| Eigenschaften | ||||||||||||||||
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| Allgemein | ||||||||||||||||
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Neodym, Nd, 60 | |||||||||||||||
| Elementkategorie | Lanthanoide | |||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | La, 6, f | |||||||||||||||
| Aussehen | silbrigweiß, gelblicher Farbton | |||||||||||||||
| CAS-Nummer | ||||||||||||||||
| EG-Nummer | 231-109-3 | |||||||||||||||
| ECHA-InfoCard | 100.028.281 | |||||||||||||||
| Massenanteil an der Erdhülle | 22 ppm (33. Rang) | |||||||||||||||
| Atomar | ||||||||||||||||
| Atommasse | 144,242(3) u | |||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 185 (206) pm | |||||||||||||||
| Kovalenter Radius | 201 pm | |||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [Xe] 4f4 6s2 | |||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 5.5250(6) eV ≈ 533.08 kJ/mol | |||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 10.783(20) eV ≈ 1040.4 kJ/mol | |||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 22.09(4) eV ≈ 2130 kJ/mol | |||||||||||||||
| 4. Ionisierungsenergie | 40.60(4) eV ≈ 3920 kJ/mol | |||||||||||||||
| 5. Ionisierungsenergie | 60.0(3) eV ≈ 5790 kJ/mol | |||||||||||||||
| Physikalisch | ||||||||||||||||
| Aggregatzustand | fest | |||||||||||||||
| Kristallstruktur | hexagonal | |||||||||||||||
| Dichte | 7,003 g/cm3 (25 °C) | |||||||||||||||
| Magnetismus | paramagnetisch (χm = 3,6 · 10−3) | |||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 1298 ± 5 K (1025 ± 5 °C) | |||||||||||||||
| Siedepunkt | 3303 K (3030 °C) | |||||||||||||||
| Molares Volumen | 20,59 · 10−6 m3·mol−1 | |||||||||||||||
| Verdampfungsenthalpie | 289 kJ·mol−1 | |||||||||||||||
| Schmelzenthalpie | 7,1 kJ·mol−1 | |||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | 2330 m·s−1 bei 293,15 K | |||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 190 J·kg−1·K−1 | |||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | 1,56 · 106 S·m−1 | |||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 17 W·m−1·K−1 | |||||||||||||||
| Chemisch | ||||||||||||||||
| Oxidationszustände | +2, +3, +4 | |||||||||||||||
| Normalpotential | −2,32 V (Nd3+ + 3 e− → Nd) | |||||||||||||||
| Elektronegativität | 1,14 (Pauling-Skala) | |||||||||||||||
| Isotope | ||||||||||||||||
| Weitere Isotope siehe Liste der Isotope | ||||||||||||||||
| NMR-Eigenschaften | ||||||||||||||||
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| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||
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| Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | ||||||||||||||||
Neodym (Nomenklaturempfehlung war zeitweise Neodymium) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Nd und der Ordnungszahl 60. Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Lanthanoide und zählt damit auch zu den Metallen der Seltenen Erden. Die Elementbezeichnung leitet sich von den griechischen Worten νέος neos „neu“ und δίδυμος didymos „Zwilling“ (als Zwilling von Lanthan) ab. Das Metall wird in Form der Legierung Neodym-Eisen-Bor für starke Permanentmagnete verwendet.

1838 entdeckte Carl Gustav Mosander in Cerit ein neues Element, das er Lanthan nannte. Mosander untersuchte das Lanthan weiter und konnte 1840 amethystfarbenes Lanthansulfat in zwei Fraktionen teilen. Zum einen erhielt er farblose Kristalle, für die er den Namen Lanthan beibehielt, und zum anderen rote Kristalle eines weiteren Elementes. Für dieses wählte er den Namen Didym nach dem griechischen δίδυμος didymos „Zwilling“. Während er Lanthanoxid in sehr guter Reinheit gewinnen konnte, gelang ihm dies beim Didym nicht. Mosander vermutete, dass Didym ein Doppelsalz mit einem anderen Element, wahrscheinlich Lanthan, bildete, konnte die Bestandteile aber nicht trennen.
Marc Delafontaine verglich 1878 Didym, das aus Samarskit gewonnen wurde, mit dem aus Cerit extrahierten. Dabei erkannte er, dass die Absorptionsspektren unterschiedlich waren, dass Didym also eine Mischung mehrerer Elemente sein musste. 1879 konnte Paul Émile Lecoq de Boisbaudran das Samarium aus Didym isolieren. Sowohl Per Teodor Cleve als auch Bohuslav Brauner versuchten, das Atomgewicht des Didyms zu bestimmen. Dabei stellten sie fest, dass bei fraktionierter Kristallisation verschiedene Fraktionen unterschiedliche Gewichte von 142 bis 146 aufwiesen, also verschiedene Elemente enthalten sein mussten.
Schließlich gelang es 1885 Carl Auer von Welsbach, Didym durch fraktionierte Kristallisation der Ammonium-Didym-Nitrate (NH4)2Di(NO3)5 · 4H2O in zwei verschiedene Salze zu trennen. Eines der Elemente zeigte sowohl in Lösung als auch in verschiedenen Salzen eine grüne Farbe, während das andere eine rosafarbene Lösung und amethystfarbene Kristalle bildete. Ein weiterer, von Auer von Welsbach gefundener Unterschied war es, dass das „grüne Element“ ein zweites, schwarzbraunes, leicht zum grünen Sesquioxid reduzierbares Oxid bildete, was das zweite Element nicht machte. Er nannte das erste Element auf Grund der typischen Farbe nach dem griechischen πράσινος prásinos (mit Nebenform πράσιος prásios) „grün“ Praseodym (quasi „grüner Zwilling“), das zweite nach dem griechischen νέος neos „neu“ Neodym (quasi „neuer Zwilling“).
Die Darstellung metallischen Neodyms gelang 1903 Wilhelm Muthmann durch Elektrolyse geschmolzenem Neodym(III)-chlorids. Für das Metall konnte er ein spezifisches Gewicht von 6,9563 und eine Schmelzpunkt von 840 °C bestimmen.
Erstmals verwendet wurde Neodym 1927, als die Auergesellschaft zum 70. Geburtstag von Carl Auer von Welsbach zwei Glasvasen herstellte, die mit Praseodym und Neodym grün beziehungsweise violett gefärbt waren. Ab 1929 stellte Moser unter dem Markennamen Alexandrit auch kommerziell Vasen her, die mit Neodym gefärbt waren. Dieser Name wurde gewählt, weil neodymhaltiges Glas ähnlich wie Alexandrit einen Farbwechsel zeigt.
Das Element kommt vor allem als Bestandteil von Ceriterden wie Monazit, Bastnäsit oder Allanit vor. Der Neodymgehalt unterscheidet sich je nach Mineralart und Vorkommen. Besonders neodymreicher Bastnäsit mit einem Anteil von 18,5 % wurde in Bayan Obo in China gefunden, andere Vorkommen in China oder Mountain Pass (Vereinigte Staaten) enthalten 11–15,2 % des Elementes. Monazit enthält typischerweise etwa 10–15 % Praseodym, Allanit 2–8 %.
Es sind einige Minerale bekannt, in denen Neodym das vorherrschende Seltenerdelement ist. Dabei handelt es sich um Mischkristallreihen mit verschiedenen Mitgliedern, in denen jeweils ein Seltenerdelement überwiegt, aber immer auch andere enthalten sind. Alle Neodym-Minerale sind selten, wobei Monazit-(Nd) (Nd(PO4)) am häufigsten gefunden wurde. Daneben sind unter anderem Agardit-(Nd) (NdCu6(AsO4)3(OH)6 · 3H2O), Rhabdophan-(Nd) (Nd(PO4) · H2O), Lanthanit-(Nd) (Nd2(CO3)3 · 8H2O), Aeschynit-(Nd) (Nd(TiNb)O6) und Allanit-(Nd) ((CaNd)(AlAlFe2+)O[Si2O7][SiO4](OH)) bekannt. Insgesamt sind (Stand Juni 2026) 38 Neodymminerale von der International Mineralogical Association anerkannt. Zu den wichtigsten Fundorten von neodymhaltigen Mineralen zähen die Grube Clara bei Oberwolfach in Deutschland, Imabari in Japan, Stráž pod Ralskem in Tschechien, Narvik in Norwegen, Filipstad in Schweden, Dara-i-Pioz in Tadschikistan, Nunavik in Kanada und Kamoto in der Demokratischen Repubik Kongo.
Zu den Orten mit den größten und wichtigsten Vorkommen an Ceriterden zählen Bayan Obo in der Volksrepublik China, Araxá in Brasilien, Amba Dongar in Indien, Mount Weld in Australien, Kuannersuit auf Grönland, Lowosero in Russland sowie die Bear Lodge Mountains in Wyoming und Mountain Pass in Kalifornien, Vereinigte Staaten. Insbesondere in Bayan Obo befinden sich große Mengen Neodym. Die Gesamtreserven an Seltenerdelementen in Bayan Obo werden auf 57,1 Millionen Tonnen oder etwa 42 % der Reserven auf der ganzen Welt geschätzt. Von diesen ist der größte Teil Cer und Lanthan aber auch 15 % Neodym, dazu kleinere Anteile an Praseodym und weiteren Seltenerdelementen.
Wie bei allen Lanthanoiden werden zuerst die Erze durch Flotation angereichert, danach die Metalle in ihre Halogenide umgewandelt und durch fraktionierte Kristallisation, Ionenaustausch oder Extraktion getrennt. Im Fall von Neodym erfordert die Herstellung jedoch besonders komplexe Extraktions- und Reinigungstechniken. Es wird typischerweise aus Mineralien wie Basalt und Fluorkarbonaten gewonnen. Zunächst werden die Mineralien chemisch behandelt und anschließend durch Lösungsmittel-Extraktion getrennt, wobei Neodym von anderen Seltenerdelementen separiert wird. Danach erfolgt eine weitere Verfeinerung mittels Fällung und Ionenaustausch. Schließlich wird durch ein Reduktionsverfahren metallisches Neodym gewonnen.
Nach einer aufwendigen Abtrennung der Neodymbegleiter kann das Oxid mit Fluorwasserstoff zu Neodym(III)-fluorid umgesetzt und anschließend mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zu Neodym reduziert werden. Calciumreste und Verunreinigungen trennt man durch Umschmelzen im Vakuum ab.
Dieses Verfahren wurde in China um 1984 durch Schmelzflusselektrolyse eines Gemisches aus Neodymfluorid, Neodymoxid und Lithiumfluorid abgelöst. Formal entspricht dieses Verfahren dem Hall-Héroult-Prozess, das elementare Neodym wird jedoch an einer senkrecht stehenden Wolfram-Kathode abgeschieden, welche von einer ringförmigen Graphit-Anode umgeben ist. Das schmelzflüssige Neodym wird in einer Molybdänwanne aufgefangen, aus der es manuell in eine Barrengussform gegossen wird. Jede solche Elektrolyse-Zelle wird als Einkammer-Elektrolysezelle betrieben. Über den tatsächlichen Betrieb der Zellen in den chinesischen Betrieben sind keine überprüfbaren Angaben bekannt.
Die chinesische Regierung hat angekündigt, schärfere Umweltauflagen einzuführen und stärker gegen illegale Minen vorzugehen. Anfang Juni 2011 scheint es zu einer ersten Umsetzung dieser Absicht gekommen zu sein. Laut Berichten der Financial Times erhält der staatseigene Produzent (Baotou Steel Rare Earth) das Monopol für den Abbau und die Aufbereitung der Seltenen Erden. 35 lizenzierte Betriebe werden geschlossen und entschädigt, neun weitere nicht lizenzierte Betriebe sollen geschlossen und nicht entschädigt werden. In den USA wird derzeit (Stand: 2014) das Bergwerk Mountain Pass in Kalifornien und in Australien das Bergwerk Mount Weld reaktiviert. Beiden Minen werden vom Öko-Institut e. V. akzeptable Umweltschutzsysteme bescheinigt. Allerdings gibt es auch Vorhaben zum kombinierten Abbau Seltener Erden in Grönland, bei denen die giftigen Rückstände in Seen verklappt werden sollen.
Die Jahresproduktion wurde 2012 auf 21.000 t geschätzt, davon kommen 91 % aus China. Laut USGS lag der Preis für 1 kg Neodym 2001 unter 10 USD. Der Preis stieg bis 2010 auf 80 USD und erreichte 2011 den Höchststand mit 244 USD je kg. Danach ging er wieder zurück und lag 2013 bei 65 USD je kg. Im März 2022 stieg der Preis auf 380 bis 390 US-Dollar/kg. Seit August liegt der Preis bei etwas über 200 US-Dollar/kg.
Rein theoretisch kann Neodym recycelt werden, allerdings findet diese Anwendung auf dem kommerziellen Markt bisher wenig bis keine Anwendung, auch wenn Länder ohne Monopolstellung sich unabhängiger machen können. Ein solches Recycling, aus Elektroschrott etwa, fällt unter das Urban Mining.
Im Labor ist eine Reindarstellung des Metalls als Pulver möglich.


Das silbrigweiß glänzende Metall gehört zu den Lanthanoiden und Metallen der Seltenen Erden. Es ist an der Luft etwas korrosionsbeständiger als Europium, Lanthan, Cer oder Praseodym, bildet aber leicht eine rosaviolette Oxidschicht aus, welche an der Luft abblättern kann.
Bei hohen Temperaturen verbrennt Neodym zum Sesquioxid Nd2O3. Mit Wasser reagiert es unter Bildung von Wasserstoff zum Neodymhydroxid Nd(OH)3. Mit Wasserstoff setzt es sich zum Hydrid NdH2 um. Neben der Hauptwertigkeit/Oxidationszahl +3 kommen unter besonderen Bedingungen auch die Oxidationszahlen +2 und +4 vor.
Es gibt fünf stabile Neodymisotope: Nd‑142, ‑143, ‑145, ‑146 und ‑148. Das Isotop 144Nd ist der leichteste Alphastrahler (abgesehen von einigen Kernen mit extremem Protonenüberschuss) und zerfällt mit der extrem langen Halbwertszeit von 2.29e15 Jahren zu 140Ce, einem Nuklid mit der „magischen“ Neutronenzahl 82. Noch größer ist mit 1.1e19 Jahren die Halbwertszeit von 150Nd, das durch doppelten Betazerfall zu 150Sm wird.
Neodym-Eisen-Bor (Nd2Fe14B) ist der Werkstoff, aus dem derzeit die stärksten Dauermagnete hergestellt werden können. Sie erreichen eine Remanenzflussdichte von bis zu 1,4 Tesla. Die Koerzitivfeldstärke HcJ schwankt im Bereich von 870 bis 2750 kA/m.