[科普中國]-釹

發(fā)現(xiàn)歷史

發(fā)現(xiàn)人：馮·韋爾塞巴赫 發(fā)現(xiàn)年代：1885年

發(fā)現(xiàn)過程：1885年由馮·韋爾塞巴赫發(fā)現(xiàn)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。

自莫桑德爾先后發(fā)現(xiàn)鑭、鉺和鋱以后，各國化學(xué)家特別注意從已發(fā)現(xiàn)的稀土元素去分離新的元素。在發(fā)現(xiàn)釤和釓的同一時期里，1885年奧地利化學(xué)家韋爾塞巴赫從didymium（當(dāng)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，后來被簡化為neodymium，元素符號Nd。

釹、鐠、釓、釤都是從當(dāng)時被認為是一種稀土元素didymium中分離出來的。由于它們的發(fā)現(xiàn)，didymium不再被保留。而正是它們的發(fā)現(xiàn)打開了發(fā)現(xiàn)稀土元素的第三道大門，是發(fā)現(xiàn)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(yīng)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(xù)發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時人們慣于把不溶于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(tài)分離出來，很稀少，因而得名稀土，稀土元素的原子序數(shù)是21（Sc）、39（Y）、57（La）至71（Lu）。它們的化學(xué)性質(zhì)很相似，這是由于核外電子結(jié)構(gòu)特點所決定的。它們一般均生成三價化合物。鈧的化學(xué)性質(zhì)與其它稀土差別明顯，一般稀土礦物中不含鈧。钷是從鈾反應(yīng)堆裂變產(chǎn)物中獲得，放射性元素147Pm半衰期2.7年。過去認為钷在自然界中不存在，直到1965年，荷蘭的一個磷酸鹽工廠在處理磷灰石中，才發(fā)現(xiàn)了钷的痕量成分。

因此，中國1968年將钷劃入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(zhèn)上尋得了一塊不尋常的黑色礦石，1794年芬蘭化學(xué)家加多林（J.Gadolin）研究了這種礦石，從其中分離出一種新物質(zhì)，三年后（1797年），瑞典人愛克伯格（A.G.Ekeberg）證實了這一發(fā)現(xiàn)，并以發(fā)現(xiàn)地名給新的物質(zhì)命名為Ytteia(釔土)。后來為了紀念加多林，稱這種礦石為Gadolinite(加多林礦，即硅鈹釔礦)。 1803年德國化學(xué)家克拉普羅茲（M.H.Klaproth）和瑞典化學(xué)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（鈰硅礦）中發(fā)現(xiàn)了另一種新的物質(zhì)---鈰土（Ceria）。

1839年瑞典人莫桑得爾（C.G.Mosander）發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)了鐠和釹。1879年法國人布瓦普德朗（L.D.Boisbauder）發(fā)現(xiàn)了釤。1901年法國人德馬爾賽（E.A.Demarcay）發(fā)現(xiàn)了銪。1880年瑞士馬利納克（Marignac）發(fā)現(xiàn)了釓。1843年莫桑得爾發(fā)現(xiàn)了鋱和鉺。1886年布瓦普德朗發(fā)現(xiàn)了鏑。1879年瑞典人克利夫（P.T.Cleve）發(fā)現(xiàn)了鈥和銩。1974年美國人馬瑞斯克（J.A.Marisky）等從鈾裂產(chǎn)物中得到钷。1879年瑞典人尼爾松（L.F.Nilson）發(fā)現(xiàn)了鈧。從1794年加多林分離出釔土至1947年制得钷，歷時150多年。

物理性質(zhì)單質(zhì)密度： 7.007 g/cm3

單質(zhì)熔點： 1024 ℃

單質(zhì)沸點： 3074 ℃

體積彈性模量：Gpa，31.8

原子化焓：kJ /mol @25℃322

熱容：J /（mol· K）：27.45

導(dǎo)電性：10^6/(cm ·Ω )：0.0157

導(dǎo)熱系數(shù)：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(jié)構(gòu)：晶胞為六方晶胞。

相對原子質(zhì)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(zhì)子數(shù)：60

中子數(shù)：84

電子數(shù)：60

原子核虧損質(zhì)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(shù)：

a = 365.8 pm

b = 365.8 pm

c = 1179.9 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

氧化態(tài)：

Main Nd+3

Other Nd+2, Nd+4維氏硬度：343MPa

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

熒光燈下從（左到右的是硫酸釹，硝酸釹和氯化釹）

節(jié)能燈下（順序同上）

正常日光下（順序同上）

化學(xué)性質(zhì)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)較活潑，室溫下在空氣中緩慢氧化，并可以燃燒，生成氧化釹。

4 Nd + 3 O2= 2 Nd2O3

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

可以和鹵素發(fā)生劇烈的反應(yīng)

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(fā)生反應(yīng)

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,不溶于水，能溶于無機酸。 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1。

用于制取永磁材料，玻璃，陶瓷的著色劑和激光材料。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(chǎn)生短波激光束，在工業(yè)上廣泛用于厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在醫(yī)療上，摻納米氧化釹的納米氧化釔鋁石榴石激光器代替手術(shù)刀用于摘除手術(shù)或消毒創(chuàng)傷口。納米氧化釹也用于玻璃和陶瓷材料的著色以及橡膠制品和添加劑。

主要用途釹元素憑借其在稀土領(lǐng)域中的獨特地位2，多年來成為市場關(guān)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(lǐng)域注入了新的生機與活力。釹鐵硼磁體磁能積高，被稱作當(dāng)代“永磁之王”，以其優(yōu)異的性能廣泛用于電子、機械等行業(yè)。阿爾法磁譜儀的研制成功，標志著我國釹鐵硼磁體的各項磁性能已跨入世界一流水平。釹還應(yīng)用于有色金屬材料。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(chǎn)生短波激光束，在工業(yè)上廣泛用于厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在醫(yī)療上，摻釹釔鋁石榴石激光器代替手術(shù)刀用于摘除手術(shù)或消毒創(chuàng)傷口。釹也用于玻璃和陶瓷材料的著色以及橡膠制品的添加劑。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，稀土科技領(lǐng)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(xué)玻璃等。

伴隨著鐠元素的誕生，釹元素也應(yīng)運而生，釹元素的到來活躍了稀土領(lǐng)域，在稀土領(lǐng)域中扮演著重要角色，并且左右著稀土市場。

釹元素用途： 用于制造陶瓷、亮紫色玻璃、激光器里的人造紅寶石和能過濾紅外線的特種玻璃。與鐠共同用來制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,不溶于水，能溶于無機酸。 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：用于制取永磁材料，玻璃，陶瓷的著色劑和激光材料。 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(chǎn)生短波激光束，在工業(yè)上廣泛用于厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在醫(yī)療上，摻納米氧化釹的納米氧化釔鋁石榴石激光器代替手術(shù)刀用于摘除手術(shù)或消毒創(chuàng)傷口。納米氧化釹也用于玻璃和陶瓷材料的著色以及橡膠制品和添加劑。

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。

釹的危害及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(dǎo)致肺栓塞和肝損害3。

作用對象：

對眼睛、皮膚、粘膜和呼吸道有刺激作用。

解決途徑4：

1.吸入：脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。如呼吸困難，給輸氧。就醫(yī)。

2.眼接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫(yī)。

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(yī)。

生活根據(jù)中央電視臺報道，國家質(zhì)量總局衛(wèi)生部曾發(fā)表聲明：釹不能作為原料添加生產(chǎn)化妝品，但由于釹廣泛存在于自然界，生產(chǎn)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5。

SK-II恢復(fù)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(jù)《南方周末》報道：生產(chǎn)過程中無可避免地混入微量釹，應(yīng)該是化妝品存在的普遍現(xiàn)象。