**三氯化钕**，也称**氯化钕**，是钕和氯两种元素组成的化合物，化学式为NdCl3。无水三氯化钕是为淡紫色固体，置于空气中会迅速吸水，变成紫色的水合物NdCl3·6H2O。三氯化钕是通过一种复杂的多级提取工艺从矿物独居石和氟碳铈矿（英语：）里提炼出来的。这种氯化物有多种重要应用，比如生产金属钕和金属钕基激光和光导纤维的化学中间体，其他应用包括有机合成和分解废水污染物的催化剂、铝及其合金的腐蚀防护剂、有机分子（DNA）荧光标记物。

外观
--

阳光下（上图）和荧光下（下图）的NdCl3
NdCl3是一种淡紫色易潮解固体，吸收水蒸汽后变为紫色。生成的水合物像其他钕盐一样，在荧光下呈现不同的颜色，对于氯盐，呈现浅黄色（见图）。颜色的变化最可能的成因是Nd3+通过电荷转移跃迁变成Nd2+，Nd3+的橙光吸收带减弱，Nd2+的绿光吸收增强，产生了黄光。

结构
--

### 固体

无水NdCl3为Nd九配位三帽三棱柱配位构型，具有类似UCl3的六方晶系晶体结构。六方晶系结构常见于镧系元素和锕系元素的卤化物，如LaCl3、LaBr3、SmCl3、PrCl3、EuCl3、CeCl3、CeBr3、GdCl3、AmCl3和TbCl3，但是YbCl3和LuCl3例外。

### 溶液

三氯化钕在溶液中的结构与溶剂密切相关，在水溶液中，主要成分是[Nd(H2O)8]3+，大部分稀土元素的氯化物和溴化物都有类似情况。甲醇溶液中的主要成分是[NdCl2(CH3OH)6]+，在盐酸溶液中，成分是[NdCl(H2O)7]2+。各种情况下，钕均为八面體配位。

性质
--

NdCl3为软顺磁性固体，奈尔温度低至0.5 K，即温度低于0.5 K时，NdCl3变为铁磁性固体。NdCl3电导率为 240 S/m，热容为~100 J/(mol·K)。 NdCl3易溶于水和乙醇，不易溶于氯仿和乙醚。 NdCl3和金属Nd加热到650 °C，发生氧化还原反应，生成NdCl2：

2 NdCl3 + Nd → 3 NdCl2
将NdCl3与水或二氧化硅共热可生成氯氧化钕NdOCl:

NdCl3 + H2O → NdOCl + 2 HCl
2 NdCl3 + SiO2 → 2 NdOCl + SiCl4
NdCl3与硫化氢在约1100 °C的高温下反应，生成硫化釹Nd2S3:

2 NdCl3 + 3 H2S → 2 Nd2S3 + 6 HCl
NdCl3在高温下与氨气或磷化氢反应，分别生成氮化钕NdN和磷化钕NdP:

NdCl3 + NH3 → NdN + 3 HCl
NdCl3 + PH3 → NdP + 3 HCl
NdCl3与氢氟酸反应，生成氟化钕NdF3:

NdCl3 + 3 HF → NdF3 + 3 HCl

制备
--

独居石
NdCl3可以从矿物独居石和氟碳铈矿制得。制备过程非常复杂，因为地壳中钕元素的丰度很低，约38mg/kg，并且钕元素很难从镧系元素分离出来。由于矿物中钕元素比其他镧系元素含量高，质量分数高达16%，在镧系元素中居第三位，仅列铈和镧之后，因此制得钕的过程比其他镧系元素来得容易。NdCl3工业制备过程简介如下：

将矿石磨碎之后，用热的浓硫酸处理，生成水溶性的稀土硫酸盐。酸性滤液用氢氧化钠部分中和至pH值为3-4。钍元素以氢氧化物的形式沉淀出来并去除，剩余的溶液以草酸铵处理，将稀土转化成不溶的草酸盐。退火之后，草酸盐变成氧化物。将氧化物溶于硝酸，这样可除去一些主要成分铈，因为铈的氧化物（主要为二氧化铈）不溶于硝酸。通过離子交換法，氧化釹从其他稀土元素的氧化物分离出来。此过程中，稀土离子与树脂中的氢离子、铵离子和铜离子交换，吸附到树脂上。然后用合适的络合剂，如柠檬酸铵和次氮基三乙酸盐，将稀土离子选择性地洗出。 

以上过程正常情况下得到产物Nd2O3，这一氧化物难以转化成技术上所需的金属钕。因此，用盐酸或氯化铵处理这一氧化物，生成较不稳定的NdCl3：

Nd2O3 + 6 NH4Cl → 2 NdCl3 + 3 H2O + 6 NH3
产物NdCl3迅速吸水，变成可以稳定储存的水合物NdCl3·6H2O，并且必要时可以变回NdCl3。简单加热NdCl3·6H2O不能得到NdCl3，因为会发生水解，生成Nd2O3。因此，需要特别的方法得到无水NdCl3，一个方法是在高真空环境下将NdCl3·6H2O与4-6当量的氯化铵缓慢升温到400 °C，另一方法是，与过量氯化亚砜一起加热数个小时。

NdCl3还可以由金属钕与盐酸或氯反应制备，但是金属钕成本很高，因此这一方法不够经济，只能用于实验室研究。制备完成之后，产物在高真空高温下升华提纯。

应用
--

### 制备金属钕

Nd:YAG激光器发出波长为532nm倍频绿光
氯化钕是制备金属钕的起始化合物。在真空或氩气气氛下，NdCl3与氯化铵或氟化铵和氢氟酸一起加热，或与碱金属或碱土金属加热到300-400°C，可得金属钕

NdCl3 + 3 Li → Nd + 3 LiCl
另一个制备方法是在约700°C的温度下，电解无水NdCl3与NaCl或KCl组成的熔融混合物。

### 激光和光纤放大器

NdCl3本身冷发光性能不强，但是它可以为Nd:YAG激光（英语：）和掺钕光纤放大器等各种发光材料提供Nd3+离子。Nd-YAG激光器发射波长为1.064微米的红外光，是最常见的固体激光器（即工作物质为固体的激光器）。这些发光材料中用NdCl3而不是金属钕或其氧化物的原因是，加工光纤时化学气相沉积工艺中NdCl3易于沉积，化学气相沉积是光纤生长中广泛使用的工艺。 

三氯化钕不仅用作传统的石英光纤的掺杂剂，还用作塑料光纤（聚酰亚胺、聚乙烯等）的掺杂剂。NdCl3还用作红外有机发光二极管的添加剂。除此之外，掺钕薄膜不仅能用作LED，还能做滤光片，改善LED的发射光谱。

利用NdCl3（和其他稀土盐）在各种溶剂中的溶解性，可制造一种新型的稀土激光器，这种激光器的工作物质不是固体而是液体，液体中的Nd3+离子可由以下反应制备:

SnCl4 + 2 SeOCl2 → SnCl62− + 2 SeOCl+
SbCl5 + SeOCl2 → SbCl62− + SeOCl+
3 SeOCl+ + NdCl3 → Nd3+(solv) + 3 SeOCl2,
其中，Nd3+其实是溶剂化离子，被几个氧氯化硒包围的球，即[Nd(SeOCl2)m]3+。这一方法制备的液体激光材料同样发生波长为1.064微米的红外光，具有高增益和单色性强等性质，性质更类似晶体钕激光器的特点，而非玻璃钕激光器的特点。这样的液体激光器的量子效率是传统Nd:YAG激光器的0.75倍。

### 催化剂

NdCl3与其他有机物如三乙基铝或2-丙醇等结合可用作齐格勒-纳塔催化剂，加快各种二烯烃的聚合反应，产物包括通用合成橡胶，如聚丁烯、顺丁橡胶和聚异戊二烯。 

三氯化钕还用于二氧化钛改性。二氧化钛是最常见的无机光催化剂，可用于催化分解废水污染物如苯酚和各种染料。二氧化钛的催化反应必须用紫外光触发。而如果二氧化钛修饰上NdCl3，在日光等可见光下也可以有催化功能。NdCl3改性的二氧化钛可通过化学共沉淀-胶溶方法从TiCl4和NdCl3混合物的水溶液制备。这一工艺在商业上用在光催化自清洁涂料的1000升规模的反应器上。

### 防腐蚀

据文献报道，铝或铝合金表面涂上三氯化钕，放置于NaCl溶液中两个月，不见一点腐蚀痕迹。这种防腐涂层可以将铝或铝合金浸没于NdCl3水溶液数周制得，或者在NdCl3水溶液中电镀制得。与铬等传统阻蚀剂相比，NdCl3和其他稀土盐对环境更友好，对人类和动物毒性更低。

NdCl3在铝合金表面生成了不溶的的不溶的氢氧化钕，因此对铝合金有保护作用。NdCl3作为一种氯化物，本身是一种腐蚀剂，有时用以做陶瓷材料腐蚀试验。

### 标记有机分子

包括钕在内的镧系元素有强的发光性能，广泛用作荧光标记物。DNA等有机分子被NdCl3标记后，非常易于在荧光显微镜下示踪。

毒性
--

三氯化钕对人和动物没有明显毒性，其毒性与食盐相差不大。三氯化钕对动物的半数致死量LD50 (能杀死一半试验样品的剂量)为3.7 g每千克体重（小鼠口服），或0.15 g/kg（兔，静脉注射）。连续24小时接触500毫克，对皮肤有轻微刺激（兔眼刺激试验）。LD50大于2 g/kg可认为无毒。

参见
--

* 镧系元素

参考文献
----

1. ↑  Michael O'Donoghue, Robert Webster.. Butterworth-Heinemann. 2006: 523. ISBN 0-7506-5856-8.
2. ↑  Yamana, Hajimu; Park, Byung Gi; Shirai, Osamu; Fujii, Toshiyuki; Uehara, Akihiro; Moriyama, Hirotake.. Journal of Alloys and Compounds. 2006,. 408–412: 66. doi:10.1016/j.jallcom.2005.04.104.
3. ↑  Terakado, O; El Abedin, Sherif Zein; Endres, Frank; Nattland, Detlef; Freyland, Werner.. Journal of Non-Crystalline Solids. 2002,. 312–314: 459. doi:10.1016/S0022-3093(02)01714-3.
4. 1 2 3  F. T. Edelmann, P. Poremba. W. A. Herrmann , 编.. Stuttgart: Georg Thieme Verlag. 1997.
5. ↑  Steele, Marcus L.; Wertz, David L.. Inorganic Chemistry. 1977, **16** (5): 1225. doi:10.1021/ic50171a050.
6. ↑  Skjeltorp, A.. Physica B+C. 1977, **86–88**: 1295. doi:10.1016/0378-4363(77)90888-9.
7. ↑  R. T. Carlin.. The Electrochemical Society. 1996: 447. ISBN 1-56677-159-5.
8. ↑  Gerd Meyer, Lester R. Morss.. Springer. 1991: 161. ISBN 0-7923-1018-7.
9. 1 2 3  Patnaik, Pradyot.. McGraw-Hill. 2003: 444–446  [2009-06-06]. ISBN 0-07-049439-8.
10. ↑  John Emsley.. Oxford University Press. 2003: 268–270. ISBN 0-19-850340-7.
11. 1 2  O. Nuyken, R. Anwander.. Springer. 2006: 15. ISBN 3-540-34809-3.
12. ↑  M. D. Taylor, P. C. Carter.. J. Inorg. Nucl. Chem. 1962, **24** (4): 387. doi:10.1016/0022-1902(62)80034-7.
13. ↑  J. Kutscher, A. Schneider.. Inorg. Nucl. Chem. Lett. 1971, **7** (9): 815. doi:10.1016/0020-1650(71)80253-2.
14. ↑  J. H. Freeman, M. L. Smith.. J. Inorg. Nucl. Chem. 1958, **7** (3): 224. doi:10.1016/0022-1902(58)80073-1.
15. ↑  L. F. Druding, J. D. Corbett.. J. Am. Chem. Soc. 1961, **83** (11): 2462. doi:10.1021/ja01472a010.
16. ↑  J. D. Corbett. Rev. Chim. Minerale. 1973, **10**: 239.  缺少或`|title=`为空 (帮助)
17. ↑  C. K. Gupta, Nagaiyar Krishnamurthy.. CRC Press. 2004: 276. ISBN 0-415-33340-7.
18. ↑  B. Henderson, Ralph H. Bartram.. Cambridge University Press. 2000: 211. ISBN 0-521-59349-2.
19. ↑  Emil Wolf.. Elsevier. 1993: 49. ISBN 0-444-81592-9.
20. ↑  Wong, W; Liu, K; Chan, K; Pun, E.. Journal of Crystal Growth. 2006, **288**: 100. doi:10.1016/j.jcrysgro.2005.12.017.
21. 1 2 3  Comby, S; Bunzli, J.. Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths **37**: 217. 2007. ISBN 978-0-444-52144-6. doi:10.1016/S0168-1273(07)37035-9.  `|chapter=`被忽略 (帮助)
22. ↑  Oriordan, A; Vandeun, R; Mairiaux, E; Moynihan, S; Fias, P; Nockemann, P; Binnemans, K; Redmond, G.. Thin Solid Films. 2008, **516** (15): 5098. doi:10.1016/j.tsf.2007.11.112.
23. ↑  Cho, Y.; Choi, Y. K.; Sohn, S. H.. Applied Physics Letters. 2006, **89** (5): 051102. doi:10.1063/1.2244042.
24. ↑  Marina, N; Monakov, Y; Sabirov, Z; Tolstikov, G.. Polymer Science U S S R. 1991, **33** (3): 387. doi:10.1016/0032-3950(91)90237-K.
25. ↑  C. Wang.. Materials Chemistry and Physics. 200, **89**: 116. doi:10.1016/j.matchemphys.2004.08.038.
26. ↑  Xie, Y.. Applied Surface Science. 2004, **221**: 17. doi:10.1016/S0169-4332(03)00945-0.
27. ↑  Stengl, V; Bakardjieva, S; Murafa, N.. Materials Chemistry and Physics. 2009, **114**: 217. doi:10.1016/j.matchemphys.2008.09.025.
28. ↑  Vinod S. Agarwala, G. M. Ugiansky.. ASTM International. 1992: 180. ISBN 0-8031-1435-4.
29. ↑  Bethencourt, M; Botana, F.J.; Calvino, J.J.; Marcos, M.; Rodríguez-Chacón, M.A.. Corrosion Science. 1998, **40** (11): 1803. doi:10.1016/S0010-938X(98)00077-8.
30. ↑  Takeuchi, M; Kato, T; Hanada, K; Koizumi, T; Aose, S.. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2005, **66** (2–4): 521. doi:10.1016/j.jpcs.2004.06.046.
31. ↑ .  [2009-07-07]. （原始内容存档于2009-09-04）.
32. ↑ .  [2009-07-07]. （原始内容存档于2011-07-16）.
33. ↑  Donald E. Garrett.. Academic Press. 1998: 385. ISBN 978-0-12-276060-0.

|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 

| * 
* 论
* 编
**氯化物** |
| --- |
|  |
| 

|  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| HCl |  |  |  | He |
| LiCl | BeCl2 | BCl3 B2Cl4 | CCl4C2Cl4C2Cl6 | NCl3NH4ClNH4OCl ClN3 | Cl2OClO2Cl2O7 | ClF ClF3ClF5 | Ne |
| NaCl | MgCl2 | AlClAlCl3 | SiCl4 | P2Cl4PCl3PCl5 | S2Cl2SCl2SCl4 | Cl-Cl2 | Ar |
| KCl | CaClCaCl2 | ScCl3 | TiCl2TiCl3TiCl4 | VCl2VCl3VCl4 VCl5 | CrCl2CrCl3CrCl4 | MnCl2MnCl3 | FeCl2FeCl3 | CoCl2  CoCl3（英语：） | NiCl2 | CuClCuCl2 | ZnCl2 | GaCl2GaCl3 | GeCl2GeCl4 | AsCl3AsCl5 | Se2Cl2SeCl4 | BrCl | KrCl |
| RbCl | SrCl2 | YCl3 | ZrCl3ZrCl4 | NbCl3（英语：）NbCl4NbCl5 | MoCl2MoCl3 MoCl4Mo2Cl10MoCl6 | TcCl3TcCl4 | RuCl3 | RhCl3 | PdCl2 | AgCl | CdCl2 | InCl（英语：）InCl2InCl3 | SnCl2SnCl4 | SbCl3SbCl5 | Te3Cl2TeCl2TeCl4 | IClICl3 | XeCl（英语：）XeCl2XeCl4 |
| CsCl | BaCl2 | 镧系 | HfCl4 | TaCl4TaCl5 | W6Cl12W6Cl18 WCl4 WCl5 WCl6 | ReCl3ReCl4 ReCl5  ReCl6 | OsCl2OsCl3OsCl4OsCl5 | IrCl2IrCl3IrCl4 | PtCl2PtCl3PtCl4 | AuClAuCl3 | Hg2Cl2HgCl2 | TlClTlCl3 | PbCl2PbCl4 | BiCl3 | PoCl2PoCl4 | AtCl | RnCl2 |
| FrCl | RaCl2 | 锕系 | RfCl4 | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
|  |  | ↓ |  |  |
| 镧系 | LaCl3 | CeCl3 | PrCl3 | NdCl2NdCl3 | PmCl3 | SmCl2SmCl3 | EuCl2EuCl3 | GdCl3 | TbCl3 | DyCl2DyCl3 | HoCl3 | ErCl3 | TmCl2TmCl3 | YbCl2YbCl3 | LuCl3 |
| 锕系 | AcCl3 | ThCl4 | PaCl4PaCl5 | UCl3UCl4UCl5UCl6 | NpCl3NpCl4 | PuCl3 | AmCl2AmCl3 | CmCl3 | BkCl3 | CfCl3 | EsCl3 | Fm | Md | No | LrCl3 |

 |

 |

|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 

| * 
* 论
* 编
**钕化合物** |
| --- |
|  |
| 

|  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| NdH2 NdH3 |  |  |  | He |
| Li | Be | B | Nd2(CO3)3 | Nd(NO3)3 NdN | Nd2O3 Nd(OH)3 | NdF2 NdF3 NdF4 | Ne |
| Na | Mg | Al | Si | NdPO4 | Nd2S3 Nd2(SO4)3 | NdCl2 NdCl3 Nd(ClO4)3 | Ar |
| K | Ca | Sc | Ti | NdVO4 | Cr | Mn | Nd[Fe(CN)6] | Nd[Co(CN)6] | NdNiO3 | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | NdBr2 NdBr3 | Kr |
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Nd2(MoO4)3 | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | NdI2 NdI3 | Xe |
| Cs | Ba | 镧系 | Hf | NdTaO4 | W | Nd(ReO4)3 | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| Fr | Ra | 锕系 | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
|  |  | ↓ |  |  |
| 镧系 | La | Ce | 镨钕 | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu |
| 锕系 | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr |

 |
|  |
| 釹的有机化合物及有机酸盐
Nd(HCOO)3 · Nd(CH3COO)3 · Nd(CF3COO)3 · Nd(acac)3 · Nd2(C2O4)3 · Nd(C5H5)3 |

 |