في الكيمياء يعد عنصر النيوديميوم أحد العناصر الكيميائية في الجدول الدوري، حيث أنه يمتلك الرمز الكيميائي Nd ورقم ذري مقداره 60، كما ويصنف على أنه أحد اللانثانيدات، ويكون على شكل مادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.
اكتشاف عنصر النيوديميوم
اسم النيوديميوم مشتق من الكلمة اليونانية (neos) لكلمة “جديد” و (didymos) لكلمة “توأم”، حيث اكتشفه الجراح والكيميائي السويدي كارل جوستاف موساندر في عام 1841 ميلادي، والذي أطلق عليه الديديميوم (أو التوأم) بسبب تشابهه مع عنصر اللانثانوم الذي اكتشفه سابقًا قبل عامين، وفي عام 1885 ميلادي، كما قام الكيميائي النمساوي كارل أوير (بارون فون ويلسباخ) بفصل الديديميوم إلى عنصرين أحدهما أطلق عليه النيوديميوم (أو التوأم الجديد).
اكتشف عالم الكيمياء النمساوي كارل ف. أوير فون ويلسباخ النيوديميوم في عام 1885 ميلادي وقام بفصل النيوديميوم، وكذلك عنصر البراسيوديميوم عن مادة تُعرف باسم الديديميوم، فإنه الآن يتم الحصول على عنصر النيوديميوم بشكل رئيسي من خلال عملية التبادل الأيوني لرمل المونازيت ((Ce، La، Th، Nd، Y) PO4) وهي عبارة عن مادة غنية بالعناصر الأرضية النادرة.
في عام 1841 ميلادي، حيث استخرج موساندر أكسيدًا وردي اللون من السيرييت، والذي يعتقد أنه يحتوي على عنصر جديد، أطلق عليه عنصر الديديميوم لأنه كان شقيقًا توأمًا لا ينفصل عن اللانثانم، وفي عام 1885 ميلادي قام فون ويلسباخ بفصل الديديميوم إلى مكونين عنصريين جديدين النيوديميا والبراسيوديميا عن طريق التجزئة المتكرر لنترات ديديميوم الأمونيوم.
في حين أن المعدن الحر موجود في معدن مشوش معروف منذ زمن طويل ويستخدم كسبيكة تلقائية الاشتعال لأحجار خفيفة لم يتم عزل العنصر في شكل نقي نسبيًا حتى عام 1925 ميلادي، حيث يتواجد النيوديميوم في معدن مسك بنسبة 18٪ تقريبًا، وهو موجود في معادن المونازيت والباستناسيت وهما من المصادر الرئيسية للمعادن الأرضية النادرة.
معلومات عن عنصر النيوديميوم
- يحتوي معدن النيوديميوم على بريق معدني فضي لامع والنيوديميوم هو واحد من أكثر المعادن الأرضية النادرة تفاعلًا ويتلوه بسرعة في الهواء، كما ويشكل أكسيدًا ينفجر ويعرض المعدن للأكسدة، لذلك فإنه يجب الاحتفاظ بالمعدن تحت زيت معدني خفيف أو مختوم بمادة بلاستيكية، حيث يوجد النيوديميوم في شكلين متآصلين مع التحول من شكل سداسي مزدوج إلى هيكل مكعب محوره الجسم عند 863 درجة مئوية.
- يشكل النيوديميوم حوالي 18٪ من معدن ميش، وهي مادة تُستخدم لصنع أحجار صوان للولاعات. النيوديميوم هو أيضًا أحد مكونات زجاج الديديميوم، والذي يستخدم في صنع أنواع معينة من نظارات اللحام ومنفاخ الزجاج. يُضاف النيوديميوم إلى الزجاج لإزالة اللون الأخضر الناتج عن ملوثات الحديد. يمكن أيضًا إضافته إلى الزجاج لإنشاء ألوان بنفسجية أو حمراء أو رمادية. يستخدم علماء الفلك بعض أنواع الزجاج التي تحتوي على نيوديميوم لمعايرة أجهزة تسمى مقياس الطيف وتستخدم أنواع أخرى لإنشاء الياقوت الاصطناعي لليزر. تستخدم بعض أملاح النيوديميوم لتلوين المينا والزجاج.
- يستخدم الديديميوم والذي يعتبر النيوديميوم أحد مكوناته في عملية تلوين الزجاج لصنع نظارات اللحام، في حد ذاته يمتلك النيوديميوم ألوان زجاجية وظلال حساسة تتراوح من البنفسجي النقي إلى النبيذ الأحمر والرمادي الدافئ، حيث يُظهر الضوء الذي ينتقل عبر هذا الزجاج نطاقات امتصاص حادة بشكل غير عادي.
- لقد تم استخدام الزجاج في الأعمال الفلكية لإنتاج نطاقات حادة يمكن بواسطتها معايرة الخطوط الطيفية، كما يمكن أن يتم استخدام الزجاج المحتوي على عنصر النيوديميوم كمادة ليزر لإنتاج ضوء متماسك، كما وتستخدم أملاح النيوديميوم أيضًا كملون للمينا.
- يمكن أن يتم الحصول على العنصر عن طريق عملية فصل أملاح النيوديميوم عن الأتربة النادرة الأخرى عن طريق عملية التبادل الأيوني أو تقنيات الاستخلاص بالمذيبات، وعن طريق عملية اختزال هاليدات اللامائية مثل مركب (NdF3) بمعدن الكالسيوم، وهناك تقنيات فصل أخرى من الممكن أن يتم استخدامها.
- كما ويحتوي عنصر النيوديميوم على تصنيف سمية حادة منخفضة إلى متوسطة، كما هو الحال مع الأتربة النادرة الأخرى يجب التعامل مع عنصر النيوديميوم بحذر.
- النظير (143-Nd) هو عبارة عن نظير مشع ناتج عن عملية اضمحلال النظير (147-Sm) بعمر نصف يبلغ 1.06 × 10^11 سنة، وهكذا فإنه يمكن أن يتم استخدام النسبة النظيرية – الكمية n (143 Nd) / n (144Nd) لأجل عملية تأريخ الصخور على نطاقات زمنية طويلة وتستخدم كتتبع كيميائي في الكيمياء الجيولوجية.
