Úvod
Neodym (Nd) je měkký, stříbřitě bílý kov, který na vzduchu rychle oxiduje a ztrácí svůj lesk. Jeho protonové číslo je 60 a řadí se mezi lanthanoidy, tedy kovy vzácných zemin. V přírodě se nevyskytuje v čisté formě, ale získává se z minerálů, jako jsou monazit a bastnäsit. Jeho nejznámější využití je při výrobě extrémně silných permanentních magnetů, které jsou klíčové pro elektroniku, elektromotory a větrné turbíny. Dále se používá v laserech a pro barvení skla do fialových odstínů.
Vlastnosti
Neodym (Nd), s protonovým číslem 60, je stříbřitě bílý, měkký a kujný kov patřící do skupiny lanthanoidů. Na vzduchu rychle oxiduje a ztrácí svůj lesk, pokrývá se žlutavou vrstvou, proto se uchovává v inertní atmosféře. Je chemicky reaktivní, pomalu reaguje s vodou a ochotně s kyselinami za uvolnění vodíku. Ačkoliv je samotný kov paramagnetický, jeho slitina se železem a bórem (NdFeB) vytváří nejsilnější permanentní magnety na světě. Tyto magnety jsou nepostradatelné v mnoha moderních aplikacích, od pevných disků po elektromobily. Jeho teplota tání činí 1024 °C.
Vznik názvu
Název neodymu pochází z řeckých slov *neos* (nový) a *didymos* (dvojče). Prvek byl objeven při rozdělení látky zvané didymium, o níž se dříve myslelo, že je jedním prvkem. Neodym tak byl pojmenován jako „nové dvojče“, které bylo z původní směsi odděleno spolu s praseodymem.
Objev
Objevení neodymu je spojeno se slavným rakouským chemikem Carlem Auerem von Welsbachem. V roce 1885 se mu podařilo prokázat, že do té doby považovaný prvek didymium není čistá látka, ale směs dvou různých prvků. Pomocí zdlouhavé metody frakční krystalizace dusičnanů rozdělil didymium na dvě složky. Jednu nazval praseodym, kvůli zelené barvě jeho solí, a druhou neodym, což v překladu znamená „nový dvojník“. Tímto objevem byla ukončena dlouhá sága kolem didymia. Čistý kovový neodym se však podařilo izolovat až mnohem později, v roce 1925.
Výskyt v přírodě
Neodym se v přírodě nevyskytuje jako volný prvek, ale je součástí různých minerálů. Přestože patří mezi prvky vzácných zemin, v zemské kůře je relativně hojný, dokonce hojnější než olovo. Jeho hlavními zdroji jsou minerály monazit a bastnäsit, které se těží především v Číně, která dominuje světové produkci. Získávání čistého neodymu je složitý a náročný proces. Ruda se nejprve drtí a poté se prvek odděluje od ostatních lanthanoidů pomocí komplexních chemických metod, jako je iontová výměna nebo extrakce rozpouštědlem. Finální kov se vyrábí elektrolýzou taveniny jeho solí.
Využití
Neodym, jako klíčový prvek vzácných zemin, našel své nejvýznamnější uplatnění v lidské technologii. Jeho slitina se železem a bórem tvoří nejsilnější permanentní magnety na světě. Tyto neodymové magnety jsou nepostradatelné v moderních zařízeních, jako jsou pevné disky počítačů, sluchátka, reproduktory, a zejména v elektromotorech pro hybridní a elektrická vozidla či v generátorech větrných turbín. Používá se také jako příměs do skla, kterému dodává specifické zbarvení od fialové po červenou a slouží k výrobě ochranných brýlí a astronomických filtrů. V přírodě se neodym nevyskytuje volně, ale je součástí minerálů, především monazitu a bastnäsitu.
Sloučeniny
V přírodě se neodym vyskytuje výhradně ve formě sloučenin, začleněný do krystalových mřížek minerálů, jako jsou monazitové a bastnäsitové rudy. Zde se nachází především ve formě fosforečnanů a fluorouhličitanů spolu s ostatními lanthanoidy. Člověk z těchto rud izoluje a vyrábí širokou škálu syntetických sloučenin. Klíčový je oxid neodymitý (Nd₂O₃), modrošedý prášek používaný jako barvivo ve sklářství a jako základ pro výrobu laserových krystalů. Dalšími důležitými umělými sloučeninami jsou chlorid neodymitý (NdCl₃) s fialovým zbarvením nebo fluorid neodymitý (NdF₃), které slouží jako meziprodukty při výrobě čistého kovového neodymu.
Zajímavosti
Jednou z nejfascinujících vlastností neodymu je jeho dichroismus. Sloučeniny neodymu, zejména ve skle nebo v roztoku, mění svou barvu v závislosti na okolním osvětlení. Pod denním světlem se jeví jako namodralé či fialové, zatímco pod umělým zářivkovým osvětlením získávají nažloutlý nebo načervenalý odstín. Tato vlastnost je způsobena jeho úzkými a ostrými absorpčními pásy ve viditelném spektru. Ačkoliv jsou neodymové magnety extrémně silné, jsou zároveň citlivé na teplotu a svou magnetickou sílu ztrácejí již při teplotách nad 80 °C u běžných typů, což je jejich významné omezení.
