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Neodimio

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Neodimio
  

60
Nd
 
        
        
                  
                  
                                
                                
  

praseodimio ← neodimio →promezio

Aspetto
Aspetto dell'elemento
Aspetto dell'elemento
bianco argenteo
Linea spettrale
Linea spettrale dell'elemento
Linea spettrale dell'elemento
Generalità
Nome, simbolo, numero atomiconeodimio, Nd, 60
Serielantanidi
Gruppo,periodo,blocco—,6,f
Densità6 800 kg/m³
Configurazione elettronica
Configurazione elettronica
Configurazione elettronica
Termine spettroscopico5I4
Proprietà atomiche
Massa atomica144,24 u
Raggio atomico (calc.)181 pm
Raggio covalente201±pm
Configurazione elettronica[Xe]4f46s2
e perlivello energetico2, 8, 18, 22, 8, 2
Stati di ossidazione3 (debolmentebasico)
Struttura cristallinaesagonale
Proprietà fisiche
Stato della materiasolido
Punto di fusione1 297 K (1 024 °C)
Punto di ebollizione3 347 K (3 074 °C)
Volume molare20,59×10−6 /mol
Entalpia di vaporizzazione273 kJ/mol
Calore di fusione7,14 kJ/mol
Tensione di vapore6,03×10−3 Pa a2890 K
Velocità del suono2330 m/s a 293,15 K
Altre proprietà
Numero CAS7440-00-8
Elettronegatività1,14 (scala di Pauling)
Calore specifico190J/(kg·K)
Conducibilità elettrica1,57×106/m·Ω
Conducibilità termica16,5W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione533,1 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione1 040 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione2 130 kJ/mol
Energia di quarta ionizzazione3 900 kJ/mol
Isotopi più stabili
isoNATDDMDEDP
142Nd27,13%Nd è stabile con 82neutroni
143Nd12,18%Nd è stabile con 83 neutroni
144Nd23,8%2,29×1015anniα1,905140Ce
145Nd8,3%Nd è stabile con 85 neutroni
146Nd17,19%Nd è stabile con 86 neutroni
148Nd5,76%Nd è stabile con 88 neutroni
150Nd5,64%1,1×1019 anniββ3,367150Sm
iso:isotopo
NA: abbondanza in natura
TD:tempo di dimezzamento
DM: modalità di decadimento
DE: energia di decadimento in MeV
DP: prodotto del decadimento

Ilneodimio è l'elemento chimico dinumero atomico 60 e il suosimbolo èNd.

Caratteristiche

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Il neodimio è un metallo appartenente al gruppo delleterre rare, olantanidi, presente nella lega chiamatamischmetal fino al 18%.

È un metallo d'aspetto argenteo e lucente; tuttavia, essendo uno dei lantanidi più reattivi, si ossida rapidamente all'aria coprendosi di una patina di ossido che, desquamandosi, espone all'azione ossidante dell'aria nuovi strati di metallo.

Applicazioni

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Tra gli usi del neodimio si annoverano:

  • Come componente deldidimio, utilizzato per la colorazione degli occhiali e degli schermi per saldatori.
  • Negli auricolari ergonomici in cui la presenza di magneti in neodimio offre una qualità sonora eccellente.
  • L'utilizzo come colorante per vetri consente di ottenere delicate tonalità che variano dal violetto al rosso-vino sino a tonalità calde di grigio. L'assorbimento di tali vetri presenta picchi di assorbimento particolarmente stretti. Questi vetri sono utilizzati per produrre filtri per osservazioni astronomiche, calibrando le bande dellospettro di assorbimento. Il neodimio consente di compensare il colore verde dei vetri, impartito dal ferro come contaminante.
  • Comedrogante viene utilizzato in alcuni materiali trasparenti impiegati nei laser all'infrarosso (1054-1064 nm); fra questi, ilgranato di ittrio e alluminio (Nd:YAG), il fluoruro di ittrio e litio (Nd: YLF), il vanadato di ittrio (Nd: YVO) e nei vetri al neodimio (Nd: glass). Questi ultimi sono usati per costruire ilaser a impulsi più potenti del mondo, in grado di fornire potenze dell'ordine deiTW per ogni singolo impulso; gruppi di questi laser vengono usati negli esperimenti di fusione nucleare per ottenere il confinamento inerziale dell'idrogeno.
  • I sali di neodimio sono usati come coloranti per smalti.
  • Il neodimio viene utilizzato per produrremagneti permanentiNd2Fe14B ad elevatacoercitività. Questi materiali sono meno costosi dei magneti al samario-cobalto e vengono anche utilizzati nella produzione di auricolari.
  • Probabilmente a causa di affinità con Ca2+, è stato citato l'utilizzo di Nd3+ come agente di crescita per lepiante:[1] in Cina è frequente l'utilizzo di composti delle terre rare comefertilizzanti.
  • Viene utilizzato per la produzione di altoparlanti di qualità per riprodurre fedelmente le frequenze più alte, ad esempio i tweeter al neodimio si caratterizzano per l'elevata brillantezza del suono.
  • Viene utilizzato nella produzione di componenti magnetici di diversi tipi di microfoni professionali per la sua particolare struttura magnetica che assicura una maggiore sensibilità, un migliorrapporto segnale/rumore e una gamma estesa delle frequenze con "alti" limpidi.

Storia

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Il neodimio è stato scoperto dalchimicoaustriaco baroneCarl Auer von Welsbach aVienna nel1885. Auer von Welsbach tramite un'analisispettroscopica individuò il neodimio neldidimio insieme alpraseodimio, tuttavia l'elemento non fu isolato in forma pura fino al1925. Il nome deriva dalle parolegrecheneos, nuovo, edidimos, gemello.

Oggi il neodimio viene ottenuto tramite un processo discambio ionico dallesabbie dimonazite ((Ce,La,Th,Nd,Y)PO4), un minerale ricco di elementi appartenenti alla classe dei lantanidi, e perelettrolisi dei suoisalialogenati.

Disponibilità

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Il neodimio non si trova mai in natura allo stato nativo; si rinviene invece in minerali quali la sabbia dimonazite ((Ce,La,Th,Nd,Y)PO4) e labastnasite ((Ce,La,Th,Nd,Y)(CO3)F), nonché nelmischmetal.

La sua separazione dalle altreterre rare è piuttosto difficoltosa.

Composti

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Tra i composti del neodimio si hanno

Fluoruri

Cloruri

Bromuri

Ioduri

Ossidi

Solfuri

Selenuri

Tellururi

Nitruri

Isotopi

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Il neodimio in natura si presenta come una miscela di cinque isotopi stabili,142Nd,143Nd,145Nd,146Nd e148Nd, di cui il 142 è il piùabbondante (27,2%), e dueisotopi radioattivi,144Nd e150Nd.

Gli isotopi radioattivi del neodimio sono in totale 31 ed i più stabili sono150Nd, con un'emivita di1,1×1019anni,144Nd(2,29×1015anni) e147Nd (10,98 giorni). Gli altri isotopi hanno emivite inferiori a 3,38 giorni e la maggior parte di essi inferiore ai 71 secondi.

Questo elemento presenta anche 4stati metastabili, i più stabili sono139mNd (emivita di 5,5 ore),135mNd (5,5 minuti) e141mNd (62,0 secondi).

La principale modalità di decadimento radioattivo degli isotopi fino a142Nd è lacattura elettronica con trasformazione inisotopi del praseodimio; per gli isotopi di massa superiore è ildecadimento beta con trasformazione inisotopi del promezio.

Precauzioni

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La polvere di neodimio metallico è reattiva all'aria e può incendiarsi spontaneamente.

Come per tutti i lantanidi, i composti del neodimio hanno una tossicità medio-bassa, tuttavia non sono stati condotti studi specifici sulla tossicità del neodimio. La polvere di neodimio ed i suoi sali sono molto irritanti per gliocchi e lemucose e moderatamente irritanti per lapelle. L'inalazione delle polveri può causare emboliepolmonari ed un'esposizione prolungata danneggia ilfegato. Il neodimio ha anche un effetto anticoagulante sulsangue, specie se somministrato per via endovenosa.

Magneti al neodimio sono stati testati per la realizzazione di supporti per la riparazione delle ossa fratturate, ma problemi di biocompatibilità hanno impedito la diffusione della tecnica.

Note

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  1. ^(EN) Youzhang Wei e Xiaobo Zhou,The Effect of Neodymium (Nd3+) on Some Physiological Activities in Oilseed Rape during Calcium (Ca2+) Starvation, suregional.org.au,Zhejiang, Department of Soil Science & Agro-chemistry.

Bibliografia

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Voci correlate

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Altri progetti

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Altri progetti

Collegamenti esterni

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V · D · M
Tavola periodica degli elementi
H                              He
LiBe BCNOFNe
NaMg AlSiPSClAr
KCa ScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
RbSr YZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
CsBaLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
FrRaAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
UueUbn
Unbibidi
UbuUbbUbtUbqUbpUbhUbsUboUbeUtnUtuUtbUttUtqUtpUthUtsUto
Superattinidi
UteUqnUquUqbUqtUqqUqpUqhUqsUqoUqeUpnUpuUpbUpt

Suddivisioni della tavola periodica:Gruppi ·Periodi ·Blocchi ·Metalli ·Metalloidi (semimetalli) ·Non metalli ·Lantanoidi ·Attinoidi ·Superattinidi ·Unbibidi ·Elementi transuranici
Controllo di autoritàThesaurus BNCF37261 ·LCCN(ENsh85090754 ·GND(DE4171432-5 ·J9U(EN, HE987007563184005171
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