Neodimio

El neodimio es un elemento químico cuyo símbolo es Nd y su número atómico es 60.

Praseodimio ← Neodimio → Prometio
60 Nd
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Blanco plateado, amarillento
Información general
Nombre, símbolo, número	Neodimio, Nd, 60
Serie química	Lantánidos
Grupo, período, bloque	-, 6, f
Masa atómica	144,24 u
Configuración electrónica	[Xe]4f^46s^2
Dureza Mohs	sin datos
Electrones por nivel	2, 8, 18, 22, 8, 2 (imagen)
Propiedades atómicas
Radio medio	185 pm
Electronegatividad	1,14 (escala de Pauling)
Radio atómico (calc)	206 pm (radio de Bohr)
Estado(s) de oxidación	3
Óxido	Levemente básico
1.ª energía de ionización	533,1 kJ/mol
2.ª energía de ionización	1040 kJ/mol
3.ª energía de ionización	2130 kJ/mol
4.ª energía de ionización	3900 kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario	Sólido
Densidad	6800 kg/m^3
Punto de fusión	1297 K (1024 °C)
Punto de ebullición	3373 K (3100 °C)
Entalpía de vaporización	273 kJ/mol
Entalpía de fusión	7,14 kJ/mol
Presión de vapor	6,03·10^-3 Pa a 2890 K
Varios
Estructura cristalina	Hexagonal
Calor específico	190 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica	1,57·10^6 S/m
Conductividad térmica	16,5 W/(K·m)
Velocidad del sonido	2330 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del neodimio
iso AN Periodo MD Ed PD MeV ^142Nd 27,2 % Estable con 82 neutrones ^143Nd 12,2 % Estable con 83 neutrones ^144Nd 23,8 % 2,29 × 10^15 años α 1,905 ^140Ce ^145Nd 8,3 % Estable con 85 neutrones ^146Nd 17,2 % Estable con 86 neutrones ^148Nd 5,7 % Estable con 88 neutrones ^150Nd 5,6 % 1,1 × 10^19 años β^-β^- 3,367 ^150Sm
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.
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A la temperatura ambiente, se encuentra en estado sólido. Es parte del grupo de tierras raras. Fue descubierto en 1885 por el químico austríaco Carl Auer von Welsbach.

Características principales

Es una tierra rara que compone el metal de Misch aproximadamente en proporción del 18 %, siendo una de las tierras raras más reactivas. Posee un brillo metálico-plateado y brillante. Oscurece rápidamente al contacto con el aire formando un óxido. Pertenece a la familia de los elementos de transición interna y contiene en su forma estable 60 electrones y su isótopo más conocido es Nd-142.

Aplicaciones

Algunas aplicaciones del neodimio:

• Es un componente del didimio, usado para colorear cristales y la fabricación de gafas de protección para los soldadores, pues absorben la luz ámbar de la llama.

• Confiere delicados colores a los cristales que varían desde el violeta puro, hasta el gris claro. La luz transmitida a través de estos cristales presenta bandas de absorción inusualmente agudas. Estos cristales son usados por los astrónomos para calibrar unos dispositivos llamados espectrómetros y filtros de radiación infrarroja. El neodimio se utiliza también para eliminar el color verde causado por los contaminantes del hierro.

• Algunos tipos de cristal que contienen neodimio son utilizados para producir rubíes sintéticos utilizados en láser. Ciertos materiales pueden contener pequeñas concentraciones de iones de neodimio que pueden ser utilizados en los láseres de radiación infrarroja (1054-1064 nm). Algunos láser de Nd son, por ejemplo, el Nd: YAG (cristal de itrio y aluminio) usado en odontología y medicina, Nd: YLF (fluoruro del itrio y litio), Nd: YVO (vanadato del itrio), etc.

• Es muy buen sustituto de la pintura metalizada de los coches.

• Sales de neodimio son usadas como colorantes de esmaltes.

• El neodimio se utiliza en los imanes de neodimio permanentes del tipo de Nd₂Fe₁₄B, de gran intensidad de campo. Estos imanes son más baratos y potentes que los imanes de samario-cobalto.

• Probablemente debido a la semejanza con el Ca²⁺, el Nd³⁺ fue divulgado como elemento para promover el crecimiento vegetal. Los compuestos de elementos de las tierras raras se utilizan con frecuencia en China como fertilizantes.

• Recientemente se han fabricado fonocaptores de guitarra con este material por su buen comportamiento electrónico

• Existe, desde años, en el mercado libre por correspondencia, internet y otras presentaciones semi-públicas, mantas, colchonetas y otros artilugios que publicitan que el neodimio usado en dichos productos, a raíz de su potente efecto magnético, tienen propiedades milagrosas frente a un sinfín de dolencias. La magnetoterapia en general, y la basada en el neodimio en particular, no tiene la mínima base científica y, en ningún caso excepto muy contadas patologías tópicas, debería ser utilizada sin consulta y prescripción facultativa. Incluso, en muchos casos sería totalmente contraproducente.^[1]​^[2]​^[3]​

Historia

El neodimio fue descubierto por Carl Auer von Welsbach, un químico austríaco, en Viena en el año 1885. Separó el neodimio, así como el praseodimio, de un material denominado didimio por medio de análisis espectroscópicos. Sin embargo, este metal no fue aislado antes de 1925. El nombre neodimio proviene de las palabras griegas neos didymos, que significan nuevo gemelo (neos, nuevo) (didymos, gemelo). El praseodimio y el neodimio se descubrieron juntos y por eso se les llamó gemelos; a este se le llamó nuevo ya que al otro se le había dado el nombre de gemelo verde.

El neodimio actualmente es obtenido por un proceso de intercambio iónico de la arena monacita ((Ce, La, Th, Nd, Y) PO₄), un material rico en tierras raras, y por electrólisis de sus haluros.

Abundancia y obtención

El neodimio nunca se encuentra en la naturaleza como elemento libre. Se encuentra en minerales como la arena de monacita ((Ce, La, Th, Nd, Y) PO₄) y bastnasita ((Ce, La, Nd, Y) (CO₃) F), que presentan en su composición pequeñas cantidades de todos los metales de las tierras raras. También se puede encontrar en el metal de Misch. Es difícil separarlo de otros elementos de las tierras raras.

Grados de neodimio

Los imanes de neodimio se clasifican según el material con el que esté combinado (N35, N38, N42, N38SH...). Como regla general, cuanto más alto es el grado (el número que sigue a la “N "), más fuerte es el imán. El grado más alto de dicho imán, actualmente, es el N52. Las letras que siguen este grado, pertenecen al grado de temperatura del imán. Si no sigue ninguna letra, quiere decir que la temperatura del imán es la estándar. Algunos grados de temperatura pueden ser: - M - H - SH - UH - EH.

Compuestos

Los compuestos de neodimio incluyen:

• Fluoruros
  • NdF₃
• Cloruros
  • NdCl₂
  • NdCl₃
• Bromuros
  • NdBr₂
  • NdBrs₃
• Ioduros
  • NdI₂
  • NdI₃
• Óxidos
  • Nd₂O₃
• Sulfuros
  • NdS
  • Nd₂S₃
• Seleniuros
  • NdSe
• Teluros
  • NdTe
  • Nd₂Te₃
• Nitruros
  • NdN

Isótopos

El neodimio natural está compuesto por 5 isótopos estables: ¹⁴²Nd, ¹⁴³Nd, ¹⁴⁵Nd, ¹⁴⁶Nd y ¹⁴⁸Nd, siendo el más abundante (con un 27.2%) el ¹⁴²Nd, y dos radioisótopos, ¹⁴⁴Nd y ¹⁵⁰Nd. Se han caracterizado en total 31 radioisótopos del neodimio, siendo el más estable el ¹⁵⁰Nd con un período de semidesintegración (T_½) de más de 1.1×10¹⁹ años, el ¹⁴⁴Nd con uno de 2.29×10¹⁵ años, y el ¹⁴⁷Nd con uno de 10.98 días. Los demás isótopos radiactivos tienen períodos de semidesintegración por debajo de los 3.38 días, y la mayoría son inferiores a los 71 segundos. Este elemento también presenta 4 estados metaestables, siendo los más estables: el ¹³⁹Nd^m (T_½ = 5.5 horas), el ¹³⁵Nd^m (T_½ = 5.5 minutos) y el ¹⁴¹Nd^m (T_½ = 62 segundos). El modo principal de desintegración al isótopo estable más abundante, el ¹⁴²Nd, es la captura electrónica y el principal modo tras este, es la emisión beta. El principal producto de desintegración del ¹⁴²Nd es el (praseodimio) y el principal producto siguiente es el (prometio).

Precauciones

• El metal en polvo de neodimio presenta peligro de combustión y explosión.

• Es uno de los elementos químicos raros, que puede ser encontrado en las casas en equipos tales como televisores en color, auriculares tipo casco, lámparas fluorescentes y cristales. Todos los compuestos químicos raros tienen propiedades comparables.

• Raramente se encuentra en la naturaleza, ya que se da en cantidades muy pequeñas. Normalmente se encuentra solamente en dos tipos distintos de minerales. El uso del neodimio sigue aumentando, debido al hecho de que es útil para producir catalizadores y para pulir cristales.

• Es más peligroso en el ambiente de trabajo, debido al hecho de que las humedades y los gases pueden ser inhalados con el aire. Esto puede causar embolia pulmonar, especialmente durante exposiciones a largo plazo. También puede ser una amenaza para el hígado cuando se acumula en el cuerpo humano.

• Es vertido al medio ambiente en muchos lugares diferentes, principalmente por industrias productoras de petróleo. También puede entrar en el medio ambiente cuando se tiran los equipos domésticos. De este modo se acumulará gradualmente en los suelos y en las aguas subterráneas y esto llevará finalmente a incrementar la concentración en humanos, animales y partículas del suelo.

• En los animales acuáticos provoca daños a la membrana celular, lo que tiene varias influencias negativas en la reproducción y en las funciones del sistema nervioso.

Referencias

• Los Alamos National Laboratory - Neodymium

1. ¿La magnetoterapia para todo? Vaya engaño, conozca para que realmente sirve esta técnica, en Quiminet
2. El engaño de la magnetoterapia en Las Provincias, 22 de osctubre de 2014
3. Magnetoterapia ¡vaya timo!, en misteriosaldescubierto, wordpress 25 de mayo de 2011

Enlaces externos

• EnvironmentalChemistry.com - Neodymium
• It's Elemental - Neodymium

•   Datos: Q1388
•   Multimedia: Neodymium