Élément chimique · fiche de référence

60Nd

Néodyme

Le néodyme est l’élément 60 (Nd), situé en période 6, groupe — et dans le bloc f. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Xe] 4f4 6s2.

Numéro atomique60

Poids atomique standard144,242(3)

Groupe—

Période6

Blocf

Configuration électronique[Xe] 4f4 6s2

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

Les lanthanides correspondent au remplissage progressif de la sous-couche 4f. Leur chimie est souvent dominée par l’état d’oxydation +3, tandis que les orbitales f partiellement remplies donnent à plusieurs d’entre eux des propriétés magnétiques et optiques remarquables.

Les électrons 4f étant relativement protégés par les couches externes, les lanthanides voisins ont des comportements chimiques très proches. Leur séparation industrielle est donc beaucoup plus difficile que celle d’éléments appartenant à des groupes très différents.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

Les lanthanides se rencontrent couramment sous forme d’ions +3 dans des oxydes, halogénures et complexes. Leurs composés ont des chimies proches, tandis que les différences d’occupation des orbitales f produisent des propriétés magnétiques et luminescentes caractéristiques.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 7,01 g/cm³. Le point de fusion est 1 289 K (1 016 °C). Le point d’ébullition est 3 347 K (3 074 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

Le néodyme est surtout connu pour les aimants permanents néodyme-fer-bore, très puissants et présents dans de nombreux moteurs, générateurs, haut-parleurs et appareils électroniques. Ses ions sont également utilisés dans certains lasers et verres spécialisés.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

aimants

Le néodyme entre dans des matériaux magnétiques lorsqu’on recherche un champ intense, stable ou résistant à la température.

lasers

Le néodyme entre dans des milieux laser, des composants optiques ou des systèmes produisant des longueurs d’onde précises.

haut-parleurs

Des aimants permanents au néodyme font fonctionner les haut-parleurs compacts en transformant un courant électrique en mouvement mécanique.

casques audio

Des aimants permanents contenant le néodyme transforment le signal électrique en mouvement dans les transducteurs audio compacts.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

Le néodyme est en période 6. Dans la série du bloc f affichée ici, il se place entre le praséodyme et le prométhium. Cette séquence permet de le comparer directement aux éléments voisins du bloc f.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationlanthanide

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 18 · 22 · 8 · 2

Masse volumique7,01 g/cm³

Point de fusion1 289 K (1 016 °C)

Point d’ébullition3 347 K (3 074 °C)

Électronégativité de Pauling1,14

Première énergie d’ionisation533,1 kJ/mol

Affinité électronique184,9 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte du néodyme est associée à Carl Auer von Welsbach. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est 144.242(3). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.

Le néodyme possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.

Précautions

Manipulation et exposition

Les risques associés au néodyme dépendent de la forme chimique, de la dose et de la voie d’exposition. Le néodyme élémentaire, ses ions et ses composés peuvent avoir des effets biologiques très différents : il faut consulter les données de sécurité de la substance réellement manipulée.