Neodimio (Nd), elemento chimico, un metallo di terre rare della serie di lantanidi della tavola periodica.
Il neodimio è un metallo bianco argenteo duttile e malleabile. Si ossida facilmente in aria per formare un ossido, Nd 2 O 3, che si schizza facilmente, esponendo il metallo a ulteriore ossidazione. Il metallo deve essere conservato sigillato in una copertura di plastica o tenuto sotto vuoto o in atmosfera inerte. Reagisce gradualmente con acidi minerali, tranne l'acido fluoridrico (HF), in cui forma uno strato protettivo di trifluoruro, NdF 3. Il neodimio è fortemente paramagnetico e ordina antiferromagneticamente a 7,5 e 19,9 K (-265,7 e -253,3 ° C, o -446,2 e -423,9 ° F) con momenti magnetici spontanei che si sviluppano separatamente su diversi siti indipendenti, esagonali e cubici, rispettivamente.
Il chimico austriaco Carl Auer von Welsbach scoprì il neodimio nel 1885 separando il nitrato di ammonio didimio preparato dalla didimia (una miscela di ossidi di terre rare) in una frazione di neodimio e una frazione di praseodimio mediante ripetute cristallizzazioni. Delle terre rare, solo ittrio, lantanio e cerio sono più abbondanti del neodimio. Nelle rocce ignee della crosta terrestre, è più del doppio abbondante del piombo e circa la metà abbondante del rame.
Il neodimio naturale è una miscela di sette diversi isotopi. Cinque di questi sono stabili - neodimio-142 (27,13 percento), neodimio-146 (17,19 percento), neodimio-143 (12,18 percento), neodimio-145 (8,30 percento) e neodimio-148 (5,76 percento) —e due sono radioattivo, neodimio-144 (23,80 per cento) e neodimio-150 (5,64 per cento). Sono stati caratterizzati un totale di 31 isotopi radioattivi di neodimio (esclusi gli isomeri nucleari), che vanno in massa da 124 a 161 e in emivita da 0,65 secondi (neodimio-125) a 7,9 × 10 18 anni (neodimio-150).
Il neodimio si presenta nei minerali monazite e bastnasite ed è un prodotto della fissione nucleare. Le tecniche di separazione liquido-liquido o scambio ionico sono impiegate per la separazione e la purificazione del neodimio. Il metallo stesso viene preparato mediante elettrolisi degli alogenuri fusi o mediante riduzione metallotermica del fluoruro con calcio. Esistono due allotropi (forme strutturali) di neodimio: la fase α è a doppio esagono compatto con a = 3.6582 Å ec = 11.7966 Å a temperatura ambiente. La fase β è cubica centrata sul corpo con a = 4,13 Å a 883 ° C (1.621 ° F).
L'applicazione principale del neodimio è nei magneti permanenti ad alta resistenza basati su Nd 2 Fe 14 B che vengono utilizzati in motori e generatori elettrici ad alte prestazioni, nonché nei magneti per mandrini per dischi rigidi di computer e turbine eoliche. Il metallo viene utilizzato nell'industria elettronica, nella produzione di acciaio e come componente di una serie di leghe ferrose e non ferrose, tra cui il metallo mischiato (neodimio al 15%), utilizzato per silice più leggera. Il metallo stesso, e come una lega con un altro lantanide, l'erbio, è stato impiegato come rigeneratore in applicazioni di criocooler a bassa temperatura per fornire raffreddamento fino a 4,2 K (-269 ° C o -452 ° F). I suoi composti sono utilizzati nell'industria ceramica per smalti e per colorare il vetro in varie tonalità dal rosa al viola. Il granato di alluminio e ittrio stabilizzato al neodimio (YAG) è un componente di molti laser moderni e gli occhiali al neodimio sono utilizzati nelle fibre ottiche. Una miscela di neodimio e praseodimio assorbe la luce nella regione delle dannose linee spettrali sodio-D e quindi viene utilizzata nel vetro degli occhiali per saldatori e soffiatori di vetro.
L'elemento nei suoi composti come l'ossido Nd 2 O 3 e l'idrossido Nd (OH) 3 è quasi sempre nello stato di ossidazione +3; lo ione Nd 3+ è stabile in acqua. Sono stati preparati solo pochi composti di neodimio nello stato +2, come il diioduro NdI 2 e il dicloruro NdCl 2; lo ione Nd 2+ è instabile in soluzione acquosa.
Proprietà elemento
| numero atomico | 60 |
|---|---|
| peso atomico | 144.24 |
| punto di fusione | 1.021 ° C (1.870 ° F) |
| punto di ebollizione | 3.074 ° C (5.565 ° F) |
| peso specifico | 7,008 (25 ° C o 77 ° F) |
| stati di ossidazione | +2 (raro, instabile), +3 |
| configurazione elettronica | [Xe] 4f 4 6s 2 |
