Neodimi

Neodimi
	60Nd
	praseodimi ← neodimi → prometi
Aspecte
	Blanc platejat; ; ; ; Línies espectrals del neodimi
Propietats generals
Nom, símbol, nombre	Neodimi, Nd, 60
Categoria d'elements	Lantànids
Grup, període, bloc	n/d, 6, f
Pes atòmic estàndard	144,242
Configuració electrònica	[Xe] 4f4 6s2; 2, 8, 18, 22, 8, 2;
Propietats físiques
Fase	Sòlid
Densitat; (prop de la t. a.)	7,01 g·cm−3
Densitat del; líquid en el p. f.	6,89 g·cm−3
Punt de fusió	1.297 K, 1.024 °C
Punt d'ebullició	3.347 K, 3.074 °C
Entalpia de fusió	7,14 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització	289 kJ·mol−1
Capacitat calorífica molar	27,45 J·mol−1·K−1
Pressió de vapor
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació	3, 2, 1; (òxid bàsic feble)
Electronegativitat	1,14 (escala de Pauling)
Energies d'ionització	1a: 533,1 kJ·mol−1
	2a: 1.040 kJ·mol−1
	3a: 2.130 kJ·mol−1
Radi atòmic	181 pm
Radi covalent	201±6 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina	Hexagonal ;
Ordenació magnètica	Paramagnètic, antiferromagnètic per sota de 20 K
Resistivitat elèctrica	(t, a,) (α. poli) 643 nΩ·m
Conductivitat tèrmica	16,5 W·m−1·K−1
Dilatació tèrmica	(t, a,) (α. poli) 9,6 µm/(m·K)
Velocitat del so (barra prima)	(20 °C) 2.330 m·s−1
Mòdul d'elasticitat	(forma α) 41,4 GPa
Mòdul de cisallament	(forma α) 16,3 GPa
Mòdul de compressibilitat	(forma α) 31,8 GPa
Coeficient de Poisson	(forma α) 0,281
Duresa de Vickers	343 MPa
Duresa de Brinell	265 MPa
Nombre CAS	7440-00-8
Isòtops més estables
	Article principal: Isòtops del neodimi

El neodimi és un element químic de la taula periòdica, el símbol del qual és Nd i el seu nombre atòmic és 60.

A la temperatura ambient, es troba en estat sòlid. És part del grup de terres rares. Va ser descobert el 1885 pel químic austríac Carl Auer von Welsbach.

Característiques principalsModifica

És una terra rara que compon el Mischmetall aproximadament en proporció del 18%, sent una de les terres rares més reactives. Posseeix una lluentor metàl·lica-platejat i brillant. Enfosqueix ràpidament a l'contacte amb l'aire formant un òxid. Pertany a la família dels elements de transició interna i conté en la seva forma estable 60 electrons i el seu isòtop més conegut és el Nd-142.

AplicacionsModifica

Algunes aplicacions del neodimi:

És un component del didimi, usat per pintar vidres i la fabricació d'ulleres de protecció per als soldadors, ja que absorbeixen la llum ambre de la flama.

Confereix delicats colors als vidres que varien des del violeta pur, fins al gris clar. La llum transmesa a través d'aquests vidres presenta bandes d'absorció inusualment agudes. Aquests cristalls són usats pels astrònoms per calibrar uns dispositius anomenats espectròmetre s i filtres de radiació infraroja. El neodimi s'utilitza també per eliminar el color verd causat pels contaminants del ferro.

Alguns tipus de vidre que contenen neodimi són utilitzats per produir robí és sintètics utilitzats en làser. Certs materials poden contenir petites concentracions de ions de neodimi que poden ser utilitzats en els làsers de radiació infraroja (1054-1064 nm). Alguns làser de Nd són, per exemple, el Nd: YAG (vidre d'itri i alumini) usat en odontologia i medicina, Nd: YLF (fluorur d'itri i de liti), Nd: YVO (vanadat d'itri), etc.

És molt bon substitut de la pintura metal·litzada dels cotxes.

Sals de neodimi són usades com a colorants de esmalt s.

El neodimi s'utilitza en els imants de neodimi permanents del tipus de Nd ₂ Fe ₁₄ B, de gran intensitat de camp. Aquests imants són més barats i potents que els imants de samari-cobalt.

Probablement a causa de la semblança amb el Ca ^{2 +}, el Nd ^{3 +} va ser divulgat com a element per promoure el creixement vegetal. Els compostos d'elements de les terres rares s'utilitzen amb freqüència en Xina com fertilitzants.

Recentment s'han fabricat fonocaptores de guitarra amb aquest material pel seu bon comportament electrònic

Existeix, des d'anys, al mercat lliure per correspondència, internet i altres presentacions semi-públiques, mantes, matalassos i altres artefactes que publiciten que el neodimi usat en aquests productes, arran de la seva potent efecte magnètic, tenen propietats miraculoses davant una infinitat de malalties. La magnetoteràpia en general, i la basada en el neodimi en particular, no té la mínima base científica i, en cap cas excepte molt comptades patologies tòpiques, hauria de ser utilitzada sense consulta i prescripció facultativa. Fins i tot, en molts casos seria totalment contraproduent. ^[2]^[3]^[4]

HistòriaModifica

El neodimi va ser descobert per Carl Auer von Welsbach, un químic austríac, en Viena en l'any 1885. Va separar el neodimi, així com el praseodimi, d'un material anomenat didimio per mitjà d'anàlisi espectroscòpics. No obstant això, aquest metall no va ser aïllat abans de 1925. El nom neodimi prové de les paraules gregues nis didymos , que signifiquen nou bessó (nis, nou) (didymos, bessó). El praseodimi i el neodimi es van descobrir junts i per això se'ls va anomenar bessons; aquest se li va dir nou ja que a l'altre se li havia donat el nom de bessó verd.

El neodimi actualment és obtingut per un procés de intercanvi iònic de la sorra monazita ((Ce, La, Th, Nd, Y) PO₄), un material ric en terres rares, i per electròlisi dels seus halurs.

Abundància i obtencióModifica

El neodimi mai es troba en la naturalesa com a element lliure. Es troba en minerals com la sorra de monazita ((Ce, La, Th, Nd, Y) PO₄) i bastnasita ((Ce, La , Nd, Y) (CO₃) F), que presenten en la seva composició petites quantitats de tots els metalls de les terres rares. També es pot trobar al mischmetall. És difícil separar d'altres elements de les terres rares.

Graus de neodimiModifica

Els imants de neodimi es classifiquen segons el material amb el qual estigui combinat (N35, N38, N42, N38SH ...). Com a regla general, com més alt és el grau (el nombre que segueix a la "N"), més fort és l'imant. El grau més alt d'aquest imant, actualment, és el N52. Les lletres que segueixen aquest grau, pertanyen a el grau de temperatura de l'imant. Si no segueix cap lletra, vol dir que la temperatura de l'imant és l'estàndard. Alguns graus de temperatura poden ser: - M - H - SH - UH - EH.

CompostosModifica

Els compostos de neodimi inclouen:

Fluorurs
- NDF ₃
Clorurs
- NdCl ₂
- NdCl ₃
bromurs
- NdBr ₂
- NdBrs ₃
Ioduros
- Ndi ₂
- Ndi ₃
Òxids
- Nd ₂ O ₃
Sulfurs
- NDS
- Nd ₂ S ₃
seleniuros
- NdSe
Teluros
- NdTe
- Nd ₂ Et ₃
Nitrurs
- NDN

IsòtopsModifica

El neodimi natural està compost per 5 isòtops estables: ¹⁴² Nd, ¹⁴³ Nd, ¹⁴⁵ Nd, ¹⁴⁶ Nd i ¹⁴⁸ Nd, sent el més abundant (amb un 27.2%) el ¹⁴² Nd, i dos radioisòtop s, ¹⁴⁴ Nd i ¹⁵⁰ Nd. S'han caracteritzat en total 31 radioisòtops del neodimi, sent el més estable el ¹⁵⁰ Nd amb un període de semidesintegració (T _½) de més de 1.1 × 10 ¹⁹ anys, el ¹⁴⁴ Nd amb un 2.29 × 10 ¹⁵ anys, i el ¹⁴⁷ Nd amb ul 10.98 dies. Els altres isòtops radioactius tenen períodes de semidesintegració per sota dels 3.38 dies, i la majoria són inferiors als 71 segons. Aquest element també presenta 4 estats metaestables, sent els més estables: el ¹³⁹ Nd ^m (T _½ = 5.5 hores ), el ¹³⁵ Nd ^m (T _½ = 5.5 minuts) i el ¹⁴¹ Nd ^m (T _½ = 62 segons). La manera principal de desintegració a l'isòtop estable més abundant, el ¹⁴² Nd, és la captura electrònica i la principal manera després d'aquest, és la emissió beta . El principal producte de desintegració del ¹⁴² Nd és el (praseodimi) i el principal producte següent és el (prometi).

PrecaucionsModifica

El metall en pols de neodimi presenta perill de combustió i explosió.

És un dels elements químics rars , que pot ser trobat en les cases en equips com ara televisors en color, auriculars tipus casc, llums fluorescents i vidres. Tots els compostos químics rars tenen propietats comparables.

Rarament es troba en la naturalesa, ja que es dóna en quantitats molt petites. Normalment es troba solament en dos tipus diferents de minerals. L'ús del neodimi segueix augmentant, a causa de el fet que és útil per a produir catalitzador és i per a polir vidres.

És més perillós en l'ambient de treball, a causa de el fet que les humitats i els gasos poden ser inhalats amb l'aire. Això pot causar embòlia pulmonar, especialment durant exposicions a llarg termini. També pot ser una amenaça per al fetge quan s'acumula en el cos humà.

És abocament a medi ambient en molts llocs diferents, principalment per indústries productores de petroli. També pot entrar al medi ambient quan es tiren els equips domèstics. D'aquesta manera s'acumularà gradualment en els sòls i en les aigües subterrànies i això portarà finalment a incrementar la concentració en humans, animals i partícules de terra.

En els animals aquàtics provoca danys a la membrana cel·lular, el que té diverses influències negatives en la reproducció i en les funcions del sistema nerviós.