Disprosio

Il disprosio è l'elemento chimico di numero atomico 66 e il suo simbolo è Dy.

Disprosio
66 Dy                                                                                                                                                                                                                                               terbio ← disprosio → olmio
Aspetto
Aspetto dell'elemento
Linea spettrale Linea spettrale dell'elemento
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico	disprosio, Dy, 66
Serie	lantanidi
Gruppo, periodo, blocco	—, 6, f
Densità	8 551 kg/m³
Configurazione elettronica	Configurazione elettronica
Termine spettroscopico	5I8
Proprietà atomiche
Massa atomica	162,500 u
Raggio atomico (calc.)	175 pm
Configurazione elettronica	[Xe]6s24f10
e− per livello energetico	2, 8, 18, 28, 8, 2
Stati di ossidazione	3 (debolmente basico)
Struttura cristallina	esagonale
Proprietà fisiche
Stato della materia	solido (ferromagnetico)
Punto di fusione	1 680 K (1 410 °C)
Punto di ebollizione	2 840 K (2 570 °C)
Volume molare	19,01×10−6 m³/mol
Entalpia di vaporizzazione	230 kJ/mol
Calore di fusione	11,06 kJ/mol
Velocità del suono	2170 m/s a 293,15 K
Altre proprietà
Numero CAS	7429-91-6
Elettronegatività	1,22 (scala di Pauling)
Calore specifico	170 J/(kg·K)
Conducibilità elettrica	1,08×106/m·Ω
Conducibilità termica	10,7 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione	573,0 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione	1 130 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione	2 200 kJ/mol
Energia di quarta ionizzazione	3 990 kJ/mol
Isotopi più stabili
iso NA TD DM DE DP 154Dy sintetico 3,0×106anni α 2,947 150Gd 156Dy 0,06% È stabile con 90 neutroni 158Dy 0,10% È stabile con 92 neutroni 160Dy 2,34% È stabile con 94 neutroni 161Dy 18,91% È stabile con 95 neutroni 162Dy 25,51% È stabile con 96 neutroni 163Dy 24,90% È stabile con 97 neutroni 164Dy 28,18% È stabile con 98 neutroni
iso: isotopo NA: abbondanza in natura TD: tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento

Caratteristiche

Il disprosio è un elemento delle terre rare e ha un aspetto metallico lucente. Relativamente stabile all'aria a temperatura ambiente, si scioglie rapidamente in soluzioni diluite di acidi minerali, liberando idrogeno.

È tenero a sufficienza da poter essere tagliato con un coltello e può essere lavorato senza emissione di scintille, se si ha cura di evitarne il surriscaldamento. Le caratteristiche reologiche del disprosio sono molto influenzate dalla presenza di impurità, anche in tracce.

Applicazioni

Il disprosio trova impiego con il vanadio e altri elementi nella realizzazione di materiali per laser; la sua elevata sezione d'urto d'assorbimento dei neutroni termici e il suo elevato punto di fusione lo rendono potenzialmente utile anche per farne barre di controllo per reattori nucleari. Cementi speciali contenenti ossido di disprosio (noto anche come disprosia) e nichel assorbono facilmente i neutroni senza collassare né contrarsi anche dopo un prolungato bombardamento di neutroni.

Alcuni sali di disprosio e cadmio sono usati come sorgenti di radiazione infrarossa per lo studio delle reazioni nucleari. Il disprosio è impiegato anche nella produzione dei compact disc.

Storia

Il disprosio fu identificato per la prima volta a Parigi nel 1886 da Lecoq. L'elemento puro tuttavia non fu isolato fino agli anni cinquanta, facendo ricorso a tecniche di scambio ionico.

Il nome "disprosio" deriva dal greco δυσπρόσιτος, dysprósitos, "difficile da ottenersi".

Nel 2011, un condensato di Bose-Einstein di atomi di Dy è stato ottenuto per la prima volta.^[1]

Nel 2021 è stato ottenuto un supersolido bidimensionale di Dy.^[2]; nel 2022, lo stesso team ha creato un disco supersolido in una trappola circolare^[3] e nel 2024 hanno riportato l’osservazione di vortici quantistici nella fase supersolida.^[4][5]

Disponibilità

Il disprosio non si trova mai puro in natura, ma lo si deve estrarre dai minerali che lo contengono, come lo xenotime-(Y), lo xenotime-(Yb), la fergusonite, la gadolinite-(Ce), gadolinite-(Y), la euxenite-(Y), il policrasio-(Y), la blomstrandina, la monazite e la bastnasite; spesso è mescolato a erbio, olmio e/o altre terre rare.

Composti

Quasi tutti i composti del disprosio lo vedono nello stato di ossidazione +3 e sono fortemente paramagnetici. I composti più usati sono:

• Fluoruri
  • DyF₃
• Cloruri
  • DyCl₂
  • DyCl₃
• Bromuri
  • DyBr₂
  • DyBr₃
• Ioduri
  • DyI₂
  • DyI₃
• Ossidi
  • Dy₂O₃
• Solfuri
  • Dy₂S₃
• Nitruri
  • DyN

Isotopi

Ii disprosio è costituito in natura di una miscela di sette isotopi stabili: ¹⁵⁶Dy, ¹⁵⁸Dy, ¹⁶⁰Dy, ¹⁶¹Dy, ¹⁶²Dy, ¹⁶³Dy e ¹⁶⁴Dy, dei quali il ¹⁶⁴Dy è il più abbondante (28,18% del totale). Sono stati trovati altri 28 radioisotopi, di cui i più stabili sono il ¹⁵⁴Dy con una emivita di 3,0×10⁶ anni, il ¹⁵⁹Dy con 144,4 giorni e il ¹⁶⁶Dy con 81,6 ore. Tutti i restanti isotopi sono molto radioattivi, con emivite di meno di 10 ore: anzi, la maggioranza ha emivite di meno di 30 secondi. Questo elemento ha anche 5 stati metastabili, di cui i più stabili sono il ^165mDy (t_½ 1,257 minuti), ^147mDy (t_½ 55,7 secondi) e ^145mDy (t_½ 13,6 secondi).

Il modo di decadimento principale prima dell'isotopo stabile più abbondante, il ¹⁶⁴Dy, è la cattura elettronica, mentre il modo più frequente dopo di esso è il decadimento beta. Il principale prodotto di decadimento prima del ¹⁶⁴Dy sono isotopi di terbio, mentre dopo di esso i prodotti principali sono isotopi di olmio.

Precauzioni

Come per tutti i lantanoidi, anche il disprosio e i suoi composti hanno tossicità bassa o moderata, non ancora studiata approfonditamente. Il disprosio non ha alcun ruolo biologico noto.

Bibliografia

• Francesco Borgese, Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico, Roma, CISU, 1993, ISBN 88-7975-077-1.
• R. Barbucci, A. Sabatini e P. Dapporto, Tavola periodica e proprietà degli elementi, Firenze, Edizioni V. Morelli, 1998 (archiviato dall'url originale il 22 ottobre 2010).

Voci correlate

• Lantanoidi

Altri progetti

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