Neodimio
El neodimio es un elemento químico de símbolo Nd y número atómico 60. Es un metal plateado blando que se deslustra en el aire. Fue descubierto en 1885 por el químico austriaco Carl Auer von Welsbach.
Identidad
- Masa atómica
- 144.242 u
- Categoría
- Lantánidos
- Grupo
- 3
- Periodo
- 6
- Bloque
- f
- Estado(s) de oxidación
- +3
- Fase (25 °C)
- Sólido
- Apariencia
- blanco plateado
Estructura electrónica
- Configuración
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f4
- Configuración abreviada
- [Xe] 4f4 6s2
- Electrones por capa
- 2, 8, 18, 22, 8, 2
- Electronegatividad (Pauling)
- 1.14
- Afinidad electrónica
- 185 kJ/mol
- 1.ª energía de ionización
- 533 kJ/mol
- Energías de ionización
- 533 · 1040 · 2130 · 3900 kJ/mol
Propiedades físicas
- Punto de fusión
- 1023.9 °C (1297 K)
- Punto de ebullición
- 3073.8 °C (3347 K)
- Densidad
- 7.01 g/cm³
- Calor molar
- 27.4 J/(mol·K)
Comportamiento químico del neodimio
El neodimio tiene seis electrones externos ([Xe] 4f4 6s2) y actua casi siempre como +3, con electronegatividad muy baja (1,14). Forma enlaces muy ionicos y sales de colores violaceos. Es ferromagnetico en aleacion: sus cuatro electrones f desapareados generan el momento magnetico que, combinado con hierro y boro, produce los imanes permanentes más potentes. Se oxida con rapidez en aire humedo.
Reactividad
4 Nd + 3 O₂ → 2 Nd₂O₃
En aire humedo se empara y descascarilla con rapidez, por eso los imanes se recubren de niquel o epoxy. Calentado, arde hasta óxido violaceo.
2 Nd + 6 H₂O → 2 Nd(OH)₃ + 3 H₂
Reacciona con agua liberando hidrogeno y formando hidróxido. La corrosion avanza si el recubrimiento protector del iman se dana.
2 Nd + 6 HCl → 2 NdCl₃ + 3 H₂
Se disuelve en acidos dando sales violaceas de neodimio(III). El cloruro es la materia prima para obtener el metal por electrolisis.
2 Nd + 3 Cl₂ → 2 NdCl₃
Con halogenos da trihaluros al calentar. Con hidrogeno forma hidruros fragiles, un paso intermedio en el reciclaje de imanes por decrepitacion.
Compuestos destacados
| Compuesto | Fórmula | Uso o importancia |
|---|---|---|
| Iman neodimio-hierro-boro | Nd₂Fe₁₄B | Motores, eolica y electronica |
| Oxido de neodimio | Nd₂O₃ | Vidrios violaceos y catalizadores |
| Cloruro de neodimio | NdCl₃ | Obtencion del metal por electrolisis |
| Granate Nd:YAG | Nd:Y₃Al₅O₁₂ | Laseres de corte y medicina |
| Fluoruro de neodimio | NdF₃ | Cristales laser y fibra optica |
Representación de la distribución electrónica por niveles
Ver en el constructor de átomosIsótopos
El neodimio natural combina siete isotopos: neodimio-142 (¹⁴²Nd, ~27,2 %), ¹⁴³Nd (~12,2 %), ¹⁴⁴Nd (~23,8 %), ¹⁴⁵Nd (~8,3 %), ¹⁴⁶Nd (~17,2 %), ¹⁴⁸Nd (~5,7 %) y ¹⁵⁰Nd (~5,6 %), todos con 60 protones. El ¹⁴⁴Nd es radiactivo primordial de periodo larguisimo y el par ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd data rocas y la evolucion del manto terrestre.
Presencia y obtención
Es relativamente abundante, con unas 41 ppm, en bastnasita y monacita junto a cerio y lantano. Los yacimientos principales estan en China, EE. UU. y Australia, con nuevos proyectos en Groenlandia y Africa. Se obtiene por disolucion acida, extraccion con disolventes de alta pureza y electrolisis de cloruros u óxidos fundidos para el metal de imanes.
Historia y origen del nombre
Carl Auer von Welsbach lo separo en 1885 del didimio y lo llamo neodimio, del griego neos (nuevo) y didymos (gemelo): el gemelo nuevo del praseodimio. El didimio se habia creido un elemento desde 1841. Su hora llego en los anos ochenta del siglo XX, cuando Sagawa y Croat inventaron casi a la vez el iman Nd₂Fe₁₄B.
Aplicaciones y relevancia del neodimio
Usos del elemento
Como aleacion Nd₂Fe₁₄B forma los imanes permanentes más potentes: auriculares, discos duros, motores de electricos, generadores eolicos, cierres y herramientas. Permite miniaturizar altavoces y sensores sin perder fuerza magnetica.
Usos de sus compuestos
El granate de itrio y aluminio dopado con neodimio (Nd:YAG) es el laser de corte, soldadura y medicina más extendido. El óxido tiñe vidrios y esmaltes y, con cerio, cataliza; las sales de alta pureza alimentan la fabricacion de imanes sinterizados y aglomerados.
Salud, seguridad y medio ambiente
Papel biológico
No tiene funcion biologica y su absorcion digestiva es minima. Los imanes recubiertos no liberan neodimio en uso normal; la exposicion relevante es ocupacional al polvo de mecanizado.
Seguridad
El peligro principal es mecanico: imanes potentes que atrapan dedos, rompen huesos pequenos o lanzan fragmentos al chocar. Los imanes pequenos ingeridos pueden perforar el intestino al atraerse entre si. El polvo metalico es inflamable y exige extraccion y recubrimiento anticorrosion.
Medio ambiente
La mineria y separacion consumen energia y reactivos y generan residuos con torio que deben confinarse. A cambio, cada kilo en un aerogenerador o un motor electrico evita toneladas de CO2. La UE ya exige diseno para desmontar y reciclar imanes de eolica y vehiculos.
Preguntas frecuentes sobre el Neodimio
¿Por qué los imanes de neodimio son tan potentes?
Los imanes de neodimio, fabricados con una aleación de neodimio, hierro y boro, generan un campo magnético muy intenso en un tamaño reducido. Su potencia procede de la estructura atómica del neodimio, que permite al material conservar una fuerte magnetización permanente. Por ello, un imán pequeño puede sostener objetos sorprendentemente pesados. Esta relación entre tamaño y fuerza los ha convertido en el tipo de imán permanente más utilizado en electrónica, motores, altavoces y herramientas.
¿Qué productos contienen imanes de neodimio?
Los imanes de neodimio están presentes en muchos productos cotidianos y tecnológicos: auriculares, altavoces, discos duros, teléfonos, sensores, cerraduras, herramientas de sujeción, motores eléctricos y generadores eólicos. También se emplean en imanes decorativos, cierres de bolsos y accesorios magnéticos. Su ventaja es que ofrecen una fuerza magnética elevada sin necesidad de un volumen grande, lo que permite fabricar dispositivos más compactos, ligeros y eficientes.
¿Por qué los imanes de neodimio se recubren?
El neodimio es un metal reactivo y la aleación empleada en los imanes puede oxidarse con facilidad, especialmente en ambientes húmedos. Por eso los imanes suelen llevar recubrimientos de níquel, zinc, epoxy u otros materiales protectores. Además de evitar la corrosión, el recubrimiento mejora la resistencia al desgaste y facilita su manipulación. Sin esta protección, la superficie podría deteriorarse, debilitar el imán y afectar a su rendimiento con el tiempo.
¿Qué diferencia hay entre imanes de neodimio y de ferrita?
Los imanes de neodimio son mucho más potentes que los de ferrita para un mismo tamaño, lo que permite reducir el peso y el volumen de motores, altavoces y sensores. Sin embargo, son más caros, más frágiles y más sensibles a la corrosión y al calor. Los imanes de ferrita son menos potentes, pero económicos, estables y resistentes a la oxidación. La elección depende del equilibrio entre fuerza magnética, coste, temperatura y durabilidad requerida.
¿Son peligrosos los imanes de neodimio?
Los imanes de neodimio son seguros si se manipulan correctamente, pero pueden ser peligrosos por su gran fuerza. Pueden atrapar dedos o la piel entre dos piezas, romperse al chocar y lanzar fragmentos afilados. Los imanes pequeños representan un riesgo grave si un niño los ingiere, porque pueden atraerse dentro del aparato digestivo. También deben mantenerse alejados de marcapasos, tarjetas magnéticas, discos duros y otros dispositivos sensibles.
¿Se puede perder la fuerza de un imán de neodimio?
Sí. Un imán de neodimio puede perder magnetización si se expone a temperaturas por encima de su límite de trabajo, a campos magnéticos externos muy intensos, a la corrosión o a golpes que dañen su estructura. La humedad también puede deteriorar el recubrimiento protector y favorecer la oxidación del material interior. En condiciones normales, sin calor excesivo ni impactos, conserva su magnetismo durante muchos años.
¿De dónde se obtiene el neodimio?
El neodimio se obtiene de minerales de tierras raras como bastnasita y monacita, donde aparece junto a cerio, praseodimio, lantano y otros lantánidos. Tras extraer el mineral, se utilizan procesos químicos de separación —como la extracción con disolventes— para obtener compuestos de neodimio de alta pureza. Después puede transformarse en metal o en óxido, materia prima para la fabricación de imanes permanentes.
Principales fuentes consultadas: PubChem, Royal Society of Chemistry, NIST, IUPAC. Última revisión: noviembre de 2026.