Neodímio
Keywords: Neodímio, 1885, 1925, Abundância natural, Alumínio, Ano, Anticoagulante, Astronomia, Atmosfera, Base (química)
O neodímio (gr. neo, novo, dydimos, gêmeo) é um elemento químico de símbolo Nd e de massa atómica igual a 60 (60 protões e 60 electrões). À temperatura ambiente, o neodímio encontra-se no estado sólido.Faz parte do grupo das terras raras.
Foi descoberto em 1885 por Auer von Welsbach.
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| Geral | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Nome, símbolo, número | Neodimio, Nd, 60 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Classe , série química | Metal , transição interna ( lantanídio ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupo , periodo, bloco | _ , 6 , f | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidade, dureza | 6800 kg/m3, sem dados | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cor e aparência | Branco prateado, amarelado 125px | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriedades atômicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Massa atómica | 144,24(3) u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raio médio† | 185 picómetro | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raio atómico calculado | 206 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raio covalente | Sem dados | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raio de van der Waals | Sem dados | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuração electrónica | [Xe]4f46s² | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estado de oxidação ( óxido ) | 2 , 3 (levemente básico) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estrutura cristalina | Hexagonal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriedades físicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estado da matéria | Sólido (__) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ponto de fusão | 1297 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ponto de ebulição | 3373 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpía de vaporização | 273 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpía de fusão | 7,14 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pressão de vapor | 6,03 x 10-3 Pa a 2890 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Velocidade do som | 2330 m/s a 293,15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Informações diversas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Eletronegatividade | 1,14 (Pauling) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor específico | 190 J/(kg·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Condutividade elétrica | 1,57 106 m-1·Ω-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Condutividade térmica | 16,5 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1° Potencial de ionização | 533,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2° potencial de ionização | 1040 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3° potencial de ionização | 2130 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4° potencial de ionização | 3900 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isótopos mais estáveis | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Unidades SI e condições CNPT, exceto onde indicado o contrário | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conteúdo |
Características principais
O Neodímio, meta terra rara compõem o metal Misch na quantidade de aproximadamente 18%. O metal tem um brilho metálico, prateado, brilhante; entretanto, sendo um dos metais terra raras mais reativo, o neodímio escurece rapidamente no ar formando um óxido, que lascado expõem o metal a uma oxidação adicional.
Aplicações
Alguns usos do neodímio:
- O neodímio é um componente do didímio, usado para colorir vidros e fabricação de óculos de proteção, pois absorvem a luz amarela da chama, para os soldadores e assopradores de vidros.
- O neodímio confere delicadas cores aos vidros que variam desde o violeta puro, vinho até ao cinza claro. A luz transmitida através destes vidros raramente mostra bandas de absorção afiadas. Estes cristais são usados por astrônomos para calibrar dispositivos denominados espectrômetros e filtros de radiação infravermelha. O neodímio é usado também para remover a cor verde causada pelo ferro contaminante do vidro.
- Alguns tipos de vidro contendo neodímio são usados para produzir rubis sintéticos utilizados em lasers. Certos materiais podem conter pequenas concentrações de íons de neodímio que poderão ser usados em lasers para radiações no infravermelho ( 1054 – 1064 nm). Alguns lasers de Nd são , por exemplo, o Nd: YAG ( cristal de ítrio e alumínio ) utilizado em odontologia e medicina, Nd: YLF ( fluoreto de ítrio e lítio ) , Nd: YVO ( vanadato de ítrio, e outros.
- O neodímio é usado em imãs permanentes do tipo Nd2Fe14B , muito poderosos. Estes imãs são mais baratos do que os imãs de samário-cobalto , e são comuns em produtos tais como fones de ouvido, altofalantes,disco rígido de computadores, acionadores de partidas de motores, sensores etc.
- Provavelmente devido a semelhança com o Ca2+ , o Nd3+ foi divulgado [1] como elemento para promover o crescimento vegetal. Compostos de elementos terra-raras são utilizados com frequência na China como fertilizantes.
História
O neodímio foi descoberto pelo barão Carl Auer von Welsbach, um químico austríaco , em Viena no ano de 1885. Ele separou o neodímio, assim como, o elemento praseodímio, de um material conhecido como didímio por meio de análises espectroscópicas. Porém, este metal não foi isolado na forma relativamente antes de 1925. O nome neodímio é derivado do grego "neos" , novo , e "didymos" , gêmeo.
O neodímio, atualmente, é obtido por um processo de troca iônica da areia monazita ( ( Ce,La,Th,Nd,Y ) PO4 ), um material rico em elementos terra-raras, e através da eletrólise dos seus sais haletos..
Ocorrência
O neodímio nunca é encontrado na natureza como elemento livre. Ocorre em minérios tais como a areia de monazita ( ( Ce,La,Th,Nd,Y ) PO4 ) e bastnasita ( (Ce,La,Th,Nd,Y )( CO3 ) F ), que apresentam na sua composição quantidades pequenas de todos os metais terra raras. O neodímio também pode ser encontrado no metal Misch. É difícil separá-lo do outros elementos terra raras.
Compostos
Alguns compostos de neodímio:
- Fluoreto: NdF3
- Cloretos: NdCl2 e NdCl3
- Brometos: NdBr2 e NdBrs3
- Iodetos: NdI2 e NdI3
- Óxidos: Nd2O3
- Sulfetos: NdS e Nd2S3
- Selenetos: NdSe
- Teluretos: NdTe e Nd2Te3
- Niteros: NdN
Isótopos
O neodímio natural é composto por 5 isótopos estáveis, 142Nd, 143Nd, 145Nd, 146Nd e 148Nd, sendo 142Nd o mais abundante ( abundância natural de 27.2% ), e dois radioisótopos, 144Nd e 150Nd. No total, 31 radioisótopos do neodímio foram caracterizados, sendo os mais estáveis 150Nd com meia-vida ( T½ ) de >1.1×1019 anos, 144Nd com meia-vida de 2.29×1015 anos, e 147Nd com uma meia-vida de 10.98 dias. Os demais isótopos radioativos tem meias vidas abaixo de 3,38 dias, e a maioria destes com meias vidas inferior a 71 segundos. Este elemento apresenta também 4 metaestáveis, sendo os mais estáveis: 139Ndm (T½ 5.5 horas), 135Ndm (T½ 5.5 minutos) e 141Ndm (T½ 62.0 segundos).
O primeiro modo de decaimento antes do isótopo estável, 142Nd, é a captura eletrônica e o primeiro modo após é a emissão beta menos. Os primeiros produtos de decaimento antes do 142Nd são os isótopos do elemento praseodímio e os primeiros produtos após são os isótopos do elemento promécio.
Precauções
O pó de metal neodímio é perigoso, entra facilmente em combustão e é explosivo.
Os compostos de neodímio como o de todos os metais terras raras apresentam toxidade de moderada a baixa, entretanto, sua toxidade não foi completamente investigada. A poeira de neodídimio e os seus sais são muito irritante aos olhos e mucosas, e irritam moderadamente a pele. Respirar o pó pode causar embolia pulmonar, e a exposição prolongada danifica o fígado. O neodímio age também como anticoagulante , especialmente quando dado por via endovenosa.
Imãs de neodímio foram testados para usos medicos, tais como cintas magnéticas e correção de colunas vertebrais, porém a biocompatibilidade dos tecidos tem impedido a a proliferação destas aplicações.