Neodimio

Símbolo: Nd
Clasificación: Metales de transición Grupo 3 Lantánidos Tierras raras Serie de elementos Lantánidos

Número Atómico: 60
Masa Atómica: 144,24
Número de protones/electrones:60
Número de neutrones (Isótopo 144-Nd): 84
Estructura electrónica: [Xe] 4f⁴ 6s²
Electrones en los niveles de energía: 2, 8, 18, 22, 8, 2
Números de oxidación: +2, +3, +4

Electronegatividad: 1,14
Energía de ionización (kJ.mol^-1): 530
Afinidad electrónica (kJ.mol^-1): <50
Radio atómico (pm): 182
Radio iónico (pm) (carga del ion): 104(+3)

Entalpía de fusión (kJ.mol^-1): 7,113
Entalpía de vaporización (kJ.mol^-1): 283,7

Punto de Fusión (ºC): 1021
Punto de Ebullición (ºC): 3074
Densidad (kg/m³): 7007; (20 ºC)
Volumen atómico (cm³/mol): 20,59
Estructura cristalina: Hexagonal
Color: Plateado

Propiedades comparadas

Isótopos: Siete isótopos naturales: 142-Nd (27,13%), 143-Nd (12,18%), 144-Nd (2,29x10¹⁵ años, 23,80%), 145-Nd (8,30%), 146-Nd (17,19%), 148-Nd (5,76%), y 150-Nd (1,1x10¹⁹ años, 5,64%) . Treinta y cinco inestables, cuyo período de semidesintegración oscila entre 1,8 segundos (127-Nd) y 10,98 días (147-Nd).

Descubierto en: 1885
Descubierto por: A. von Welsbach
Fuentes: Minerales: cerita (Ce₃(La, Dy, Al, Ca, Fe)H(SiO₄)₃.H₂O), monacita, alanita u ortita (Ca,Ce,La,Na)₂(Al, Fe,Mg)₃[OH(SiO₄)₃]). Electrólisis de sales.
Usos: Láseres y otros amplificadores de luz. Cerámicas y vidrios coloreados. Filtros de radiación infrarroja. Magnetos de alta resistencia para motores de discos.

Curiosidades sobre el elemento: En 1841, Carl Mosander extrajo de la cerita un óxido de color rosa que creyó que contenía un nuevo elemento. Lo denominó didimio ya que era gemelo inseparable del lantano. En 1885 Auer von Welsbach separó el didimio en dos nuevos componentes elementales, neodimio y praseodimio, mediante fraccionamientos repetidos de nitrato de amonio y didimio.
A pesar de encontrarse en la aleación mischmetal (en un 16-18%) usada en piedras de encendedor, el elemento no se obtuvo puro hasta 1925. Es más abundante que plomo y estaño en la Tierra: es el 4,15x10^-3% en peso de la corteza.
Se extrae principalmente de los minerales monacita (CePO₄ con Y, Th, La,...) y bastnäsita ((Ce,La,Dy)[CO₃F]), como el resto de los metales tierras raras. Las sales de neodimio se separan de las de los otros metales mediante columnas de intercambio iónico y extracción con disolventes y por reducción de haluros anhidros (NdF₃, NdCl₃) con calcio.
El metal es plateado con brillo metálico, blando, pesado. Es una de las tierras raras más reactivas y rápidamente pierde el lustre al formarse el óxido que se exfolia y expone el resto del metal a oxidación; hay que guardarlo en aceite mineral ligero o en bolsas de plástico herméticas.
Presenta dos variedades alotrópicas o modificaciones: hasta 863ºC a-Nd (hexagonal) y, por encima de esta temperatura, b-Nd (cúbica centrada en el cuerpo).
El neodimio produce vidrios de colores que van de violeta a rojo vino y gris. La luz transmitida por tales vidrios produce bandas de absorción muy intensas y definidas. Este vidrio se ha usado en Astronomía para producir bandas definidas que sirven para calibrar líneas espectrales. Estos vidrios pueden usarse para láseres.
El didimio, en el que se encuentra el neodimio, se usa en las gafas de soldar.
Las sales de neodimio se usan como colorantes de esmaltes.
El neodimio tiene un toxicidad baja a moderada. Como el resto de las tierras raras, debe manejarse con cuidado.