Neodímio (Nd)

Principais propriedades

O neodímio é um metal prateado e maleável que escurece rapidamente ao ar, formando um óxido que se desprende e expõe novas camadas à oxidação. Em suas ligas com ferro e boro, contudo, o elemento origina a classe de ímãs permanentes de maior densidade de energia já produzida comercialmente, capaz de sustentar campos intensos em volumes muito pequenos.

Os íons de neodímio absorvem luz em faixas estreitas e bem separadas do espectro, o que produz o fenômeno mais curioso associado ao elemento: vidros com neodímio parecem lilases sob luz natural e adquirem tons avermelhados sob iluminação incandescente. As mesmas transições eletrônicas permitem que o material amplifique luz quando bombeado por energia externa, base de sua atuação como meio ativo de lasers.

Ocorrência na natureza

É o segundo lantanídeo mais abundante, atrás apenas do cério, com concentração crustal superior à do cobalto. Encontra-se na bastnasita, na monazita e em argilas de adsorção iônica, sempre misturado ao praseodímio e aos demais elementos da série. A China concentra a maior parte da produção mundial, e o Brasil, detentor de reservas expressivas, iniciou em anos recentes a produção comercial de concentrados de terras raras em Goiás.

Processo de obtenção

Depois da concentração do minério e da abertura química, o neodímio é isolado por extração por solventes em cascatas de etapas que separam elementos de propriedades quase idênticas. Para a fabricação de ímãs, o produto costuma ser a mistura com praseodímio, convertida em metal por redução em plantas metalúrgicas e depois ligada a ferro e boro. A reciclagem de ímãs de equipamentos descartados é uma fonte secundária em desenvolvimento.

Aplicações

Ímãs de neodímio-ferro-boro estão nos motores de veículos elétricos e híbridos, nos geradores de turbinas eólicas, em atuadores de discos rígidos, em fones de ouvido, alto-falantes, ferramentas elétricas e centenas de pequenos motores presentes em automóveis. O laser de granada de ítrio e alumínio dopada com neodímio é o laser de estado sólido mais difundido do mundo, usado em corte e solda de metais, marcação industrial, procedimentos oftalmológicos e dermatológicos. Vidros de neodímio colorem lentes e peças decorativas e, em versões de grande porte, constituem o meio amplificador de instalações de pesquisa em fusão a laser.

Riscos e precauções

O pó do metal é inflamável e os compostos irritam olhos e vias aéreas, embora a toxicidade sistêmica seja baixa. O risco mais frequente na vida cotidiana vem dos próprios ímãs: peças pequenas se atraem com força suficiente para causar contusões e fraturas nos dedos, estilhaçam-se ao colidir e, quando engolidas por crianças em número maior que uma, podem se atrair através das paredes do intestino e provocar perfurações que exigem cirurgia de urgência. Ímãs também danificam cartões magnéticos e interferem em dispositivos médicos implantados. Siga a ficha de informações de segurança e a orientação de profissionais habilitados.

História da descoberta

O neodímio surgiu em 1885 do mesmo trabalho de Carl Auer von Welsbach que revelou o praseodímio, quando o antigo didímio foi finalmente decomposto em dois elementos. Coube ao neodímio a fração de sais rosados, e o elemento permaneceu por décadas como curiosidade de laboratório e corante de vidros, até que a descoberta das ligas magnéticas com ferro e boro, na década de 1980, o transformasse em matéria-prima estratégica.

Origem do nome

Do grego neos, novo, com didymos, gêmeo: literalmente novo gêmeo, nome que registra a separação do didímio em dois elementos e a condição do neodímio como o recém-chegado dessa dupla.

Isótopos relevantes

¹⁴²Nd (cerca de 27%), ¹⁴⁴Nd, ¹⁴⁶Nd, ¹⁴³Nd e ¹⁴⁵Nd em proporções menores.

Isótopos são átomos do mesmo elemento com quantidades diferentes de nêutrons. Eles compartilham o comportamento químico, mas diferem em massa e em estabilidade nuclear. Veja a definição no glossário.

Curiosidades

• Vidros com neodímio mudam de cor conforme a fonte de iluminação, efeito causado por bandas de absorção muito estreitas.
• Os ímãs de neodímio-ferro-boro foram desenvolvidos na década de 1980 e substituíram materiais magnéticos muito mais volumosos.
• Um único automóvel elétrico pode conter mais de um quilo de ímãs à base de neodímio distribuídos em motores e acessórios.