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Didyme : histoire, composition et utilisations des terres rares

Vous avez peut-être entendu parler de termes comme didyme, coronium ou dilithium, qui évoquent des éléments chimiques, mais absents du tableau périodique moderne. Découvrez le didyme, un mélange fascinant de terres rares.

Points clés sur le didyme

  • Le didyme était considéré comme un élément dans le tableau périodique original de Dmitri Mendeleïev.
  • Aujourd'hui, il s'agit d'un mélange d'éléments de terres rares, principalement praséodyme et néodyme, non séparés à l'époque.
  • Il est utilisé pour colorer le verre, fabriquer des lunettes de sécurité filtrant la lumière jaune, des filtres photo soustrayant l'orange, et des catalyseurs.
  • Ajouté au verre, il crée un effet changeant de couleur selon l'angle de vue.

Définition du didyme

Le didyme est un mélange d'éléments de terres rares, chiefly praséodyme (Pr) et néodyme (Nd), parfois avec d'autres. Le nom dérive du grec didumos (jumeau), avec le suffixe -ium. Il fut jadis un "élément" sur le tableau de Mendeleïev.

Histoire et propriétés du didyme

En 1843, le chimiste suédois Carl Mosander isola le didyme d'un échantillon d'oxyde de cérium fourni par Jöns Jakob Berzelius. Difficiles à séparer, les terres rares passaient pour un seul élément. Mendeleïev lui attribua le numéro atomique 95, le symbole Di et un poids atomique sous-estimé (divalent au lieu de trivalent), expliquant sa couleur rose dans les sels de cérium.

En 1874, Per Teodor Cleve suspecta plusieurs éléments. En 1879, Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran isola le samarium. En 1885, Carl Auer von Welsbach sépara le praséodidyme (vert, devenu praséodyme) et le néodidyme (nouveau, devenu néodyme).

Le terme "didyme" persista pour les mélanges utilisés en verrerie. Sa composition varie : aux États-Unis, après extraction du cérium de monazite, il inclut ~46% lanthane, 34% néodyme, 11% gadolinium, plus samarium. Typiquement, 3 fois plus de néodyme que de praséodyme, d'où l'élément 60 comme néodyme.

Utilisations du didyme

Présent dans votre quotidien sans le savoir :

  • Coloration du verre pour lunettes de verriers : filtre sélectif à 589 nm (lumière jaune), protégeant contre les cataractes tout en maintenant la visibilité.
  • Filtres photo coupe-bande optique, éliminant l'orange pour sublimer les paysages automnaux.
  • Verre "héliolite" (Leo Moser, 1920s) : ambre/rouge/vert selon la lumière ; effet "alexandrite" similaire.
  • Étalonnage spectroscopique et catalyseurs pour craquage pétrolier.

Fait insolite sur le didyme

Pendant la Première Guerre mondiale, du verre de didyme masquait les signaux Morse : la lumière semblait constante, mais visible en code on/off via jumelles filtrées.

Références

  • Welsbach, Carl Auer (1885), "Die Zerlegung des Didyms in seine Elemente", Monatshefte für Chemie, 6 (1) :477–491.
  • Venable, W. H. ; Eckerle, KL "Filtres en verre de didymium pour l'étalonnage de l'échelle de longueur d'onde des spectrophotomètres SRM 2009, 2010, 2013 et 2014", Publication spéciale NBS 260-66.
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