นีโอดิเมียม

นีโอดิเมียม (Neodymium) เป็นธาตุโลหะลักษณะเงินมันวาวหายาก เมื่อสัมผัสอากาศสีจะหมองเพราะเกิดสนิมสารประกอบออกไซด์ หมายเลขอะตอมคือ 60 สัญลักษณ์ Nd จัดอยู่ในกลุ่มแลนทาไนด์ มีปริมาณบนพื้นโลกมากเป็นอันดับ2 ในกลุ่มเดียวกันรองจากซีเรียม นีโอดีเมียมเป็นธาตุที่ไม่ได้พบในรูปแบบโลหะหรือบริสุทธิ์เหมือนกับธาตุอื่นๆในกลุ่มแลนทาไนด์ และนีโอดีเมียมยังใช้การกลั่นปกติสำหรับการใช้งานทั่วไป แม้ว่านีโอดิเมียมถูกจัดว่าเป็น "ธาตุที่หายาก" มีการกระจายกันอย่างแพร่หลายในโลกอยู่ในชั้นเปลือกโลก ส่วนใหญ่นีโอดิเมียมในโลกจะขุดได้ที่ในประเทศจีน
นีโอดิเมียมเป็นธาตุที่อยู่ในบล็อกF จำนวนอิเล็กตรอนในแต่ละชั้นนีโอดีเมียม คือ 2, 8, 18, 22, 8, 2 และการกำหนดค่าอิเล็กตรอนของมันคือ [Xe]4f46s2 นีโอไดเมียเป็นที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดของธาตุหายากหลังจากซีเรียมและแลนทานัม
==  ประวัติ ==
นีโอดีเมียมถูกค้นพบโดย Carl Auer von Welsbach เป็นนักเคมีชาวออสเตรียในเมืองVienna ในปี 1885 เขาแยกนีโอดิเมียมเช่นเดียวกับองค์ประกอบธาตุเพรซีโอดิเมียม
== สารประกอบ ==
สารประกอบนีโอดิเมียม มีดังนี้:
Fluorides
* NdF3
Chlorides
* NdCl2
* NdCl3
Bromides
* NdBr2
* NdBrs3
Iodides
* NdI2
* NdI3
Oxides
* Nd2O3
Sulfides
* NdS
* Nd2S3
Selenides
* NdSe
Tellurides
* NdTe
* Nd2Te3
Nitrides
* NdN
sulfate : นีโอดิเมียม (III) ซัลเฟต (Nd2(SO4)3)
ชนิดของสารประกอบนีโอดิเมียมบางสารที่มีสีแต่งต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของแสงที่ได้รับ
== แม่เหล็กถาวร ==
แม่เหล็กนีโอดีเมียม (ที่จริงเป็นส่วนผสม, Nd2Fe14B)) เป็นแม่เหล็กถาวรที่แข็งแกร่ง แม่เหล็ก ที่รู้จักกัน แม่เหล็กนีโอดีเมียมแค่ไม่กี่กรัมสามารถยกน้ำหนักพันเท่าน้ำหนักของมันเองได้ แม่เหล็กนีโอดีเมียมมีราคาถูกกว่า เบาและแข็งแรงกว่า แม่เหล็กซาแมเรียมโคบอลต์ แต่แม่เหล็กนีโอดีเมียมไม่ได้เหนือกว่าในทุกด้าน แม่เหล็กนีโอดีเมียมก็มีการสูญเสียอำนาจแม่เหล็กของพวกมันเองได้ที่อุณหภูมิสูงและอาจที่จะเกิดสนิม ในขณะที่แม่เหล็กซาแมเรียมโคบอลต์ไม่สามารถเกิดได้
การใช้ประโยชน์นีโอดิเมียมหนีไม่พ้นเรื่องแม่เหล็กถาวร ปัจจุบันถือได้ว่า แม่เหล็กนีโอดิเมียมมีคุณสมบัติโดดเด่นที่สุดและแพร่หลายที่สุด แม่เหล็กนี้พัฒนาขึ้นเมื่อ ค.ศ.1984 โดยทีมงานของมะซะโตะ ซะกะวะ(Masato Sagawa) แห่งบริษัทซุมิโตโมเปเชียลเมทัลส์ (Sumitomo Special Metals ปัจจุบันคือ บริษัท ฮิตาชิเมทัลส์ (Hitachi Metals)) แม่เหล็กนี้เป็นส่วนผสมของนีโอดิเมียม เหล็กFe และ โบรอนB
เมื่อเปรียบเทียบแม่เหล็กนีโอดิเมียมกับแม่เหล็กอื่น พบว่ามีพลังสูงกว่าแม่เหล็กเฟอร์ไรต์ (ferrite magnet) ถึง10เท่า และสูงกว่าแม่เหล็กซาแมเรียมโคบอลต์(samarium-cobalt magnet) 1.7เท่า ยิ่งไปกว่านั้น นีโอดิเมียมยังเป็นแลนทาไนด์ที่หามายาก เมื่อนำมาผสมกับเหล็กซึ่งมีราคาถูก จึงมีจุดเด่นในเรื่องต้นทุนต่ำ
อย่างไรก็ตาม แม่เหล็กนีโอดิเมียมยังมีข้อด้อยคือ ขึ้นสนิมได้ง่าย และอ่อนไหวง่ายต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้น ซึ่งกำลังพัฒนาเพื่อปรับปรุงจุดนี้ นิยมใช้แม่เหล็กนีโอดิเมียมกับลำโพง เฮดโฟน มอเตอร์เล็กๆในโทรศัพท์มือถือ เป็นต้น แล้วยังใช้เป็นแม่เหล็กในตุ้มหูอีกด้วย
== การใช้ประโยชน์ ==
การใช้งานที่สำคัญที่สุดสำหรับนีโอดิเมียมอยู่ในโลหะผสมที่มีธาตุเหล็กและโบรอนที่จะทำให้แม่เหล็กถาวรที่แข็งแกร่งมาก การค้นพบนี้ในปี 1983 ทำให้มันเป็นไปได้ที่จะ ใช้มาทำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากรวมทั้งโทรศัพท์มือถือ, ไมโครโฟน, ลำโพงและเครื่องดนตรีอิเล็กทรอนิกส์ แม่เหล็กเหล่านี้ยังใช้ในการปัดน้ำฝนกระจกหน้ารถและกังหันลม
นีโอดีเมียมที่เป็นแก้วใช้ในการทำเลเซอร์ จะถูกนำมาใช้เป็นตัวชี้เลเซอร์เช่นเดียวกับในการผ่าตัดตาศัลยกรรมความงามและในการรักษามะเร็งผิวหนัง
เลเซอร์ที่ใช้นีโอดิเมียมและคริสตัล (YAG) อิตเทรียมอะลูมิเนียมโกเมน ที่ใช้ในโปรแกรมประยุกต์ทางการแพทย์ ศัลยกรรมและงานอื่น ๆ ที่ต้องการความแม่นยำสูงต่าง ๆ ทั่วไป มันเป็นเลเซอร์ต่ำ mediumpower
=== กระจกสี ===
นีโอดิเมียมบริสุทธิ์มีสีเงิน เมื่อถูกออกซิไดซ์จะได้นีโอดิเมียมออกไซด์  สีฟ้า แต่เมื่อผสมกับกระจกจะได้สีแดงม่วง จึงนิยมใช้ทำกระจกสี และยังใช้นีโอดิเมียมเป็นส่วนผสมใน YAG เลเซอร์อีกด้วย
=== การใช้ในทางเซรามิก ===
CeO2 ที่เป็นออกไซด์ผสมที่มี CeO2 มากกว่าร้อยละ 40 ขึ้นไปปใช้เป็นส่วนผสมในผงขัดแก้วที่มีประสิทธิภาพดี Nd2O2 และ Pr2O3 ใช้ในการผสมทำแก้วสี และทำแผ่นกรองแสง La2O3 ใช้ในการทำแก้วเชิงแสง (optical glass) ที่มีสมบัติพิเศษ คือ กระแสงได้น้อยแต่หักแหแสงได้ดีมาก CeO2 ผสมในแก้วช่วยเพิ่มเสถียรภาพและช่วยลดความบกพร่องของสีในแก้วเมื่อถูกรังสีแกมมาหรือลำอิเล็กตรอน CeO2 และ Nd2O3 ใช้แก้วสีเขียวในเนื้อแก้วอันเนื่องมาจาก Fe2+ ในแก้วของผสม Pr2O3 ร้อยละ3 กับ ZrO2 ใช้ทำน้ำยาเคลือบสีเหลืองสำหรับเซรามิก และ CeO2 สำหรับน้ำยาเคลือบแบบทึบแสง สารประกอบของแลนทาไนด์กับออกไซด์(oxides) ซัลไฟด์(sulfides) บอไรด์(borides) คาร์ไบด์(carbides) และไนไตรด์(nitrides) ส่วนใหญ่จะมีจุดหลอมเหลวสูงมักใช้เป็นสารทนความร้อน(แต่อาจมีบางชนิดที่ไม่เหมาะในการใช้งานเนื่องจากเกิดปฏิกิริยาได้ง่ายที่อุณหภูมิสูง)
== คุณสมบัติทางเคมี ==
โลหะนีโอดีเมียมจะหมองช้าในอากาศและมีการเผาไหม้ได้อย่างง่ายดายที่อุณหภูมิประมาณ 150 ° C จะได้เป็น นีโอดิเมียม (III) ออกไซด์ :
4 Nd + 3 O2 → 2 Nd2O3
โลหะนีโอดีเมียมทำปฏิกิริยากับทุกธาตุที่เป็น แฮโลเจน :
2 Nd (s) + 3 F2 (g) → 2 NdF3 (s) [สารสีม่วง]
2 Nd (s) + 3 Cl2 (g) → 2 NdCl3 (s) [สารสีม่วง]
2 Nd (s) + 3 Br2 (g) → 2 NdBr3 (s) [สารสีม่วง]
2 Nd (s) + 3 I2 (g) → 2 NdI3 (s) [สารสีเขียว]
นีโอดีเมียมจะละลายเจิอจางได้ง่ายในกรดกำมะถันในที่มีม่วง Nd (III)ไอออน จะได้เป็น [Nd(OH2)9]3+ :
2 Nd (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Nd3+ (aq) + 3 SO (aq) + 3 H2 (g)
นีโอดีเมียม มีประจุไฟฟ้าบวกมากและมันตอบสนองช้าด้วยน้ำเย็น แต่ค่อนข้างตอบสนองได้อย่างรวดเร็วด้วยน้ำร้อน จได้เป็น นีโอดิเมียม (III) ไฮดรอกไซ :
2 Nd (s) + 6 H2O (l) → 2 Nd(OH)3 (aq) + 3 H2 (g)
== ข้อควรระวัง ==
นีโอดีเมียมเมื่อเกิดการเผาไหม้หรือระเบิดจะมีความเป็นพิษต่ำถึงปานกลาง ฝุ่นหรือพิษของมันก็ยังไม่ได้รับการตรวจอย่างละเอียด ฝุ่นนีโอดีเมียมเมื่อเข้าตาจะเกิดการระคายเคืองต่อตามาก เมื่อโดนผิวหนังจะระคายเคืองไม่มาก เมื่อสูดดมหายใจเข้าไปในปอดสะสมมากๆ จะเกิดการอุดตันของหลอดเลือดทำให้เกิดความเสียหายต่อตับ นีโอดีเมียมยังทำหน้าที่เป็นสารกันเลือดแข็งโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อได้รับทางเส้นเลือด
แม่เหล็กนีโอดีเมียมมีความดึงดูดหากันที่สูงแรงมาก ระวังอย่าเอานิ้วมือไปอยู่ระหว่างแม่เหล็กมันอาจจะทำให้แม่เหล็กหนีบนิ้วมือได้รับการบาดเจ็บได้หรือถึงกับกระดูกแตก
== อ้างอิง ==
ธาตุเคมี
วัสดุศาสตร์