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Néodyme1 (symbole chimique Dakota du Nord, numéro atomique 60) est un élément métallique argenté qui fait partie de la série des lanthanides d’éléments chimiques. Il est considéré comme l'un des "métaux des terres rares", mais il n'est pas rare comparé à l'abondance d'autres métaux.2 Il constitue environ 38 parties par million (ppm) de la croûte terrestre.

Occurrence

Dans la nature, le néodyme ne se trouve pas en tant qu'élément libre, mais dans des minerais tels que le sable monazite ((Ce, La, Th, Nd, Y) PO4) et de bastases ((Ce, La, Th, Nd, Y) (CO3) F), qui contiennent de petites quantités de diverses terres rares. Le néodyme peut également être trouvé dans le Misch, un alliage d'éléments de terres rares dans une gamme de proportions naturelles. Sa proportion dans le métal Misch peut atteindre 18%. Il est toutefois difficile de séparer le néodyme des autres éléments des terres rares.

Histoire

Le néodyme a été découvert à Vienne par le chimiste autrichien Baron Carl Auer von Welsbach en 1885. Il a analysé le matériau connu sous le nom de didymium3 et en ont séparé les éléments néodyme et praséodyme. Le néodyme, cependant, n’a été isolé sous une forme relativement pure qu’en 1925. Le nom néodyme est dérivé des mots grecs neos, signifiant "nouveau" et didymos, signifiant "jumeaux".

Aujourd’hui, le néodyme est principalement obtenu par un procédé d’échange d’ions de sable monazite ((Ce, La, Th, Nd, Y), PO4), un matériau riche en terres rares et par électrolyse de ses sels d’halogénures.

Caractéristiques notables

Le néodyme est un métal de transition interne (ou lanthanide) qui se situe dans la période 6 du tableau périodique des éléments, entre praséodyme et prométhium. Il a un éclat métallique argenté brillant, mais il est rapidement devenu un des métaux des terres rares le plus réactif, il se ternit rapidement à l’air. Le processus de ternissement implique la formation d'une couche d'oxyde qui tombe, exposant le métal à une oxydation supplémentaire.

Les isotopes

Le néodyme naturel est composé de 5 isotopes stables -142Dakota du Nord, 143Dakota du Nord, 145Dakota du Nord, 146Nd, et 148Nd et 2 radio-isotopes, 144Nd et 150Dakota du Nord. L'isotope stable le plus abondant est 142Nd, avec une abondance naturelle de 27,2%.

De nombreux radio-isotopes de néodyme ont été caractérisés. Les plus durables sont 150Nd, avec une demi-vie (T½) de> 1,1 × 1019 ans; 144Nd, avec une demi-vie de 2,29 × 1015 ans; et 147Nd, avec une demi-vie de 10,98 jours. Tous les isotopes radioactifs restants ont une demi-vie inférieure à 3,38 jours, et la majorité d'entre eux une durée inférieure à 71 secondes. Cet élément a également 4 états méta.

Composés

Les composés de néodyme sont les suivants:

  • Halides:
    • fluorure de néodyme (III) (NdF3)
    • Néodyme (III) chlorure (NdCl3)
    • le bromure de néodyme (III) (NdBr3)
    • iodure de néodyme (III) (NdI3)
  • Oxydes:
    • Néodyme (III) oxyde (Nd2O3)
  • Sulfures:
    • sulfure de néodyme (II) (NdS)
    • sulfure de néodyme (III) (Nd2S3)
  • Nitrures:
    • nitrure de néodyme (III) (NdN)

Applications

  • Le néodyme est un composant du verre de didymium utilisé dans la fabrication de lunettes de protection spécialisées pour les soudeurs et les souffleurs de verre.
  • Le néodyme donne au verre des teintes délicates allant du violet pur au rouge vin et au gris chaud. La lumière transmise à travers ce verre présente des bandes d'absorption exceptionnellement nettes. Le verre est utilisé dans le travail astronomique pour produire des bandes nettes au moyen desquelles les raies spectrales peuvent être calibrées. Le néodyme est également utilisé pour éliminer la couleur verte causée par les contaminants ferreux du verre.
Dalles de verre dopées au néodyme utilisées dans des lasers extrêmement puissants pour la fusion par confinement inertiel
  • Les sels de néodyme sont utilisés comme colorants pour les émaux.
  • Le néodyme est combiné au fer et au bore pour produire les aimants permanents les plus puissants connus, également appelés aimants NIB. Leur formule chimique est Nd2Fe14B. Ils sont moins chers, plus légers et plus puissants que les aimants au samarium-cobalt. Les aimants en néodyme apparaissent dans les produits de haute qualité tels que les microphones, les haut-parleurs professionnels, les écouteurs intra-auriculaires et les disques durs d'ordinateur, où une faible masse, un faible volume ou des champs magnétiques puissants sont nécessaires.
  • Dakota du Nord3+ a été signalé à promouvoir la croissance des plantes, probablement en raison de similitudes avec le Ca2+.4 Les composés d'éléments de terres rares sont fréquemment utilisés comme engrais en Chine.
  • La taille et la force d'une éruption volcanique peuvent être prédites en recherchant des isotopes de néodyme. La composition en isotopes du néodyme de la lave volcanique offre un indicateur de la magnitude d'une future éruption volcanique. Les scientifiques peuvent ainsi utiliser ces informations pour prévoir l'ampleur d'une éruption imminente et envoyer un avertissement aux habitants de la région.
  • Certains matériaux transparents à faible concentration en ions néodyme peuvent être utilisés dans les lasers comme supports de gain pour les longueurs d’onde infrarouges (1054-1064 nm). Des exemples de ces matériaux sont le grenat d’aluminium et d’yttrium dopé au néodyme (Nd: YAG), le fluorure de lithium et d’yttrium (Nd: YLF) et l’orthovanadate d’yttrium (Nd: YVO).4).
  • Les lasers à semi-conducteurs en verre au néodyme (Nd: Glass) sont utilisés dans les systèmes à faisceaux multiples de très haute puissance (échelle du térawatt) et de haute énergie (mégajoules) pour la fusion par confinement inertiel.

Précautions

La poussière métallique de néodyme présente un risque de combustion et d’explosion.

Les composés du néodyme, comme tous les métaux des terres rares, ont une toxicité faible à modérée; Cependant, sa toxicité n'a pas fait l'objet d'études approfondies. La poussière et les sels de néodyme sont très irritants pour les yeux et les muqueuses et modérément irritants pour la peau. L'inhalation de la poussière peut provoquer des embolies pulmonaires et l'exposition cumulée endommage le foie. Le néodyme agit également comme anticoagulant, surtout lorsqu'il est administré par voie intraveineuse.

Les aimants en néodyme ont été testés pour des applications médicales telles que les corsets magnétiques et la réparation osseuse, mais des problèmes de biocompatibilité ont empêché une application généralisée.

Voir également

  • Élément chimique
  • Métal de transition interne
  • Métal
  • Tableau périodique
  • Aimant Néodyme (NIB ou NdFeB)

Remarques

  1. ↑ Néodyme est souvent mal orthographié en néodynenium.
  2. ↑ Le terme "métaux de terres rares" (ou "éléments de terres rares") est un nom trivial appliqué à 16 éléments chimiques: le scandium, l'yttrium et 14 des 15 lanthanides (à l'exception du prométhium), présents naturellement sur la Terre. Certaines définitions incluent également les actinides. Le mot "terre" est un terme obsolète pour oxyde. Le terme "terres rares" est déconseillé par l'Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA), ces éléments étant relativement abondants dans la croûte terrestre.
  3. ↑ Didymium est un mélange de praséodyme et de néodyme.
  4. ↑ L'effet du néodyme sur certaines activités physiologiques. Récupéré le 21 juin 2007.

Les références

  • "Néodyme" Laboratoire national Los Alamos, Division de la chimie. Récupéré le 20 février 2007.
  • Chang, Raymond. 2006. Chimie. 9 e éd. New York: Science / Ingénierie / Maths de McGraw-Hill. ISBN 0073221031.
  • Cotton, F. Albert et Wilkinson, Geoffrey. 1980. Chimie inorganique avancée. 4ème éd. New York: Wiley. ISBN 0-471-02775-8.
  • Greenwood, N. N. et Earnshaw, A. 1998. Chimie des éléments. 2e éd. Oxford, Royaume-Uni; Burlington, MA: Butterworth-Heinemann, Elsevier Science. ISBN 0750633654. Version en ligne. Récupéré le 22 juin 2007.
  • Jones, Adrian P .; Wall, Frances; et Williams, C. Terry, éds. 1996. Minéraux de terres rares: chimie, origine et dépôts de minerai. La série Mineralogical Society. Londres, Royaume-Uni: Chapman and Hall. ISBN 0412610302 et ISBN 978-0412610301.
  • Stwertka, Albert. 1998. Guide des éléments. Rev. ed. Oxford, Royaume-Uni: Oxford University Press. ISBN 0-19-508083-1.

Liens externes

Tous les liens ont été récupérés le 15 novembre 2018.

  • WebElements.com - Néodyme.
  • C'est élémentaire - néodyme.

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