Соединения неодима
Химические соединения, содержащие по крайней мере один атом неодима

Соединения неодима — это соединения, образованные лантаноидным металлом неодимом (Nd). В этих соединениях неодим обычно проявляет степень окисления +3, например, NdCl 3 , Nd 2 (SO 4 ) 3 и Nd(CH 3 COO) 3 . Известны также соединения с неодимом в степени окисления +2, например, NdCl 2 и NdI 2 . Некоторые соединения неодима имеют цвета, которые меняются в зависимости от типа освещения. [1]

Галогениды

NdCl 3 под солнечным светом (вверху) и флуоресцентным светом (внизу)

Неодим может образовывать четыре тригалогенида вида NdX 3 . Он бурно реагирует со всеми стабильными галогенами : [2]

2Nd(т) + 3F2 ( г) → 2NdF3 ( т) [фиолетовое вещество]
2Nd (тв) + 3Cl 2 (г) → 2NdCl 3 (тв) [лиловое вещество]
2Nd(т) + 3Br2 ( г) → 2NdBr3 ( т) [фиолетовое вещество]
2Nd(т) + 3I2 ( г) → 2NdI3 ( т) [зеленое вещество]

Дигалогениды NdCl 2 и NdBr 2 представляют собой темно-зеленые твердые вещества, [3] с той же кристаллической структурой, что и PbCl 2 [3] , а NdI 2 представляет собой темно-фиолетовое твердое вещество. Их можно получить в эвтектической системе Nd-NdX 3 . [4]

NdF 4 известен только в условиях матричной изоляции. [5] Родственные M 3 [NdF 7 ] (M = K, Rb, Cs) очень нестабильны по отношению к влаге или теплу. [6] Их можно получить фторированием под высоким давлением или из фторидов благородных газов . [7]

Кислородсодержащие соли

Кристаллы сульфата неодима(III)

Сульфат неодима(III) можно получить напрямую, растворив оксид неодима(III) в серной кислоте . [8] Он растворим в воде, и его безводная форма имеет растворимость 8 г при 20˚C. Нитрат неодима(III) можно получить, растворив оксид неодима(III) в азотной кислоте . [9] Выпаривание полученного раствора дает гидратированный нитрат неодима(III), где наиболее распространена форма гексагидрата. Дальнейшее нагревание гексагидрата позволит получить безводную форму. Реакция хлорида неодима(III) с арсенатом натрия в растворе даст арсенат неодима(III) , [10] который представляет собой слабо-розовый порошок, нерастворимый в воде. Он обладает хорошей термической стабильностью, а его произведение растворимости p K sp,c составляет 21,86 ± 0,11. [11] Оксалат неодима(III) представляет собой розовый кристалл, который при нагревании разлагается из своего декагидрата в безводную форму, а при дальнейшем нагревании разлагается до Nd 2 O 2 C 2 O 4 , [12] и затем окончательно получает оксид неодима(III). [13] Карбонат неодима(III) представляет собой карбонат неодима, где неодим проявляет степень окисления +3. Его можно получить путем реакции хлорида неодима(III) с бикарбонатом аммония в воде или путем гидролиза хлорацетата неодима(III): [14]

2Nd(C 2 Cl 3 O 2 ) 3 + 3H 2 O → Nd 2 (CO 3 ) 3 + 6CHCl 3 + 3CO 2
Порошок ацетата неодима

Ацетат неодима (III) представляет собой фиолетовое твердое вещество [15] , растворимое в воде. [16] [17] Растворимость соединения увеличивается при добавлении ацетата натрия, образуя синий комплекс. [18] Его можно получить реакцией хлорида неодима (III) и ацетата натрия : [19]

NdCl3 + 3Na( CH3COO ) → Nd(CH3COO ) 3 + 3NaCl

Неодиморганические соединения

Неодиморганические соединения — это соединения, которые имеют связь неодим–углерод. Эти соединения похожи на соединения других лантаноидов , характеризующиеся неспособностью подвергаться π-связыванию . Таким образом, они в основном ограничены в основном ионными циклопентадиенидами (изоструктурными с циклопентадиенидами лантана) и σ-связанными простыми алкилами и арилами, некоторые из которых могут быть полимерными. [20]

Приложения

Хлорид неодима (III) не обладает сильной люминесценцией [21] , хотя он служит источником ионов Nd 3+ для различных светоизлучающих материалов. К последним относятся лазеры Nd-YAG и оптоволоконные усилители , легированные Nd , которые усиливают свет, излучаемый другими лазерами. Лазер Nd-YAG излучает инфракрасный свет на длине волны 1,064 микрометра и является самым популярным твердотельным лазером (т. е. лазером на основе твердой среды).

Неодимовое стекло (Nd:glass) производится путем включения оксида неодима (III) (Nd 2 O 3 ) в расплав стекла. Обычно при дневном свете или свете ламп накаливания неодимовое стекло выглядит лавандовым, но при флуоресцентном освещении оно становится бледно-голубым . Неодим может использоваться для окрашивания стекла в нежные оттенки от чистого фиолетового до винно-красного и теплого серого. [22]

Ацетат неодима (III) может быть использован в качестве заменителя ацетата уранила, [23] который используется в электронной микроскопии . [24]

Ссылки

  1. ^ Burke MW (1996) Освещение II: Источники. В: Получение изображений. Springer, Дордрехт. doi :10.1007/978-94-009-0069-1_2
  2. ^ Неодим: реакции элементов Архивировано 2022-11-12 в Wayback Machine . WebElements. [2017-4-10]
  3. ^ аб Георг Брауэр (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. а.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3. Установите Auflage. Группа I, Фердинанд Энке, Штутгарт, 1975, ISBN 3-432-02328-6 , S. 1081. 
  4. ^ Леонард Ф. Друдинг, Джон Д. Корбетт (октябрь 1959 г.). «Системы редкоземельных металлов и галогенидов металлов. Приготовление галогенидов неодима (Ii)». Журнал Американского химического общества . 81 (20): 5512. doi :10.1021/ja01529a067. ISSN  0002-7863 . Получено 19 июля 2022 г.
  5. ^ Вент-Шмидт, Томас; Фанг, Зонгтанг; Ли, Захари; Диксон, Дэвид; Ридель, Себастьян (2016-01-20). «Расширение ряда тетрафторидов лантаноидов: комбинированное матричное выделение и квантово-химическое исследование». Химия — европейский журнал . 22 (7). Wiley: 2406– 2416. doi : 10.1002/chem.201504182. hdl : 2027.42/137267 . ISSN  0947-6539. PMID  26786900.
  6. ^ Мейер, Г.; Морсс, Л. Р. (2012-12-06). Синтез соединений лантаноидов и актинидов . Springer Science & Business Media. стр. 63. ISBN 978-94-011-3758-4.
  7. ^ Ридель, С. (2013). «Высоковалентные фториды и фторокислители». Comprehensive Inorganic Chemistry II . Elsevier. стр.  187–221 . doi :10.1016/b978-0-08-097774-4.00208-4. ISBN 9780080965291.
  8. ^ 《无机化合物制备手册》.朱文祥 主编. 化学工业出 фото. П 701 . 【XVI-97】八水硫酸钕(октагидрат сульфата неодима)
  9. ^ 《无机化学丛书》.第七卷 钪 稀土元素. П 233 . 11. 硝酸盐及其复盐
  10. ^ Габисония, Ц. Д.; Нанобашвили, ЕМ. Синтез арсенатов редкоземельных металлов. Сообщения Академии наук Грузинской ССР (1980), 97(2), 345-8. ISSN  0002-3167
  11. ^ Фиршинг, Ф. Генри. Растворимость продуктов трехвалентных редкоземельных арсенатов. Журнал химических и инженерных данных , 1992. 37 (4): 497-499. DOI:10.1021/je00008a028
  12. ^ Гюнтер, Пол Л.; Рехааг, Хильдегард. Термическое разложение оксалатов. I. Образование пероксидов при термическом разложении оксалатов в вакууме. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft [Abteilung] B: Abhandlungen. 1938. 71Б: 1771-1777. ISSN: 0365-9488.
  13. ^ Wendlandt, WW (1959). «Термическое разложение оксалатов редкоземельных металлов». Аналитическая химия . 31 (3): 408– 410. doi :10.1021/ac60147a024. ISSN  0003-2700.
  14. ^ 《无机化学丛书》. 第七卷 钪 稀土元素. 易宪武 黄春晖 等编.科学出版社. тр. 174, 碳酸盐. ISBN 978-7-03-030574-9 
  15. ^ Соня Гомес Торрес, Герд Мейер (2008). «Безводный ацетат неодима (III)». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 634 (2): 231–233 . doi :10.1002/zaac.200700407. ISSN  1521-3749.
  16. ^ "Американские элементы - Ацетат неодима".
  17. ^ Перри, Дейл Л. (2016). Справочник по неорганическим соединениям (на немецком языке). CRC Press. стр. 480. ISBN 978-1-4398-1462-8.
  18. ^ Холлидей, АК; Мэсси, АГ (2013). Неводные растворители в неорганической химии (на немецком языке). Elsevier Science. стр. 75. ISBN 978-1-4831-5941-6.
  19. ^ Mehrotra, RC; Misra, TN; Misra, SN Органические соединения лантаноидов: получение солей карбоновых кислот празеодима и неодима. Журнал Индийского химического общества , 1966. 1: 61-62. ISSN  0019-4522
  20. ↑ Гринвуд и Эрншоу, стр. 1248–129
  21. ^ Хендерсон, Б.; Бартрам, Ральф Х. (2000). Кристаллическое поле в твердотельных лазерных материалах. Cambridge University Press. стр. 211. ISBN 0-521-59349-2.
  22. ^ Кондрукевич А.А., Власов А.С., Платов Ю.Т. и др. Цвет фарфора, содержащего оксид неодима. Стекло Керам 65 , 203–207 (2008). дои : 10.1007/s10717-008-9039-9
  23. ^ Kuipers, Jeroen; Giepmans, Ben NG (1 апреля 2020 г.). «Неодим как альтернативный контраст для урана в электронной микроскопии». Histochemistry and Cell Biology . 153 (4): 271– 277. doi :10.1007/s00418-020-01846-0. ISSN  1432-119X. PMC 7160090. PMID 32008069  . 
  24. ^ "Негативное окрашивание" Оксфордский университет
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Соединения_неодима&oldid=1196385115"