Neodimio

O neodimio é un elemento químico da táboa periódica de símbolo Nd e número atómico 60. A temperatura ambiente, o neodimio atópase en estado sólido. É parte do grupo de terras raras. Descubriuno en 1885 Carl Auer von Welsbach.

Neodimio
-     60 Nd                                                                                                                                                                                                                                           Nd U Praseodimio ← Neodimio → Promecio Táboa periódica dos elementos
[[Ficheiro:{{{espectro}}}|300px|center]]
Liñas espectrais do Neodimio
Información xeral
Nome, símbolo, número	Neodimio, Nd, 60
Serie química	Lantánido
Grupo, período, bloque	n/a, 6, f
Densidade	6800 kg/m3
Dureza	{{{dureza}}}
Aparencia	Branco prateado, amarelado
N° CAS	7440-00-8
N° EINECS	231-109-3
Propiedades atómicas
Masa atómica	144,242(3) u
Raio medio	185 pm
Raio atómico (calc)	206 pm
Raio covalente	pm
Raio de van der Waals	pm
Configuración electrónica	[Xe]4f46s2
Electróns por nivel de enerxía	2, 8, 18, 22, 8, 2 (imaxe)
Estado(s) de oxidación	3
Óxido	Levemente básico
Estrutura cristalina	hexagonal
Propiedades físicas
Estado ordinario	Sólido
Punto de fusión	1297 K
Punto de ebulición	3373 K
Punto de inflamabilidade	{{{P_inflamabilidade}}} K
Entalpía de vaporización	273 kJ/mol
Entalpía de fusión	7,14 kJ/mol
Presión de vapor	6,03·10-3 Pa a 2890 K
Temperatura crítica	K
Presión crítica	Pa
Volume molar	m3/mol
Velocidade do son	2330 m/s a 293.15 K (20 °C)
Varios
Electronegatividade (Pauling)	1,14
Calor específica	190 J/(K·kg)
Condutividade eléctrica	1,57·106 S/m
Condutividade térmica	16,5 W/(K·m)
1.ª Enerxía de ionización	533,1 kJ/mol
2.ª Enerxía de ionización	1040 kJ/mol
3.ª Enerxía de ionización	2130 kJ/mol
4.ª Enerxía de ionización	3900 kJ/mol
5.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización5}}} kJ/mol
6.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización6}}} kJ/mol
7.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización7}}} kJ/mol
8.ª enerxía de ionización	{{{E_ionización8}}} kJ/mol
9.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización9}}} kJ/mol
10.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización10}}} kJ/mol
Isótopos máis estables
iso AN Período MD Ed PD MeV 142Nd 27,2% estable con 82 neutróns 143Nd 12,2% estable con 83 neutróns 144Nd 23,8% 2,29 × 1015 a α 1,905 140Ce 145Nd 8,3% estable con 85 neutróns 146Nd 17,2% estable con 86 neutróns 148Nd 5,7% estable con 88 neutróns 150Nd 5,6% 1,1 × 1019 anos β-β- 150Sm
Unidades segundo o SI e en condicións normais de presión e temperatura, salvo indicación contraria.

Características

É unha terra rara que compón o metal de Misch aproximadamente nun 18%, sendo unha das terras raras máis reactiva. Posúe brillo metálico-prateado e brillante. Escurece rapidamente polo contacto do aire formando un óxido. Pertence á familia dos elementos de transición interna e contén na súa forma estable 60 electróns e o seu isótopo máis coñecido é o Nd-142.

Aplicacións

• É un compoñente do didimio, usado para colorear cristais e a fabricación de lentes de protección para os soldadores, pois absorben a luz ámbar da chama, ademais de noutros tipos de cristais.
• Confire delicadas cores aos cristais que varían desde o violeta puro, até o gris claro. A luz transmitida a través destes cristais presenta bandas de absorción infrecuentemente agudas. Estes cristais son usados polos astrónomos para calibrar uns dispositivos chamados espectrómetros e filtros de radiación infravermello. O neodimio utilízase tamén para eliminar a cor verde causada polos contaminantes do ferro.
• Algúns tipos de cristal que conteñen neodimio son utilizados para producir rubíes sintéticos utilizados en láser. Certos materiais poden conter pequenas concentracións de ións de neodimio que poden ser utilizados nos láseres de radiación infravermella (1054-1064nm). Algúns láseres de Nd son, por exemplo, o Nd: YAG (cristal de itrio e aluminio) usado en odontoloxía e medicina, Nd: YLF (fluoruro de itrio e litio), Nd: YVO (vanadato de itrio) etc.
• Sales de neodimio son usadas como colorantes de esmaltes.
• O neodimio emprégase nos imáns permanentes do tipo de Nd₂Fe₁₄B, de grande intensidade de campo. Estes imáns son máis baratos e potentes que os imáns de samario-cobalto, e son comúns en produtos como auriculares, altofalantes, discos duros de ordenadores, sensores etc
• Probablemente, debido ao parecido co Ca²⁺, o Nd³⁺ foi divulgado como elemento para promover o crecemento vexetal. Os compostos de elementos das terras raras utilízanse con frecuencia na China como fertilizantes.

Historia

Descubriuno Carl Auer von Welsbach, un químico austríaco, en Viena no ano 1885. Separou o neodimio, así como o praseodimio, dun material denominado didimio por medio de análise espectroscópicas, aínda que este metal non foi illado até 1925. O nome neodimio provén das palabras gregas neos didymos, que significa xemelgo novo (neos, novo) (didymos, xemelgo). O praseodimio e o neodimio descubríronse á vez, e por iso se lles chamaron "xemelgos", e a este chamóuselle novo xa que ao outro xa se lle chamara xemelgo verde.

O neodimio, actualmente, obtense por un proceso de intercambio iónico da area monacita ((Ce, La, Th, Nd, Y) PO₄), un material rico en terras raras, e por electrólise dos seus haluros.

Abundancia

O neodimio nunca se atopa como elemento libre. Atópase en minerais como a area de monacita ((Ce, La, Th, Nd, Y) PO₄) e basanita ((Ce, La, Th, Nd, Y) (CO₃) F), que presentan na súa composición pequenas cantidades de todos os metais das terras raras. Tamén se pode encontrar no metal de Misch. É difícil separalo doutros elementos das terras raras.

Compostos

Os compostos de neodimio inclúen:

• Fluoruros
  • NdF₃
• Cloruros
  • NdCl₂
  • NdCl₃
• Bromuros
  • NdBr₂
  • NdBrs₃
• Ioduros
  • NdI₂
  • NdI₃
• Óxidos
  • Nd₂O₃
• Sulfuros
  • NdS
  • Nd₂S₃
• Seleniuros
  • NdSe
• Teluros
  • NdTe
  • Nd₂Te₃
• Nitruros
  • NdN

Isótopos

O neodimio natural está composto por 5 isótopos estables: ¹⁴²Nd, ¹⁴³Nd, ¹⁴⁵Nd, ¹⁴⁶Nd e ¹⁴⁸Nd, sendo o máis abundante (cun 27.2%) o ¹⁴²Nd, e dous radioisótopos, ¹⁴⁴Nd e ¹⁵⁰Nd. Caracterizáronse en total 31 radioisótopos do neodimio, sendo o máis estable o ¹⁵⁰Nd cun período de semidesintegración (T_½) de máis de 1.1×10¹⁹ anos, o ¹⁴⁴Nd cun de 2.29×10¹⁵ anos, e o ¹⁴⁷Nd cun de 10.98 días. Os demais isótopos radioactivos teñen períodos de semidesintegración por debaixo dos 3.38 días, e a maioría son inferiores aos 71 segundos. Este elemento tamén presenta 4 estados metaestables, sendo os máis estables: o ¹³⁹Nd^m (T_½ = 5.5 horas), o ¹³⁵Nd^m (T_½ = 5.5 minutos) e o ¹⁴¹Nd^m (T_½ = 62 segundos). O modo principal de desintegración do isótopo estable máis abundante, o ¹⁴²Nd, é a captura electrónica e o principal modo tras este é a emisión beta. O principal produto de desintegración do ¹⁴²Nd é o (praseodimio) e o principal produto seguinte é o (promecio).

Observacións

• O metal en po de neodimio presenta perigo de combustión e explosión.
• É un dos elementos químicos raros, que pode ser encontrado nas casas en equipos tales como televisores en cor, auriculares tipo casco, lámpadas fluorescentes e cristais.
• Raramente se atopa na natureza, xa que se dá en cantidades moi pequenas. Normalmente áchase só en dous tipos distintos de minerais. O uso do neodimio aumente, para producir catalizadores e cristais.
• É perigoso no ambiente de traballo, debido ao feito de que as humidades e os gases poden ser inhalados polo aire. Isto pode causar embolia pulmonar, especialmente durante exposicións a longo prazo. Tamén pode ser unha ameaza para o fígado cando se acumula no corpo humano.
• Pode entrar no medio ambiente cando se tiran os equipos domésticos, deste modo acumúlase gradualmente nos solos e nas augas subterráneas.
• Nos animais acuáticos provoca danos na membrana celular, o que ten varias influencias negativas sobre a reprodución e as funcións do sistema nervioso.

Véxase tamén

Bibliografía

• "Táboa periódica dos elementos" (PDF). Consello da Cultura Galega, Xunta de Galicia, Real Academia Galega de Ciencias, Real Academia Galega e Ciencia Nosa. 2019. 
• Bermejo, M. R.; González, A.; Vázquez, M. (2006). O nome e o símbolo dos elementos químicos (PDF). Xunta, Secretaría Xeral de Política Lingüística e CRPIH. ISBN 978-84-453-4325-8. 
• Bermejo, M. R.; González, A.; Maneiro, M. (2018). Guía dos elementos químicos. Historia, propiedades e aplicacións. Xunta de Galicia e CRPIH. ISBN 978-84-453-5297-7.