع كون 142Nd الأكثر وفرة (27.2٪ من الوفرة الطبيعية) - واثنان من النظائر المشعة بنصف عمر طويل للغاية، 144Nd (انحلال ألفا مع عمر النصف (t1/2) of 2.29×1015 عام و150Nd (انحلال بيتا مزدوج، t1/2 ≈ 7×1018 سنة). إجمالاً، تم اكتشاف 33 نظيراً مشعاً من النيوديميوم اعتبارا من 2022، وأكثر النظائر المشعة استقراراً هي النظائر المشعة الموجودة بشكل طبيعي: 144Nd و150Nd Nd. جميع النظائر المشعة المتبقية لها نصف عمر أقصر من اثني عشر يوماً، ومعظم هذه النظائر لها نصف عمر أقصر من 70 ثانية؛ أكثر النظير الاصطناعي الأكثر استقراراً هو 147Nd مع عمر نصف يبلغ 10.98 يوماً. يحتوي النيوديميوم أيضاً على 13 نظيراً معروفاً، وأكثرها ثباتاً هو139mNd (t1/2 = 5.5 hours), 135mNd (t1/2 = 5.5 minutes) and 133m1Nd (t1/2 ~70 seconds). إن وضع الاضمحلال الأساسي قبل النظير المستقر الأكثر وفرة، 142Nd، هو اصطياد إلكترون وتحلل الپوزيترون، والوضع الأساسي بعده هو اضمحلال بيتا الناقص. إن ناتج اضمحلال الأساسي قبل 142Nd هو نظائر العنصر Pr (پراسيوديميوم) والمنتجات الأولية بعده هي نظائر العنصر Pm (پروميثيوم).[16]

تستخدم نظائر النيوديميوم في تطبيقات علمية مختلفة. تم استخدام 142Nd لإنتاج نظائر Tm وYb قصيرة العمر. تم اقتراح 146Nd لإنتاج 147 Pm، وهو مصدر للطاقة المشعة. تم استخدام العديد من نظائر النيوديميوم لإنتاج نظائر الپروميثيوم الأخرى. يسمح الاضمحلال من 147Sm (t1/2 = 1.06 × 1011) إلى 143Nd المستقر تأريخ سماريوم-نيوديميوم. تم استخدام 150Nd أيضاً لدراسة انحلال بيتا المزدوج.[17]


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التاريخ

 
كارل آور فون ڤلسباخ (1858-1929)، مكتشف النيوديميوم عام 1885.[18]

في عام 1751، اكتشف عالم المعادن السويدي أكسل فريدريك كرونستيد معدناً ثقيلًا من المنجم في باستناس، أطلق عليه لاحقاً سيريت. بعد ثلاثين عاماً، أرسل ڤيلهلم هسنگر البالغ من العمر خمسة عشر عاماً، وهو أحد أفراد العائلة المالكة للمنجم، عينة إلى كارل ڤيلهلم شيله، الذي لم يجد أي عناصر جديدة بداخله. في عام 1803، بعد أن أصبح هسنگر رائداً في صناعة الحديد، عاد إلى المعدن مع يونس ياكوب برزليوس وعزل أكسيداً جديداً أطلقوا عليه اسم سيريا نسبة إلى الكوكب القزم سيريس، الذي تم اكتشافه قبل عامين.[19]تم عزل سيريا بشكل متزامن ومستقل في ألمانيا بواسطة مارتن هاينريش كلاپروث.[20] بين عامي 1839 و1843، تبين أن سيريا هي مزيج من الأكاسيد من قبل الجراح والكيميائي السويدي كارل گوستاف موساندر، الذي عاش في نفس منزل برزيليوس. قام بفصل اثنين من الأكاسيد الأخرى، والتي سماها لانثانا وديديميا.[21][22][23]كما قام بتحلل عينة من نترات السيريوم جزئياً عن طريق تحميصها في الهواء ثم معالجة الأكسيد الناتج باستخدام حمض النيتريك المخفف. وهكذا تم تسمية المعادن التي تكونت هذه الأكاسيد باسم اللانثانم والديديميوم،[24]اكتُشفت رسمياً في ڤيينا عام 1885 على يد كارل گوستاف موساندر.[25][26] أكد فون ڤلسباخ الفصل عن طريق التحليل الطيفي، لكن المنتجات كانت منخفضة النقاء نسبياً. وقد اكتُشف ديديميوم من قبل كارل گوستاف موساندر في عام 1841، وعُزل عنه النيوديميوم النقي في عام 1925. اشتُق اسم نيوديميوم من الكلمات اليونانية neos (νέος)، جديد، وdidymos (διδύμος) توأم.[9][27][28][22][23][18]

كان تبلور النترات المزدوج وسيلة لتنقية النيوديميوم التجارية حتى الخمسينيات من القرن الماضي. كان قسم ليندسي الكيميائي هو أول من قام بتسويق تنقية التبادل الأيوني للنيوديميوم على نطاق واسع. بدءاً من الخمسينيات من القرن الماضي، تم الحصول على نيوديميوم عالي النقاء (> 99٪) بشكل أساسي من خلال عملية التبادل الأيوني من المونازيت، وهو معدن غني بالعناصر الأرضية النادرة.[9] يتم الحصول على المعدن من خلال التحليل الكهربائي من أملاح الهاليد. حالياً، يتم استخراج معظم النيوديميوم من باستناسيت وتنقيته عن طريق الاستخلاص بالمذيبات. يتم استخدام تنقية التبادل الأيوني لأعلى درجات النقاء (عادةً> 99.99٪). وقد انعكست التكنولوجيا المتطورة والنقاء المحسن لأكسيد النيوديميوم المتاح تجارياً في ظهور زجاج النيوديميوم في مجموعات اليوم. تتميز نظارات النيوديميوم المبكرة المصنوعة في ثلاثينيات القرن الماضي بمسحة حمراء أو برتقالية أكثر من الإصدارات الحديثة، والتي تكون أرجوانية أكثر نقاءً، بسبب الصعوبات في إزالة آثار البراسيوديميوم باستخدام التكنولوجيا المبكرة، وهي التبلور الجزئي.[29]

نظراً لدوره في المغناطيس الدائم المستخدم في عنفات الرياح ذات الدفع المباشر، فقد قيل إن النيوديميوم سيكون أحد العناصر الرئيسية للمنافسة الجيوسياسية في عالم يعمل بالطاقة المتجددة. تم انتقاد هذا المنظور لعدم إدراكه أن معظم عنفات الرياح لا تستخدم المغناطيس الدائم، وللتقليل من قوة الحوافز الاقتصادية لتوسيع الإنتاج.[30]

التواجد والانتاج

التواجد

نادراً ما يوجد النيوديميوم في الطبيعة كعنصر حر، بدلاً من ذلك يتواجد كخامات. مثل مونازيت والباستناسيت (هذه أسماء مجموعات معدنية وليست أسماء معدنية مفردة) التي تحتوي على كميات صغيرة من جميع المعادن الأرضية النادرة. نادراً ما يكون النيوديميوم هو السائد في هذه المعادن؛ بعض الاستثناءات تشمل مونازيت-(Nd) وكوزيت-(Nd).[31] مناطق التعدين الرئيسية في الصين والولايات المتحدة والبرازيل والهند وسريلانكا وأستراليا. والاحتياطيات العالمية من النيوديميوم بثمانية ملايين طن.[32]

يتشابه أيون Nd3+ في الحجم مع اللانثانيدات المبكرة لمجموعة السيريوم (تلك من اللانثانوم حتى السماريوم والاوروپيوم) التي تليها مباشرة في الجدول الدوري، ومن ثم يميل إلى التواجد معها في الفوسفات، سيليكات وكربونات المعادن، مثل مونازيت (MIIIPO4) والباستناسيت (MIIICO3F)، حيث يشير M إلى جميع المعادن الأرضية النادرة باستثناء سكانديوم وپروميثيوم المشع (غالباً Ce وLa وY، مع عدد أقل من Pr وNd).[33]عادة ما يفتقر الباستناسيت إلى الثوريوم واللانثانيدات الثقيلة، وتنقية اللانثانيدات الخفيفة منه أقل تدخلًا. يتم معالجة الخام، بعد سحقه وطحنه، أولاً بحمض الكبريتيك المركز الساخن، وثاني أكسيد الكربون المتطور، فلوريد الهيدروجين، ورباعي فلوريد السليكون. ثم يتم تجفيف المنتج وترشيحه بالماء، تاركاً أيونات اللانثانيد المبكرة، بما في ذلك اللانثانم، في محلول.[33]

التوفر في المجموعة الشمسية[34]
الرقم
الذري
العنصر الكمية
النسبية
42 مولبدنم 2.771
47 فضة 0.590
50 صفيح 4.699
58 سيريوم 1.205
59 پراسيوديميوم 0.205
60 نيوديميوم 1
74 تنگستن 0.054
90 ثوريوم 0.054
92 يورانيوم 0.022

في الفضاء

تبلغ وفرة النيوديميوم لكل جسيم في النظام الشمسي 0.083 ppb (أجزاء في المليار). [34][أ] هذا الرقم هو حوالي ثلثي رقم الپلاتين، ولكنه أكثر بمرتين ونصف من الزئبق، وحوالي خمس مرات أكثر من الذهب. [34] لا توجد اللانثانيدات عادة في الفضاء، وهي أكثر وفرة في قشرة الأرض.[34][35][36]

في القشرة الأرضية

 
النيوديميوم عنصر شائع إلى حد ما في قشرة الأرض لكونه معدناً أرضياً نادراً. معظم معادن الأرض النادرة أقل وفرة.

يُصنف النيوديميوم على أنه ليثوفيلي بتصنيف گولدشمت، مما يعني أنه موجود بشكل عام مع الأكسجين. على الرغم من أنه ينتمي إلى معادن الأرض النادرة، إلا أن النيوديميوم ليس نادراً على الإطلاق. تبلغ وفرتها في القشرة الأرضية حوالي 38 mg/kg، مما يجعلها العنصر السابع والعشرون الأكثر شيوعاً. إنه مشابه في الوفرة لللانثانم. السيريوم هو أكثر المعادن الأرضية النادرة شيوعاً، يليه النيوديميوم، ثم اللانثانم.[35][36]

الانتاج

بلغ إنتاج العالم من النيوديميوم حوالي 7000 طن في عام 2004.[27] الجزء الأكبر من الإنتاج الحالي من الصين. تاريخياً، فرضت الحكومة الصينية ضوابط مادية استراتيجية على العنصر، مما تسبب في تقلبات كبيرة في الأسعار.[37] تسبب عدم اليقين في الأسعار والتوافر في قيام الشركات (خاصة اليابانية) بإنشاء مغناطيس دائم ومحركات كهربائية مرتبطة بها مع عدد أقل من المعادن الأرضية النادرة؛ ومع ذلك، لم يتمكنوا حتى الآن من القضاء على الحاجة إلى النيوديميوم.[38][39] وفقاً لالمسح الجيولوجي الأمريكي، تمتلك گرينلاند أكبر احتياطيات من رواسب الأرض النادرة غير المطورة، وخاصة النيوديميوم. تتعارض مصالح التعدين مع السكان الأصليين في تلك المواقع، بسبب إطلاق المواد المشعة أثناء عملية التعدين.[40]

يتكون النيوديميوم عادةً من 10-18٪ من محتوى الأرض النادرة من الرواسب التجارية للمعادن الخفيفة ذات العناصر الأرضية النادرة الباستناسيت ومونازيت.[9]نظراً لأن مركبات النيوديميوم هي الأكثر لوناً بالنسبة إلى اللانثانيدات ثلاثية التكافؤ، يمكن أن تهيمن أحياناً على تلوين معادن الأرض النادرة عند غياب الكروموفورات المتنافسة. عادة ما يعطي اللون الوردي. ومن الأمثلة البارزة على ذلك بلورات المونازيت من رواسب القصدير في لالاگوا، بوليڤيا؛ أنسيلايت من مونت سانت هيلاري، كويبك، كندا؛ أو اللانثانيت من وادي ساكون، پنسلڤانيا، الولايات المتحدة. كما هو الحال مع زجاج النيوديميوم، تغير هذه المعادن ألوانها تحت ظروف الإضاءة المختلفة. تتفاعل نطاقات امتصاص النيوديميوم مع طيف الانبعاث المرئي لبخار الزئبق، مع ضوء الأشعة فوق البنفسجية على الموجات القصيرة غير المفلتر مما يتسبب في عكس المعادن المحتوية على نيوديميوم للون الأخضر المميز. يمكن ملاحظة ذلك مع الرمال المحتوية على المونازيت أو الخام المحتوي على باستناسيت.[41]

يتزايد الطلب على الموارد المعدنية، مثل العناصر الأرضية النادرة (بما في ذلك النيوديميوم) والمواد الحيوية الأخرى، بشكل سريع بسبب تزايد عدد السكان والتنمية الصناعية. وفي الآونة الأخيرة، أدت الحاجة إلى مجتمع منخفض الكربون إلى طلب كبير على تقنيات توفير الطاقة مثل البطاريات والمحركات عالية الكفاءة ومصادر الطاقة المتجددة وخلايا الوقود. من بين هذه التقنيات، غالباً ما تستخدم المغناطيسات الدائمة لتصنيع محركات عالية الكفاءة، بمغناطيس نيوديميوم-حديد-بورون Nd2Fe14B مغنطيس متكلس ومربوط؛ المشار إليه فيما بعد لأن مغناطيس NdFeB) هو النوع الرئيسي للمغناطيس الدائم في السوق منذ اختراعهم.[42]تُستخدم مغناطيسات NdFeB في المركبات الكهربائية الهجينة (HEVs)، المركبات الكهربائية الهجينة الموصولة بالكهرباء (PHEVs)، المركبات الكهربائية (EVs)، و مركبات خلايا الوقود (FCVs) (يشار إليها فيما يلي باسم xEVs)، عنفات الرياح، الأجهزة المنزلية، أجهزة الحواسيب والعديد من الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية الصغيرة.[43] علاوة على ذلك، فهي لا غنى عنها لتوفير الطاقة. نحو تحقيق أهداف اتفاقية پاريس، من المتوقع أن يزداد الطلب على مغناطيس NdFeB بشكل كبير في المستقبل.[44]


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التطبيقات

المغناطيسات

 
مغناطيس نيوديميوم على حامل mu-metal من محرك الأقراص الصلبة

مغناطيس النيوديميوم (في الواقع سبيكة، Nd2Fe14B) هي أقوى أنواع المغناطيسات الدائمة المعروفة. يمكن لمغناطيس النيوديميوم الذي يبلغ وزنه بضع عشرات من الجرامات أن يرفع ألف مرة وزنه، ويمكن أن تلتحم معاً بقوة كافية لكسر العظام. هذه المغناطيسات أرخص وأخف وأقوى من مغناطيس سماريوم-كوبالت. ومع ذلك، فهي ليست متفوقة في جميع الجوانب، حيث تفقد المغناطيسات القائمة على النيوديميوم جاذبيتها في درجات الحرارة المنخفضة[53]وتميل إلى التآكل،[54] بينما مغناطيس السماريوم-الكوبالت لا يتآكل.[55]

تظهر مغناطيسات النيوديميوم في منتجات مثل الميكروفونات، مكبرات الصوت الاحترافية، سماعات داخل الأذن، مستقبلات الگيتارات وگيتار باس واللأقراص الصلبة أجهزة الحواسيب حيث يلزم وجود كتلة منخفضة أو حجم صغير أو حقول مغناطيسية قوية. يستخدم النيوديميوم في المحركات الكهربائية للسيارات الهجينة والكهربائية وفي مولدات الكهرباء لبعض تصميمات عنفات الرياح التجارية (فقط عنفات الرياح ذات المولدات "المغناطيسية الدائمة" تستخدم النيوديميوم). على سبيل المثال، تتطلب قيادة المحركات الكهربائية لكل تويوتا پريوس كيلوغراماً واحداً (2.2 رطل) من النيوديميوم لكل مركبة.[6]

في عام 2020، أعلن باحثو الفيزياء في جامعة رادبود وجامعة أوپسالا أنهم لاحظوا سلوكاً يُعرف باسم "الزجاج المغزلي المستحث ذاتياً" في التركيب الذري للنيوديميوم. وقد أوضح أحد الباحثين، "... نحن متخصصون في الفحص المجهري النفقي. يسمح لنا برؤية بنية الذرات الفردية، ويمكننا حل القطبين الشمالي والجنوبي للذرات. بهذا التقدم في التصوير عالي الدقة، تمكنا من اكتشاف السلوك في النيوديميوم، لأننا تمكنا من حل التغييرات الصغيرة للغاية في البنية المغناطيسية. " يتصرف النيوديميوم بطريقة مغناطيسية معقدة لم يسبق لها مثيل في عنصر الجدول الدوري.[56][57]

الزجاج

 
مصباح كهربائي زجاجي من النيوديميوم، مع إزالة القاعدة والطبقة الداخلية، تحت نوعين مختلفين من الضوء: الفلورسنت على اليسار، ووالمصباح المتوهج على اليمين.
 
نظارات ديديميوم

يتم إنتاج زجاج النيوديميوم (Nd:glass) عن طريق تضمين أكسيد النيوديميوم (Nd2O3) في مصهور الزجاج. عادة ما يظهر زجاج النيوديميوم في ضوء النهار أو الضوء المتوهج الخفيف باللون الخزامى، لكنه يظهر باللون الأزرق الباهت تحت الإضاءة الفلورية. يمكن استخدام النيوديميوم لتلوين الزجاج بظلال رقيقة تتراوح من البنفسجي النقي إلى النبيذ الأحمر والرمادي الدافئ.[58]

كان أول استخدام تجاري للنيوديميوم المنقى في تلوين الزجاج، بدءاً من التجارب التي أجراها ليو موزر في نوفمبر 1927. ظل زجاج "الكسندريت" الناتج هو اللون المميز لأعمال زجاج موزر حتى يومنا هذا. تمت محاكاة زجاج النيوديميوم على نطاق واسع في أوائل ثلاثينيات القرن الماضي من قبل البيوت الزجاجية الأمريكية، وعلى الأخص هيسي وفوستوريا ("الوستارية") وكامبردج ("هيذر بلوم") وستوبين ("الوستارية") وفي أماكن أخرى (مثل لاليك في فرنسا أو مورانو). وبقي "شفق" تيفين قيد الإنتاج من حوالي عام 1950 إلى عام 1980.[59] وتشمل المصادر الحالية صانعي الزجاج في جمهورية التشيك والولايات المتحدة والصين[60]

تتسبب نطاقات الامتصاص الحادة للنيوديميوم في تغير لون الزجاج في ظل ظروف الإضاءة المختلفة، حيث يصبح أرجوانياً محمراً تحت ضوء النهار أو ضوء ساطع أصفر، ولكنه أزرق تحت ضوء فلورسنت الأبيض، أو مخضر تحت إضاءة ثلاثية الألوان. تحظى ظاهرة تغير اللون هذه بتقدير كبير من قبل هواة الجمع.[بحاجة لمصدر]بالاشتراك مع الذهب أو السلنيوم، يتم إنتاج الألوان الحمراء. نظراً لأن تلوين النيوديميوم يعتمد على انتقالات f-f " المحظورة" العميقة داخل الذرة، هناك تأثير ضئيل نسبياً على اللون من البيئة الكيميائية، وبالتالي فإن اللون منيع للتاريخ الحراري للزجاج. ومع ذلك، للحصول على أفضل لون، يجب تقليل الشوائب المحتوية على الحديد في السليكا المستخدمة في صنع الزجاج. نفس الطبيعة المحظورة لتحولات f-f تجعل ملونات الأرض النادرة أقل كثافة من تلك التي توفرها معظم عناصر الانتقال d، لذلك يجب استخدام المزيد في الزجاج لتحقيق كثافة اللون المطلوبة. وقد استخدمت وصفة موزر الأصلية حوالي 5٪ من أكسيد النيوديميوم في الزجاج المصهور، وهي كمية كافية أشار إليها موزر على أنها أكواب "مطعمة بالعناصر الأرضية النادرة". نظراً لكونه أساس قوي، فإن هذا المستوى من النيوديميوم قد يؤثر على خصائص انصهار الزجاج، وربما يتعين تعديل محتوى الجير في الزجاج وفقاً لذلك.[61]

يُظهر الضوء المنقول من خلال زجاج النيوديميوم نطاقات امتصاصات حادة بشكل غير عادي؛ يُستخدم الزجاج في العمل الفلكي لإنتاج نطاقات حادة يمكن بواسطتها معايرة الخط الطيفي.[9] تطبيق آخر هو إنشاء مرشحات فلكية انتقائية لتقليل تأثير التلوث الضوئي من الصوديوم وإضاءة الفلورسنت أثناء تمرير الألوان الأخرى، وخاصة انبعاثات الهيدروجين ألفا ذات اللون الأحمر الداكن من الغمامة.[62] Neodymium is also used to remove the green color caused by iron contaminants from glass.[63]

 
قضيب Nd:YAG الليزري

النيوديميوم هو أحد مكونات "الديديميوم" (يشير إلى خليط من أملاح النيوديميوم والپراسيوديميوم) المستخدم في تلوين الزجاج لصنع نظارات اللحام ومنفاخ الزجاج؛ تعمل حزم الامتصاص الحادة على طمس انبعاث الصوديوم القوي عند 589 نانومتر. الامتصاص المماثل لخط انبعاثات الزئبق الأصفر عند 578 نانومتر هو السبب الرئيسي للون الأزرق الذي لوحظ في زجاج النيوديميوم تحت إضاءة الفلورسنت الأبيض التقليدية. يتم استخدام زجاج النيوديميوم والديديميوم في المرشحات المعززة للألوان في التصوير الفوتوغرافي الداخلي، لا سيما في تصفية درجات اللون الأصفر من الإضاءة المتوهجة. وبالمثل، يتم استخدام زجاج النيوديميوم على نطاق واسع بشكل مباشر في المصباح الكهربائي المتوهج. تحتوي هذه المصابيح على نيوديميوم في الزجاج لتصفية الضوء الأصفر، مما ينتج عنه ضوء أكثر بياضاً يشبه ضوء الشمس.[64] خلال الحرب العالمية الأولى، ورد أنه تم استخدام مرايا الديديميوم لنقل شفرة مورس عبر ساحات القتال.[65]على غرار استخدامها في النظارات، تُستخدم أملاح النيوديميوم كملون للمينا.[9]

الليزر

يمكن استخدام مواد شفافة معينة ذات تركيز صغير من أيونات النيوديميوم في الليزر مثل وسيط كسب لأطوال موجات الأشعة تحت الحمراء (1054–1064 nm)، على سبيل المثال Nd: YAG (عقيق الألومنيوم الإيتريوم)، Nd:YAP (الإيتريوم الألومنيوم پيروڤسكايت)،[66] Nd:YLF (الإيتريوم فلوريد الليثيوم)، Nd:YVO4 (أورثوڤانادات الإيتريوم)، وNd:orthovanadate. تولد البلورات المشبعة بالنيوديميوم (عادةً Nd:YVO4) أشعة ليزر تحت الحمراء عالية الطاقة والتي يتم تحويلها إلى ضوء ليزر أخضر في DPSS أجهزة الليزر المحمولة باليد والمؤشرات الليزرية.

 
ألواح زجاجية مطعمة من النيوديميوم تُستخدم في أشعة الليزر شديدة القوة من أجل اندماج بحصر القصور الذاتي.

كان أيون النيوديميوم ثلاثي التكافؤ Nd3+ هو اللانثانيد الأول من العناصر الأرضية النادرة المستخدمة في توليد إشعاع الليزر. تم تطوير ليزر Nd:CaWO4 في عام 1961.[67]تاريخياً، كان الليزر هو الثالث الذي تم تشغيله (الأول كان ياقوتي، والثاني هو ليزر U3+:CaF). على مر السنين، أصبح ليزر النيوديميوم أحد أكثر أنواع الليزر استخداماً لأغراض التطبيق. يكمن نجاح أيون Nd3+ في بنية مستويات طاقته وفي الخصائص الطيفية المناسبة لتوليد إشعاع الليزر. في عام 1964 عن جيوسك وآخرون.[68] كما عمل أيون النيوديميوم في مصفوفة Y3Al5O12 إنه ليزر من أربعة مستويات مع عتبة منخفضة وخصائص ميكانيكية ودرجة حرارة ممتازة. من أجل الضخ البصري لهذه المادة، من الممكن استخدام إشعاع مصباح يدوي غير متماسك أو شعاع ديود متماسك.[69]

 
تعمل أيونات النيوديميوم في أنواع مختلفة من البلورات الأيونية، وكذلك في النظارات، كوسيط كسب ليزري، عادةً ما ينبعث منها ضوء 1064 نانومتر من انتقال ذري معين في أيون النيوديميوم، بعد "ضخها" في الإثارة من مصدر خارجي

الليزر الحالي في مؤسسة أبحاث الأسلحة الذرية في المملكة المتحدة (AWE)، ليزر هيلين (نيوديميوم عالي الطاقة المتجسد بالليزر) نيوديميوم ليزر 1-تيراواط، يمكنه الوصول إلى نقاط منتصف مناطق الضغط ودرجة الحرارة ويستخدم للحصول على بيانات لنمذجة كيفية تفاعل الكثافة ودرجة الحرارة والضغط داخل الرؤوس الحربية. يمكن لـ HELEN إنشاء بلازما بحجم حوالي 106 K، والتي يتم من خلالها قياس عتامة ونقل الإشعاع.[70]

تُستخدم ليزرات الحالة الصلبة لزجاج النيوديميوم في أنظمة أشعة متعددة عالية الطاقة (مقياس تيراواط، عالية الطاقة (ميگا جول من أجل اندماج بحصر القصور الذاتي. Nd الليزر الزجاجي عادةً مضاعفة التردد إلى التوافقي الثالث عند 351 نانومتر في أجهزة الانصهار بالليزر.[71]

بديل لخلات اليورانيل

كانت خلات اليورانيل عامل التباين القياسي في انتقال الفحص المجهري الإلكتروني (TEM) لعقود.[72][73]ومع ذلك، فإن اللوائح الحكومية تعرقل استخدامه بشكل متزايد بسبب خصائصه المشعة بالإضافة إلى السمية العالية. لذلك، يتم البحث عن بدائل، بما في ذلك خلات اللانثانيدات أو پلاتين أزرق [74][75][76][77] وكذلك استخدام مواد أقل تحديداً مثل مستخلص شاي أولونگ.[78][79]على الرغم من هذه البدائل المنشورة، لا يزال خلات اليورانيل (UAc) هو المعيار لتباين EM.[46]

في الجدول الدوري، يعتمد الترتيب الرأسي للعناصر في المجموعات على وجود العدد نفسه من الإلكترونات في الغلاف الخارجي، والذي يحدد الخواص الكيميائية و الفيزيائية.[80] نظراً لأن النيوديميوم (Nd) يقع أعلى مباشرةً اليورانيوم (U)، فإن الخصائص الكيميائية لـ UAc و NdAc ستكون متشابهة جداً في الارتباط بالأنسجة في أقسام رقيقة جداً مما يؤدي إلى قدر مماثل من التباين.[81]

الدور البيولوجي والاحتياطات

نيوديميوم
المخاطر
ن.م.ع. مخطط تصويري  
ن.م.ع. كلمة الاشارة Warning
H315, H319, H335
P261, P305+P351+P338[82]
NFPA 704 (معيـَّن النار)
Flammability code 0: لن يشتعل. مثل الماءHealth code 2: التعرض الشديد أو المتواصل ولكن ليس بمزمن قد يتسبب في عجز مؤقت أو جرح بُحتمل بقاؤه. مثل الكلوروفورمReactivity code 0: مستقر في العادة، حتى تحت ظروف التعرض للنار، ولا يتفاعل مع الماء. مثل النيتروجين السائلSpecial hazards (white): no code 
0
2
0

وُجد أن اللانثانيدات المبكرة ضرورية لبعض البكتيريا التي تعيش في الطين البركاني، مثل Methylacidiphilum fumariolicum: اللانثانوم، السيريوم، الپراسيوديميوم، والنيوديميوم حول نفس القدر من الفعالية.[83][84] النيوديميوم ليس معروفاً أن له دوراً بيولوجياً في أي كائنات أخرى.[85]

غبار معدن النيوديميوم قابل للاشتعال وبالتالي خطر الانفجار. مركبات النيوديميوم، كما هو الحال مع جميع المعادن الأرضية النادرة، ذات سمية منخفضة إلى معتدلة؛ ومع ذلك، لم يتم التحقيق بدقة في سميته. تعتبر أملاح النيوديميوم أكثر سمية إذا كانت قابلة للذوبان مما لو كانت غير قابلة للذوبان إذا تم تناولها.[86]يعتبر غبار النيوديميوم وأملاحه مهيجاً شديداً للعيون والأغشية المخاطية، ومهيجاً معتدلًا للجلد. استنشاق الغبار يمكن أن يسبب انصمام الرئة، والتعرض المتراكم يضر الكبد. يعمل النيوديميوم أيضاً كمضاد للتخثر، خاصةً عند إعطائه عن طريق الوريد.[27]

تم اختبار مغناطيس النيوديميوم للاستخدامات الطبية مثل الأقواس المغناطيسية وإصلاح العظام، ولكن مشاكل التوافق الحيوي حالت دون استخدامها على نطاق واسع.[بحاجة لمصدر] المغناطيسات المتاحة تجارياً المصنوعة من النيوديميوم قوية بشكل استثنائي ويمكن أن تجذب بعضها البعض من مسافات كبيرة. إذا لم يتم التعامل معها بعناية، فإنها تجتمع بسرعة كبيرة وبقوة، مما يتسبب في حدوث إصابات. على سبيل المثال، هناك حالة موثقة واحدة على الأقل لشخص فقد طرف إصبعه عندما تم قطع مغناطيسين كان يستخدمهما معاً من مسافة 50 سم.[87]

خطر آخر لهذه المغناطيسات القوية هو أنه إذا تم ابتلاع أكثر من مغناطيس واحد، يمكن أن يقرص الأنسجة الرخوة في الجهاز الهضمي. وقد أدى ذلك إلى ما يقدر بـ 1700 زيارة لغرفة الطوارئ[88] واستلزم سحب Buckyballs line of toys، والتي كانت عبارة عن مجموعات بناء من مغناطيس نيوديميوم صغير.[88][89]

انظر أيضاً

ملاحظات

  1. ^ Abundances in the source are listed relative to silicon rather than in per-particle notation. The sum of all elements per 106 parts of silicon is 2.6682×1010 parts; lead comprises 3.258 parts.

الهامش

  1. ^ Gschneidner, K. A.; Eyring, L. (1978). Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. Amsterdam: North Holland. ISBN 0444850228.
  2. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
  3. ^ Werbowy, S., Windholz, L. Studies of Landé gJ-factors of singly ionized neodymium isotopes (142, 143 and 145) at relatively small magnetic fields up to 334 G by collinear laser ion beam spectroscopy. Eur. Phys. J. D 71, 16 (2017). https://doi.org/10.1140/epjd/e2016-70641-3
  4. ^ See Abundances of the elements (data page).
  5. ^ Toshiba Develops Dysprosium-free Samarium-Cobalt Magnet to Replace Heat-resistant Neodymium Magnet in Essential Applications. Toshiba (2012-08-16). Retrieved on 2012-09-24.
  6. ^ أ ب Gorman, Steve (August 31, 2009) As hybrid cars gobble rare metals, shortage looms, Reuters.
  7. ^ Greenwood and Earnshaw, pp. 1235–8
  8. ^ (2009) neodymium. In: Manutchehr-Danai M. (eds) Dictionary of Gems and Gemology. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-72816-0_15124
  9. ^ أ ب ت ث ج ح خ د Haynes, William M., ed. (2016). "Neodymium. Elements". CRC Handbook of Chemistry and Physics (97th ed.). CRC Press. p. 4.23. ISBN 9781498754293.
  10. ^ Andrej Szytula; Janusz Leciejewicz (8 March 1994). Handbook of Crystal Structures and Magnetic Properties of Rare Earth Intermetallics. CRC Press. p. 1. ISBN 978-0-8493-4261-5.
  11. ^ Stamenov P. (2021) Magnetism of the Elements. In: Coey J.M.D., Parkin S.S. (eds) Handbook of Magnetism and Magnetic Materials. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-63210-6_15
  12. ^ Yttrium and all lanthanides except Ce and Pm have been observed in the oxidation state 0 in bis(1,3,5-tri-t-butylbenzene) complexes, see Cloke, F. Geoffrey N. (1993). "Zero Oxidation State Compounds of Scandium, Yttrium, and the Lanthanides". Chem. Soc. Rev. 22: 17–24. https://doi.org/10.1039/CS9932200017. and Arnold, Polly L.; Petrukhina, Marina A.; Bochenkov, Vladimir E.; Shabatina, Tatyana I.; Zagorskii, Vyacheslav V.; Cloke (2003-12-15). "Arene complexation of Sm, Eu, Tm and Yb atoms: a variable temperature spectroscopic investigation". Journal of Organometallic Chemistry. 688 (1–2): 49–55. https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2003.08.028.
  13. ^ "Chemical reactions of Neodymium". Webelements. Retrieved 2012-08-16.
  14. ^ Burke M.W. (1996) Lighting II: Sources. In: Image Acquisition. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-009-0069-1_2
  15. ^ Greenwood and Earnshaw, pp. 1248–9
  16. ^ Karlewski, T., Hildebrand, N., Herrmann, G. et al. Decay of the heaviest isotope of neodymium:154Nd. Z Physik A 322, 177–178 (1985). https://doi.org/10.1007/BF01412035
  17. ^ Barabash, A.S., Hubert, F., Hubert, P. et al. Double beta decay of 150Nd to the First 0+ excited state of 150Sm. Jetp Lett. 79, 10–12 (2004). https://doi.org/10.1134/1.1675911
  18. ^ أ ب Marshall, James L. Marshall; Marshall, Virginia R. Marshall (2016). "Rediscovery of the elements: The Rare Earths–The Last Member" (PDF). The Hexagon: 4–9. Retrieved 30 December 2019.
  19. ^ Emsley, pp. 120–5
  20. ^ Greenwood and Earnshaw, p. 1424
  21. ^ Weeks, Mary Elvira (1932). "The Discovery of the Elements: XI. Some Elements Isolated with the Aid of Potassium and Sodium:Zirconium, Titanium, Cerium and Thorium". The Journal of Chemical Education. 9 (7): 1231–1243. Bibcode:1932JChEd...9.1231W. doi:10.1021/ed009p1231.
  22. ^ أ ب Weeks, Mary Elvira (1956). The discovery of the elements (6th ed.). Easton, PA: Journal of Chemical Education.
  23. ^ أ ب Marshall, James L. Marshall; Marshall, Virginia R. Marshall (2015). "Rediscovery of the elements: The Rare Earths–The Confusing Years" (PDF). The Hexagon: 72–77. Retrieved 30 December 2019.
  24. ^ See:
    • (Berzelius) (1839) "Nouveau métal" (New metal), Comptes rendus, 8 : 356–357. From p. 356: "L'oxide de cérium, extrait de la cérite par la procédé ordinaire, contient à peu près les deux cinquièmes de son poids de l'oxide du nouveau métal qui ne change que peu les propriétés du cérium, et qui s'y tient pour ainsi dire caché. Cette raison a engagé M. Mosander à donner au nouveau métal le nom de Lantane." (The oxide of cerium, extracted from cerite by the usual procedure, contains almost two fifths of its weight in the oxide of the new metal, which differs only slightly from the properties of cerium, and which is held in it so to speak "hidden". This reason motivated Mr. Mosander to give to the new metal the name Lantane.)
    • (Berzelius) (1839) "Latanium — a new metal," Philosophical Magazine, new series, 14 : 390–391.
  25. ^ v. Welsbach, Carl Auer (1885). "Die Zerlegung des Didyms in seine Elemente". Monatshefte für Chemie und verwandte Teile anderer Wissenschaften. 6 (1): 477–491. doi:10.1007/BF01554643. S2CID 95838770.
  26. ^ Krishnamurthy, N.; Gupta, C. K. (2004). Extractive Metallurgy of Rare Earths. CRC Press. p. 6. ISBN 978-0-203-41302-9.
  27. ^ أ ب ت Emsley, John (2003). Nature's building blocks: an A–Z guide to the elements. Oxford University Press. pp. 268–270. ISBN 0-19-850340-7.
  28. ^ Weeks, Mary Elvira (1932). "The discovery of the elements. XVI. The rare earth elements". Journal of Chemical Education. 9 (10): 1751. Bibcode:1932JChEd...9.1751W. doi:10.1021/ed009p1751.
  29. ^ Cotton S.A. (2021) The Rare Earths, a Challenge to Mendeleev, No Less Today. In: Giunta C.J., Mainz V.V., Girolami G.S. (eds) 150 Years of the Periodic Table. Perspectives on the History of Chemistry. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-67910-1_11
  30. ^ Overland, Indra (2019-03-01). "The geopolitics of renewable energy: Debunking four emerging myths" (PDF). Energy Research & Social Science. 49: 36–40. doi:10.1016/j.erss.2018.10.018.
  31. ^ Hudson Institute of Mineralogy (1993–2018). "Mindat.org".
  32. ^ Morimoto, S., Kuroki, H., Narita, H. et al. Scenario assessment of neodymium recycling in Japan based on substance flow analysis and future demand forecast. J Mater Cycles Waste Manag 23, 2120–2132 (2021). https://doi.org/10.1007/s10163-021-01277-6
  33. ^ أ ب Greenwood and Earnshaw, p. 1229–32
  34. ^ أ ب ت ث Lodders 2003, pp. 1222–1223.
  35. ^ أ ب Barbalace, Kenneth. "Periodic Table of Elements". Environmental Chemistry.com. Retrieved 2007-04-14.
  36. ^ أ ب Abundance of elements in the earth’s crust and in the sea, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th edition (2016–2017), p. 14-17
  37. ^ Rare Earths. Archive United States Geological Survey, January 2016.
  38. ^ "Honda co-develops first hybrid car motor free of heavy rare earth metals". Reuters. 12 July 2016.
  39. ^ "Honda's Heavy Rare Earth-Free Hybrid Motors Sidestep China". Bloomberg.com. 12 July 2016.
  40. ^ "Greenland to hold election watched closely by global mining industry" reuters.com. Retrieved 31 March 2021.
  41. ^ Buzhinskii, I.M., Mamonov, S.K. & Mikhailova, L.I. Influence of specific neodymium-glass absorption bands on generating energy. J Appl Spectrosc 15, 1002–1005 (1971). https://doi.org/10.1007/BF00607297
  42. ^ Sagawa M, Fujimura S, Togawa N, Yamamoto H, Matsuura Y (1984) New material for permanent magnets on a base of Nd and Fe. J Appl Phys 55(6):2083–2087. https://doi.org/10.1063/1.333572
  43. ^ Yang Y, Walton A, Sheridan R et al (2017) REE recovery from end-of-life NdFeB permanent magnet scrap: a critical review. J Sustain Met 3(1):122–149. https://doi.org/10.1007/s40831-016-0090-4
  44. ^ Yang, Y., Walton, A., Sheridan, R. et al. REE Recovery from End-of-Life NdFeB Permanent Magnet Scrap: A Critical Review. J. Sustain. Metall. 3, 122–149 (2017). https://doi.org/10.1007/s40831-016-0090-4
  45. ^ Osborne M.G., Anderson I.E., Gschneidner K.A., Gailloux M.J., Ellis T.W. (1994) Centrifugal Atomization of Neodymium and Er3Ni Regenerator Particulate. In: Reed R.P., Fickett F.R., Summers L.T., Stieg M. (eds) Advances in Cryogenic Engineering Materials. An International Cryogenic Materials Conference Publication, vol 40. Springer, Boston, MA. https://doi.org/10.1007/978-1-4757-9053-5_80
  46. ^ أ ب Kuipers, J., Giepmans, B.N.G. Neodymium as an alternative contrast for uranium in electron microscopy. Histochem Cell Biol 153, 271–277 (2020). https://doi.org/10.1007/s00418-020-01846-0
  47. ^ Wei, Y. and Zhou, X. (1999). "The Effect of Neodymium (Nd3+) on Some Physiological Activities in Oilseed Rape during Calcium (Ca2+) Starvation". 10th International Rapeseed Congress. 2: 399.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  48. ^ Tommasi, F., Thomas, P.J., Pagano, G. et al. Review of Rare Earth Elements as Fertilizers and Feed Additives: A Knowledge Gap Analysis. Arch Environ Contam Toxicol 81, 531–540 (2021). https://doi.org/10.1007/s00244-020-00773-4
  49. ^ "Team finds Earth's 'oldest rocks'". BBC news. London. 2008-09-26. Retrieved 2009-06-06.
  50. ^ Carlson R.W. (2013) Sm–Nd Dating. In: Rink W., Thompson J. (eds) Encyclopedia of Scientific Dating Methods. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-6326-5_84-1
  51. ^ Tachikawa, K. (2003). "Neodymium budget in the modern ocean and paleo-oceanographic implications". Journal of Geophysical Research. 108 (C8): 3254. Bibcode:2003JGRC..108.3254T. doi:10.1029/1999JC000285.
  52. ^ van de Flierdt, Tina; Griffiths, Alexander M.; Lambelet, Myriam; Little, Susan H.; Stichel, Torben; Wilson, David J. (2016-11-28). "Neodymium in the oceans: a global database, a regional comparison and implications for palaeoceanographic research". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 374 (2081): 20150293. Bibcode:2016RSPTA.37450293V. doi:10.1098/rsta.2015.0293. PMC 5069528. PMID 29035258.
  53. ^ Zhang, W., Liu, G. & Han, K. The Fe-Nd (Iron-Neodymium) system. JPE 13, 645–648 (1992). https://doi.org/10.1007/BF02667216
  54. ^ Bala, H., Szymura, S., Pawłowska, G. et al. Effect of impurities on the corrosion behaviour of neodymium. J Appl Electrochem 23, 1017–1024 (1993). https://doi.org/10.1007/BF00266123
  55. ^ Hopp, M., Rogaschewski, S. & Groth, T. Testing the cytotoxicity of metal alloys used as magnetic prosthetic devices. Journal of Materials Science: Materials in Medicine 14, 335–345 (2003). https://doi.org/10.1023/A:1022931915709
  56. ^ Umut Kamber; Anders Bergman; Andreas Eich; Diana Iuşan; Manuel Steinbrecher; Nadine Hauptmann; Lars Nordström; Mikhail I. Katsnelson; Daniel Wegner; Olle Eriksson; Alexander A. Khajetoorians (May 29, 2020). "Self-induced spin glass state in elemental and crystalline neodymium". Retrieved 29 May 2020. Cite magazine requires |magazine= (help)
  57. ^ Radboud University Nijmegen (May 28, 2020). "New 'Whirling' State of Matter Discovered: Self-Induced Spin Glass". Retrieved 29 May 2020.
  58. ^ Kondrukevich, A.A., Vlasov, A.S., Platov, Y.T. et al. Color of porcelain containing neodymium oxide. Glass Ceram 65, 203–207 (2008). https://doi.org/10.1007/s10717-008-9039-9
  59. ^ "Chameleon Glass Changes Color". Archived from the original on 2008-04-03. Retrieved 2009-06-06.
  60. ^ Brown D.C. (1981) Optical-Pump Sources for Nd : Glass Lasers. In: High-Peak-Power Nd: Glass Laser Systems. Springer Series in Optical Sciences, vol 25. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-38508-0_3
  61. ^ Bray, Charles (2001). Dictionary of glass: materials and techniques. University of Pennsylvania Press. p. 102. ISBN 0-8122-3619-X.
  62. ^ Baader Neodymium Filter, First Light Optics.
  63. ^ Peelman, S., Sietsma, J. & Yang, Y. Recovery of Neodymium as (Na, Nd)(SO4)2 from the Ferrous Fraction of a General WEEE Shredder Stream. J. Sustain. Metall. 4, 276–287 (2018). https://doi.org/10.1007/s40831-018-0165-5
  64. ^ Zhang, Liqiang; Lin, Hang; Cheng, Yao; Xu, Ju; Xiang, Xiaoqiang; Wang, Congyong; Lin, Shisheng; Wang, Yuansheng (August 2019). "Color-filtered phosphor-in-glass for LED-lit LCD with wide color gamut". Ceramics International. 45 (11): 14432–14438. doi:10.1016/j.ceramint.2019.04.164.
  65. ^ Fontani, Marco; Costa, Mariagrazia; Orna, Mary Virginia (2015). The Lost Elements: The Periodic Table's Shadow Side. Oxford University Press. pp. 172–173. ISBN 978-0-19-938334-4.
  66. ^ Sulc, Jan; Jelinkova, Helena; Jabczynski, Jan K.; Zendzian, Waldemar; Kwiatkowski, Jacek; Nejezchleb, Karel; Skoda, Vaclav (27 April 2005). "Comparison of diode-side-pumped triangular Nd:YAG and Nd:YAP laser" (PDF). In Hoffman, Hanna J; Shori, Ramesh K (eds.). Solid State Lasers XIV: Technology and Devices. 5707. p. 325. doi:10.1117/12.588233. S2CID 121802212. Retrieved 16 February 2022.
  67. ^ Johnson and Nassau, 1961
  68. ^ Geusic et al., 1964
  69. ^ Koechner, 1999; Powell, 1998; Svelto, 1998; Siegman, 1986
  70. ^ Norman, M. J.; Andrew, J. E.; Bett, T. H.; Clifford, R. K.; et al. (2002). "Multipass Reconfiguration of the HELEN Nd:Glass Laser at the Atomic Weapons Establishment". Applied Optics. 41 (18): 3497–505. Bibcode:2002ApOpt..41.3497N. doi:10.1364/AO.41.003497. PMID 12078672.
  71. ^ Wang, W., Wang, J., Wang, F. et al. Third harmonic generation of Nd:glass laser with novel composite deuterated KDP crystals. Laser Phys. 20, 1923–1926 (2010). https://doi.org/10.1134/S1054660X10190175
  72. ^ Watson ML (1958a) Staining of tissue sections for electron microscopy with heavy metals. II. Application of solutions containing lead and barium. J Biophys Biochem Cytol 4:727–730
  73. ^ Watson ML (1958b) Staining of tissue sections for electron microscopy with heavy metals. J Cell Biol 4:475–478
  74. ^ Hosogi N, Nishioka H, Nakakoshi M (2015) Evaluation of lanthanide salts as alternative stains to uranyl acetate. Microscopy (Oxf) 64:429–435
  75. ^ Ikeda K, Inoue K, Kanematsu S, Horiuchi Y, Park P (2011) Enhanced effects of nonisotopic hafnium chloride in methanol as a substitute for uranyl acetate in TEM contrast of ultrastructure of fungal and plant cells. Microsc Res Tech 74:825–830
  76. ^ Inaga S, Katsumoto T, Tanaka K, Kameie T, Nakane H, Naguro T (2007) Platinum blue as an alternative to uranyl acetate for staining in transmission electron microscopy. Arch Histol Cytol 70:43–49
  77. ^ Yamaguchi K, Suzuki K, Tanaka K (2010) Examination of electron stains as a substitute for uranyl acetate for the ultrathin sections of bacterial cells. J Electron Microsc (Tokyo) 59:113–118
  78. ^ Sato S, Adachi A, Sasaki Y, Ghazizadeh M (2008) Oolong tea extract as a substitute for uranyl acetate in staining of ultrathin sections. J Microsc 229:17–20
  79. ^ He X, Liu B (2017) Oolong tea extract as a substitute for uranyl acetate in staining of ultrathin sections based on examples of animal tissues for transmission electron microscopy. J Microsc 267:27–33
  80. ^ Wernick J.H. (1973) Structure and Composition in Relation to Properties. In: Hannay N.B. (eds) The Chemical Structure of Solids. Treatise on Solid State Chemistry, vol 1. Springer, New York, NY. https://doi.org/10.1007/978-1-4684-2661-8_4
  81. ^ Epiotis N.D. (1989) Chemical bonding across the periodic table. In: Relationships and Mechanisms in the Periodic Table. Topics in Current Chemistry, vol 150. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/BFb0111260
  82. ^ "Neodymium 261157". Sigma-Aldrich.
  83. ^ Pol, Arjan; Barends, Thomas R. M.; Dietl, Andreas; Khadem, Ahmad F.; Eygensteyn, Jelle; Jetten, Mike S. M.; Op Den Camp, Huub J. M. (2013). "Rare earth metals are essential for methanotrophic life in volcanic mudpots". Environmental Microbiology. 16 (1): 255–64. doi:10.1111/1462-2920.12249. PMID 24034209.
  84. ^ Kang, L., Shen, Z. & Jin, C. Neodymium cations Nd3+ were transported to the interior of Euglena gracilis 277. Chin.Sci.Bull. 45, 585–592 (2000). https://doi.org/10.1007/BF02886032
  85. ^ Vais, V., Li, C. & Cornett, J. Condensation reaction in the bandpass reaction cell improves sensitivity for uranium, thorium, neodymium and praseodymium measurements. Anal Bioanal Chem 377, 85–88 (2003). https://doi.org/10.1007/s00216-003-2084-x
  86. ^ "Neodymium (Nd) - Chemical properties, Health and Environmental effects".
  87. ^ Swain, Frank (March 6, 2009). "How to remove a finger with two super magnets". Seed Media Group LLC. Retrieved 2013-03-31.
  88. ^ أ ب Abrams, Rachel (July 17, 2014). "After Two-Year Fight, Consumer Agency Orders Recall of Buckyballs". New York Times. Retrieved 2014-07-21.
  89. ^ Balistreri, William F. (2014). "Neodymium Magnets: Too Attractive?". Medscape Gastroenterology.

وصلات خارجية

الكلمات الدالة: