Neodimi
El neodimi és un element químic el símbol del qual és Nd i el seu número atómico és 60.
És el quart membre de la série dels lantànits i es considera un dels metals de terres rares.
A la temperatura ambiente, es troba en estat sòlit. És un metal dur, llaugerament maleable, plateado, que es empaña ràpidament en l'aire i la humitat. Quan es oxida, el neodimi reacciona ràpidament per a produir composts de color rosa, púrpura/blava i groc en els estats d'oxidació +2, +3 i +4. Generalment es considera que té un dels espectres més complexos dels elements.[1] El neodimi va ser descobert en 1885 pel químic austríac Carl Auer von Welsbach, que també va descobrir el praseodimi. Està present en cantitats significatives en els minerals monacita i bastnasita. El neodimi no es troba de forma natural en forma metàlica o sense mesclar en atres lantànits, i sol refinar-se per al seu us general. El neodimi és prou comú -aproximadament tan comú com el cobalt, el níquel o el coure- i està àmpliament distribuït en la corfa de la Terra.[2] La major part del neodimi comercial del món es extrau en China, de la mateixa manera que molts atres metals de terres rares.
Els composts de neodimi es varen utilisar comercialment per primera volta com a tenyides de vidre en 1927 i seguixen sent un aditiu popular. El color dels composts de neodimi prové del ion Nd3+ i sol ser de color púrpura rojós, pero canvia en el tipo d'allumenament, per l'interacció de les bandes d'absorció de llum nítides del neodimi en la llum ambiental. enriquit en les nítides bandes d'emissió visibles de mercuri, europi trivalente o terbi. Els vidres dopats en neodimi s'utilisen en làsers que emeten infrarrojos en llongituts d'ona entre 1047 i 1062 nanómetros. Estos làsers s'han utilisat en aplicacions de potència extremadament alta, com a experiments de fusió per confinament inercial. El neodimi també s'usa en varis atres cristals substrat, com el granate d'itri i alumini en el làser Nd-YAG.
El neodimi s'usa en les aleacions en les que es fabriquen imans de neodimi d'alta resistència, un tipo de poderosos imans permanents.[3] Estos imans s'utilisen àmpliament en productes com a micròfons, parlantes professionals, auriculars d'oït, motors elèctrics de corrent contínua d'alt rendiment per a aficionats i discs durs de computadora, a on es requerixen imans de poc volum i camps magnètics forts. Els imans de neodimi de major tamany s'utilisen en motors elèctrics en una elevada relació potencia-pes (per eixemple, en coches híbrits) i generadors (per eixemple, para avions i generadors elèctrics de turbines eòliques).[4]
Història
[editar | editar còdic]El neodimi va ser descobert per Carl Auer von Welsbach, un químic austríac, en Viena en l'any 1885. Va separar el neodimi, aixina com el praseodimi, d'un material denominat didimio per mig d'anàlisis espectroscópicos. No obstant, este metal no va ser aïllat abans de 1925. El nom neodimi prové de les paraules gregues neos didymos, que signifiquen nou bessó (neos, nou) (didymos, bessó). El praseodimi i el neodimi es varen descobrir junts i per això se'ls va cridar bessons; a este se li va cridar nou ya que a l'un atre se li havia donat el nom de bessó vert.
El neodimi actualment és obtingut per un procés d'intercanvi iònic de l'arena monacita ((Ce, La, Th, Nd, I) PO4), un material ric en terres rares, i per electrólisis de les seues halurs.
Característiques
[editar | editar còdic]És una terra rara que compon el metal de Misch aproximadament en proporció del 18 %, sent una de les terres rares més reactives. Posseïx una lluentor metàlica-plateado i lluenta. Enfosquix ràpidament al contacte en l'aire formant un òxit. Pertany a la família dels elements de transició interna i conté en la seua forma estable 60 electrons i el seu isòtop més conegut és Nd-142.
Propietats físiques
[editar | editar còdic]El neodimi és el quart membre de la série dels lantànits. Té un punt de fusió de Error de Lua: expandTemplate: template "es:formatnum" does not exist. i un punt d'ebullició de Error de Lua: expandTemplate: template "es:formatnum" does not exist.. El neodimi metàlic té un llustre metàlic lluent i plateado.[5]
El neodimi existix comunament en dos formes alotrópicas, en una transformació d'una estructura doble hexagonal a una estructura cúbica centrada en el cos que té lloc a uns 863 °C.[6] El neodimi, com la majoria dels lantànits, és paramagnético a temperatura ambiente i es convertix en un material antiferromagnético en gelar-se a Error de Lua: expandTemplate: template "es:formatnum" does not exist..[7]
És un metal de terres rares que estava present en el clàssic metal de Misch en una concentració d'al voltant del 18 %. Per a fabricar imans de neodimi, es alea en ferro, produint un compost ferromagnético.[8]
Configuració electrònica
[editar | editar còdic]En la taula periòdica, apareix entre els lantànits praseodimi a la seua esquerra i l'element radiactiu prometio a la seua dreta, i damunt de l'actínit urani. Els seus 60 electrons estan disposts en la configuració [Xe]4f46s2. Com la majoria dels atres metals en la série dels lantànits, el neodimi generalment solament usa tres electrons com a electrons de valència, ya que després els electrons 4f restants estan fortament units: açò es deu a que els orbitales 4f penetren més a través del núcleu inerte xenón d'electrons per al núcleu, seguit per 5d i 6s, i açò aumenta en major càrrega iònica. El neodimi encara pot seguir perdent un quart electró perque es troba enjorn en els lantànits, a on la càrrega nuclear encara és lo suficientment baixa i l'energia de la subcapa 4f és lo suficientment alta com per a permetre l'eliminació de més electrons de valència.[9]
Propietats químiques
[editar | editar còdic]El neodimi, com atres lantànits, sol tindre el estat d'oxidació +3, pero també pot formar-se en els estats d'oxidació +2 i +4 i inclús, en condicions molt rares, +0.[10] El neodimi metàlic es oxida ràpidament en condicions ambientals,[6] formant una capa d'òxit com l'òxit del ferro que es desprén i expon el metal a una major oxidació; una mostra de neodimi del tamany d'un centímetro es corroe completament en aproximadament un any. De la mateixa manera que el seu veí el praseodimi, es crema fàcilment a uns 150 °C per a formar òxit de neodimi(III); l'òxit es desprén, exponent el metal a l'oxidació posterior:[6]
El neodimi és un element prou electropositivo, i reacciona llentament en aigua freda, o ràpidament en aigua calenta, per a formar hidròxit de neodimi(III):
El neodimi metàlic reacciona vigorosamente en tots els halógenos estables:cita requerida
- Plantilla:Chem2 [una substància violeta]
- Plantilla:Chem2 [una substància de color violeta]. [una substància de color malva]
- Plantilla:Chem2 [una substància violeta]. [una substància de color violeta]
- Plantilla:Chem2 [una substància verda]. [a green substance]
El neodimi es dissol fàcilment en àcit sulfúric diluït per a formar solucions que contenen el ion lila Nd(III). Estos existixen com a complexos [Nd(OH2)9]3+:[11]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Werbowy, S., Windholz, L. Studies of Landé gJ-factors of singly ionized neodymium isotopes (142, 143 and 145) at relatively small magnetic fields up to 334 G by collinear laser ion beam spectroscopy. Eur. Phys. J. D 71, 16 (2017). https://doi.org/10.1140/epjd/i2016-70641-3
- ↑ Vore Abundància dels elements (pàgina de senyes).
- ↑ Toshiba Develops Dysprosium-free Samarium-Cobalt Magnet to Replace Heat-resistant Neodymium Magnet in Essential Applications. Toshiba (2012-08-16). Recuperat el 2012-09-24.
- ↑ Gorman, Steve (31 d'agost de 2009) As hybrid cars gobble rare metals, shortage looms, Reuters.
- ↑ (2009) neodimi. En: Manutchehr-Danai M. (eds) Dictionary of Gems and Gemology. Springer, Berlín, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-72816-0_15124
- ↑ 6,0 6,1 6,2 (2016) «Neodymium. Elements», Haynes, William M. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97ª edició, CRC Press, p. 4.23. ISBN 9781498754293.
- ↑ Handbook of Crystal Structures and Magnetic Properties of Rare Earth Intermetallics, CRC Press, p. 1. ISBN 978-0-8493-4261-5.
- ↑ Stamenov P. (2021) Magnetism of the Elements. In: Coey J.M.D., Parkin S.S. (eds) Handbook of Magnetism and Magnetic Materials. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-63210-6_15
- ↑ Greenwood and Earnshaw, pp. 1235–8
- ↑ L'itri i tots els lantànits llevat el Ce i el Pm s'han observat en l'estat d'oxidació 0 en complexos de bis(1,3,5-tri-t-butilbenceno), vore Cloke, F. Geoffrey N. (1993). "Zero Oxidation State Compounds of Scandium, Yttrium, and the Lanthanides". Chem. Soc. Rev. 22: 17-24. https://doi.org/10.1039/CS9932200017. i Arnold, Polly L.; Petrukhina, Marina A.; Bochenkov, Vladimir E.; Shabatina, Tatyana I.; Zagorskii, Vyacheslav V.; Cloke (2003-12-15). "Arene complexation of Sm, Eu, Tm and Yb atoms: a variable temperature spectroscopic investigation". Journal of Organometallic Chemistry. 688 (1-2): 49-55. https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2003.08.028.
- ↑ «Chemical reactions of Neodymium». Webelements.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Neodimio» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.