| Symbool | Nd |
|---|---|
| Atoomnummer | 60 |
| Atoommassa | 144,24 u |
| Categorie | Lanthanide |
| Groep | — (f-blok) |
| Periode | 6 |
| Blok | f-blok |
| Fase bij 20 °C | vast |
| Smeltpunt | 1024 °C |
| Kookpunt | 3074 °C |
| Dichtheid | 7,01 g/cm³ |
| Elektronenconfiguratie | [Xe] 4f4 6s2 |
| Elektronen per schil | 2, 8, 18, 22, 8, 2 |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 1,14 |
| Oxidatiegetallen | +3 |
| Ontdekt | 1885 door Carl Auer von Welsbach |
| Engelse naam | Neodymium |
Eigenschappen van neodymium
Neodymium is een zacht, zilverwit metaal dat in lucht snel oxideert en een laagje vormt dat afbladdert. Daarom wordt het onder olie bewaard, en worden neodymiummagneten bijna altijd met nikkel of een andere laag bekleed. Met water reageert het langzaam, met zuren snel. In verbindingen heeft neodymium oxidatiegetal +3. Neodymiumzouten hebben een opvallende lila tot paarse kleur, die bovendien verandert met het soort licht: onder tl-licht zien ze er anders uit dan in daglicht. Dat komt doordat neodymiumionen heel scherpe absorptielijnen in het zichtbare licht hebben. Zuiver neodymium is zelf niet sterk magnetisch bij kamertemperatuur. In de verbinding Nd2Fe14B houdt het neodymium de magnetische richting van de ijzeratomen echter heel stevig vast, waardoor een extreem sterke magneet ontstaat. Natuurlijk neodymium bestaat uit zeven isotopen, waarvan twee zeer zwak radioactief zijn.
Naam. De naam komt van het Griekse neos didymos, nieuwe tweeling, omdat het samen met praseodymium uit didymium werd gescheiden.
Atoombouw en plaats in het periodiek systeem
Neodymium staat in periode 6 van het periodiek systeem, in het f-blok.
Een neutraal atoom heeft 60 protonen in de kern en 60 elektronen, verdeeld over 6 schillen: 2, 8, 18, 22, 8, 2. Het periodenummer (6) is gelijk aan het aantal schillen.
Buren in het systeem: links/ervoor: Praseodymium (Pr, 59); rechts/erna: Promethium (Pm, 61).
De andere lanthaniden: Lanthaan, Cerium, Praseodymium, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium.
Voorkomen
Neodymium is na cerium en lanthaan het meest voorkomende zeldzame aardmetaal, met zo'n 40 gram per ton in de aardkorst; dat is meer dan kobalt of lood. Het zit samen met andere zeldzame aarden in bastnäsiet en monaziet. China wint en verwerkt het overgrote deel van al het neodymium en maakt ook de meeste magneten, wat Europa en de Verenigde Staten afhankelijk maakt. Er wordt gewerkt aan nieuwe mijnen in onder meer Australië, de Verenigde Staten en Zweden, en aan het recyclen van magneten uit oude apparaten.
Toepassingen
- Neodymium-ijzer-boormagneten drijven de elektromotoren van elektrische auto's en e-bikes aan.
- Grote windturbines zonder tandwielkast bevatten honderden kilo's tot meer dan een ton neodymiummagneten.
- Kleine, krachtige neodymiummagneten zitten in oordopjes, luidsprekers, harde schijven, smartphones en magnetische sluitingen.
- Nd:YAG-lasers, met neodymium in een granaatkristal, worden gebruikt voor snijden, lassen, tatoeageverwijdering en oogbehandelingen.
- Neodymium kleurt glas paars en wordt in speciale lampen en brillen gebruikt om kleuren contrastrijker te maken.
Veelgestelde vragen
Waarom zijn neodymiummagneten zo sterk?
In de verbinding neodymium-ijzer-boor leveren de ijzeratomen veel magnetisme, terwijl het neodymium ervoor zorgt dat al die kleine magneetjes in één richting blijven wijzen. Die combinatie geeft een veel sterker en stabieler magneetveld dan gewone ijzer- of ferrietmagneten van dezelfde grootte.
Waar zit neodymium in?
Neodymium zit vooral in sterke magneten: in elektrische auto's, windturbines, e-bikes, harde schijven, koptelefoons, smartphones en elektrische tandenborstels. Daarnaast wordt het gebruikt in lasers en in gekleurd glas. Een gemiddelde elektrische auto bevat ongeveer één tot twee kilo neodymiummagneten.
Waarom is neodymium belangrijk voor de energietransitie?
Elektrische auto's en veel windturbines draaien op elektromotoren en generatoren met neodymiummagneten, omdat die klein, licht en zeer efficiënt zijn. Naarmate er meer duurzame energie en elektrisch vervoer komt, stijgt de vraag naar neodymium sterk. Daarom staat het op lijsten van kritieke grondstoffen.