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O neodímio (gr. neo, novo, dydimos, gêmeo) é um elemento
químico de símbolo Nd e de número atômico igual a 60 (60
prótons e 60 elétrons), e massa atómica 144,2 u. À
temperatura ambiente, o neodímio encontra-se no estado
sólido. Faz parte do grupo das terras raras.
Características principais
O Neodímio representa cerca de 18% dos metais do grupo
terra rara. 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 expõe 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
absorve 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 tem banda de absorção
estreita e bem definida. 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.
Sais de neodímio são usados como corantes de esmaltes.
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 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. 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
Isós
O neodímio natural é composto por 5 isós estáveis,
142Nd, 143Nd, 145Nd, 146Nd e 148Nd, sendo 142Nd o mais
abundante ( abundância natural de 27.2% ), e dois
radioisós, 144Nd e 150Nd. No total, 31 radioisós
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 isós 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 isó 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 isós do elemento praseodímio e
os primeiros produtos após são os isós 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 toxicidade de moderada a baixa,
entretanto, sua toxicidade 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,
mas sem nenhum resultado comprovado.
Geral
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
Propriedades atômicas
Massa atómica 144,242(3) u
Raio médio† 185 pm
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 1294 K (1021 °C)
Ponto de ebulição 3347 K (3074 °C)
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)
1º Potencial de ionização 533,1 kJ/mol
2º Potencial de ionização 1040 kJ/mol
3º Potencial de ionização 2130 kJ/mol
4º Potencial de ionização 3900 kJ/mol
Isós mais estáveis
iso. AN Meia-vida MD ED MeV PD
142Nd 27.13 142Nd é isó estável com 82 neutrons
143Nd 12,18 143Nd é estável com 83 neutrons
144Nd 23,8 2,29 x 1015 anos α 1,905 140Ce
145Nd 8,3 145Nd é estável com 85 neutrons
146Nd 17,19 146Nd é estável com 86 neutrons
148Nd 5,76 148Nd é estável com 88 neutrons
150Nd 5,64 1,119 anos β-β- 3,367 150Sm
Unidades SI e CNTP, exceto onde indicado o contrário
Referências
The Effect of Neodymium (Nd3+) on Some Physiological
Activities in Oilseed Rape during Calcium (Ca2+)
Starvation (em inglês)
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