Néodyme

Néodyme

Caractéristiques du Néodyme

Symbole : Nd
Masse atomique : 144,242 ± 0,003 u
Numéro CAS : 7440-00-8
Configuration électronique : [Xe]4f⁴ 6s²
Numéro atomique : 60
Groupe : –
Bloc : Bloc f
Famille d’éléments : Lanthanide
Électronégativité : 1, 14
Point de fusion : 1 016 °C

Le néodyme, élément atomique n°60 de symbole Nd : ses propriétés, ses composés, ses isotopes, son histoire, son origine et ses utilisations.

Le néodyme est un élément chimique de couleur gris argent appartenant à la famille des lanthanides. Son numéro atomique est 60 et son symbole est Nd. Le néodyme est malléable et peut être étiré en fil fin à température ambiante. Il s’oxyde rapidement lorsqu’il est exposé à l’air. Le nom « néodyme » vient des mots grecs « νεός » (neós) qui signifie « nouveau » et « δίδυμος » (dídymos) qui veut dire « jumeau ». Cette appellation est due au fait que les chimistes pensaient autrefois que le mélange d’oxyde de praséodyme-néodyme était un élément simple.

Histoire du néodyme

Le néodyme a été découvert par le chimiste autrichien Carl Auer von Welsbach en 1885 à Vienne. Il réussit à isoler le néodyme à partir du didyme, un autre élément de la famille des terres rares, par cristallisation fractionnée du nitrate d’ammonium et de didyme. Cette méthode a permis de séparer les différents éléments en fonction de leurs propriétés physiques, tels que leur température de fusion et de solidification. Cependant, le néodyme n’a été isolé sous une forme relativement pure qu’en 1925.

Isotopes

Le néodyme compte 38 isotopes connus dont seuls cinq sont stables et présents dans la nature. Il s’agit du ¹⁴²Nd (27,2 % de proportion sur Terre), du ¹⁴³Nd (12,2 %), du ¹⁴⁵Nd (8,3 %), du ¹⁴⁶Nd (17,2 %) et du ¹⁴⁸Nd (5,8 %). Les 33 autres sont tous radioactifs. Parmi ceux-ci, il existe deux isotopes radioactifs du néodyme que l’on trouve dans la nature : le ¹⁵⁰Nd et le ¹⁴⁴Nd.

Propriétés physiques

Le néodyme est un élément rare présent dans certains minéraux tels que la monazite et la bastnäsite. Le corps simple du néodyme est un solide gris argenté à température ambiante. Il a une densité de 7,01 g/cm³ et une masse molaire de 144,24 g/mol. Le point de fusion du néodyme est de 1 016 °C et son point d’ébullition est de 3 074 °C.

Propriétés chimiques

Le néodyme est un métal assez réactif qui peut s’enflammer s’il est exposé à l’air et à la chaleur en raison de sa forte réactivité avec l’oxygène. Lorsqu’il est exposé à l’air, il réagit avec l’oxygène pour former une fine couche d’oxyde de néodyme à sa surface. Cette couche d’oxyde peut s’enflammer facilement.

En outre, le néodyme est un métal qui a une faible résistance à la corrosion et peut donc réagir avec divers acides, conduisant à des émissions de gaz, de la chaleur voire des explosions. Il peut former des composés avec des halogènes, des oxydes, et des composés organiques. Ces propriétés permettent au néodyme d’être utilisé dans diverses applications en chimie, notamment dans les catalyseurs.

Utilisations

Le néodyme a été utilisé dans les années trente dans certains médicaments, en particulier dans des produits pharmaceutiques utilisés en gynécologie. Il était combiné avec du thorium et d’autres sels de terres rares pour former les « ovules néothorium Millot ».

Le néodyme se retrouve dans la composition du mischmétal, qui est un alliage de métaux comprenant généralement du praséodyme, du lanthane, du cérium et du néodyme. Cet alliage est couramment adopté dans la production de pierres à briquet, ainsi que dans diverses applications industrielles.

Le néodyme, combiné au praséodyme, peut agir comme colorant pour le verre et la céramique. Le mélange de praséodyme et de néodyme donne aux verres de protection solaire une teinte violette.

Le néodyme est largement utilisé dans l’électronique pour la production d’aimants permanents à haute performance. Les aimants en néodyme sont parmi les plus puissants au monde et sont essentiels dans de nombreuses applications électroniques, notamment les moteurs électriques pour véhicules électriques, les turbines éoliennes, et les générateurs électriques.

Les aimants en néodyme sont aussi présents dans les haut-parleurs et les écouteurs pour produire un son de haute qualité. Les aimants en néodyme sont même adoptés par les magiciens pour des tours de magie avec des cordes, des boules, des cartes ou des anneaux.

Le néodyme est autant utilisé dans la fabrication de composants électroniques tels que les microphones à ruban, les lasers Nd:YAG et les écrans LCD. Ces lasers sont utilisés en médecine pour des traitements dermatologiques et esthétiques et dans l’ophtalmologie.

Toxicité

La toxicité du néodyme pour l’environnement dépend du contexte dans lequel il est utilisé. Le néodyme est présent dans certains minéraux et sa production peut entraîner des émissions de gaz à effet de serre et d’autres polluants. L’extraction et le raffinage des terres rares, y compris le néodyme, peuvent également entraîner la production de déchets hautement toxiques qui peuvent contaminer l’eau, les sols et l’air. Par conséquent, il est important de suivre des pratiques durables pour atténuer les impacts environnementaux de l’extraction et de l’utilisation du néodyme et d’autres métaux de terres rares.

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