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H materiali_non_ferrosi

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  • 1. Una scoperta molto importante La tavola periodica di Mendeleev è la scoperta più significativa nella storia dell'evoluzione dei materiali. Cosi’ hanno stabilito recentemente i membri di 68 Paesi che fanno parte dell'Aimmpe (American Institute of Mining, Metallurgical and Petroleum Engineers), l'Istituto che si occupa della ricerca di nuovi materiali . La Tavola Periodica degli Elementi è lo schema col quale vengono ordinati gli atomi sulla base del loro numero atomico, ossia in base al numero di protoni presenti nel nucleo degli elementi. La tavola Periodica esiste in varie versioni , a seconda delle caratteristiche degli elementi che si vogliono evidenziare
  • 2. La Tavola Periodica degli Elementi L'esempio di tabella periodica che segue mette in evidenza lo stato fisico dei singoli elementi ed inoltre mostra i metalli
  • 3. Materiali Metallici non Ferrosi I materiali metallici non ferrosi si possono suddividere in gruppi, in funzione delle loro principali proprietà chimiche e fisiche Questi materiali occupano ben definite posizioni nella tavola periodica degli elementi Si esamineranno i metalli più usati in campo industriale
  • 4. I Gruppi dei Materiali non Ferrosi Gruppo Elementi Proprietà ed impiego Metalli Pesanti Rame , Nichel, Piombo, Zinco , Stagno ,Cobalto Massa volum. > 5000 kg/mc Usati in meccanica Metalli Leggeri Alluminio , Magnesio , Titanio,Berillio, Calcio Massa volum. < 5000 kg/mc Usati ove richiesta leggerezza Metalli Nobili Oro , Argento, Platino, Iridio Alto costo. Usati in oreficeria , elettronica , per protesi Metalli Refrattari Tungsteno,Molibdeno,Cromo Alta temperatura fusione .Usati Vanadio,Titanio,Manganese nelle leghe e acciai speciali Metalli Radioattivi Uranio, Torio, Radio, Plutonio Emettono radiazioni . Usati per produrre energia e in medicina Terre rare Lantanio,Cerio, Neodimio, Samario Alto ferromagnetismo . Usati per macchine elettriche
  • 5. GRUPPO METALLI PESANTI Rame Cu Nichel Ni Piombo Pb Zinco Zn Stagno Sn Cobalto Co
  • 6. Rame Dal latino tardo aeramen, dal classico aes aeris, rame, bronzo]. ) Elemento chimico di simbolo Cu, peso atomico 63,54 e numero atomico 29. Il rame puro è un metallo dal caratteristico colore rosso, assai duttile e malleabile, con una densità di 8,95 kg/dmc; fonde a 1083 ºC. Gli impieghi più importanti del rame sono quelli in elettrotecnica e in termotecnica (serpentine, caldaie, scambiatori di calore, ecc.), nella preparazione di molte sue leghe, quali gli ottoni, i bronzi, i bronzi di alluminio, ecc., e nella produzione di suoi composti, come il solfato di rame largamente usato quale anticrittogamico. Il rame è ancora usato per rivestimenti e oggetti artistici; abbandonato è invece l'uso di pentole e vasellame da cucina, che poteva dar luogo a intossicazioni più o meno gravi a causa della possibile solubilizzazione del rame da parte di acidi organici contenuti negli alimenti.
  • 7. Nichel Dallo svedese nickel, dal tedesco Kupfernickel, propr. falso rame (da Kupfer, rame, e Nickel, nomignolo di un folletto maligno), nome dato dai minatori alla niccolite, con allusione alla difficoltà di estrarne il rame. Elemento chimico di simbolo Ni, peso atomico 58,71 e numero atomico 28. Il nichel puro e compatto è un metallo dal caratteristico colore grigio chiaro, assai lucente dopo politura, magnetico, anche se meno del ferro (punto di Curie 353 ºC), di densità 8,90 kg/dmc e con punto di fusione a 1453 ºC. Un terzo ca. della produzione mondiale di nichel è utilizzato, specialmente come metallo puro, nell'industria chimica, elettrochimica, elettrotecnica ed elettronica. La maggior parte del nichel viene impiegata però per la preparazione di moltissime leghe (oltre 3000) fra cui gli acciai (nei quali il nichel spesso è presente in quantità variabili dallo 0,5 al 35%) che hanno un posto prevalente, in quanto a essi è destinato oltre il 50% della produzione di nichel. La sua funzione è quella di migliorare le caratteristiche di tenacità, temperabilità, resistenza meccanica, resistenza alla corrosione e al calore dell'acciaio specie quando è associato al cromo (acciai inossidabili).
  • 8. Piombo Dal latino plumbum, nome del piombo. Elemento chimico di simbolo Pb, peso atomico 207,19 e numero atomico 82. Il piombo è un metallo di colore bianco-azzurro e lucente sulle superfici tagliate di fresco ma che all'aria rapidamente si ossida perdendo la lucentezza e assumendo il suo caratteristico colore grigio-azzurrognolo. È tenero, tanto da poterlo tagliare con un coltello, e facilmente deformabile, ma l'aggiunta anche di piccole quantità di altri elementi, in particolare di piccole quantità di arsenico, antimonio, argento o cadmio, ne aumenta considerevolmente la durezza. È poco duttile e malleabile, anche a causa della sua grana cristallina generalmente grossolana: per solidificazione del metallo fuso si formano facilmente cristalli della lunghezza anche di alcuni cm. Il piombo fonde a 327,43 ºC e bolle a 1740 ºC; ha una densità elevata, di 11,342 kg/dmc. Il piombo trova impiego nella fabbricazione di tubi per l'acqua e per l'industria chimica e delle guaine di protezione dei cavi elettrici e telefonici
  • 9. Zinco Dal tedesco Zink. Elemento chimico di simbolo Zn, di peso atomico 65,38 e di numero atomico 30. Lo Zn è un metallo bianco-azzurro, di media durezza, intorno ai 200 ºC diventa fragile e può essere macinato in polvere; all'aria scurisce lentamente, probabilmente perché si ricopre di una pellicola di ossido o di carbonato che lo autoprotegge. Con lo zinco si producono le grondaie, le protezione metalli e le valvole per condutture.
  • 10. Stagno Dal latino stannum, nome latino dello stagno. Elemento chimico di simbolo Sn, peso atomico 118,69 e numero atomico 50. Lo stagno α o stagno grigio (densità 5,75 kg/dmc) ha la struttura del diamante ed è instabile al di sopra dei 132 ºC ; a questa temperatura si trasforma in stagno β o stagno bianco (densità a 20 ºC =7,3 kg/dmc) con caratteristiche metalliche; al di sopra di 161 ºC si trasforma in γSn che è una modificazione più fragile del metallo. La conversione dello stagno metallico in stagno grigio fu osservata per la prima volta nelle canne d'organo delle cattedrali delle città nordeuropee. A causa infatti delle basse temperature le canne degli organi sviluppavano strane escrescenze, fenomeno che veniva definito “peste dello stagno”. Lo stagno è utilizzato per fare le canne dell’organo, il peltro, il vetro opalino, gli smalti e alcuni tipi di latta.
  • 11. Cobalto Dal greco kòbalos (folletto), cioè gnomo sotterraneo. Elemento chimico di simbolo Co, peso atomico 58,93 e numero atomico 27. Il cobalto puro si presenta come un metallo bianco e lucente, di aspetto simile a quello del nichel dal quale però si distingue per i suoi riflessi bluastri; fonde a 1495 ºC e a temperatura ambiente è più duro del nichel e dell'acciaio. La sua densità è pari a 8900 kg/mc I sali e gli ossidi di cobalto vengono impiegati fino da epoca molto antica per colorare il vetro e gli smalti ceramici in blu o in rosa . Il cobalto metallico è stato largamente impiegato solo in epoca recente, soprattutto per la produzione di leghe speciali, in quanto l'aggiunta di cobalto agli acciai inossidabili al cromo-nichel ne migliora la resistenza alla corrosione e le proprietà meccaniche anche a elevate temperature.
  • 12. GRUPPO METALLI LEGGERI Alluminio Al Magnesio Mg Titanio Ti Berillio Be Calcio Ca
  • 13. Alluminio Da alumen un composto dell’alluminio. Elemento chimico di simbolo Al peso atomico 26,98 e numero atomico 13. L'alluminio puro è un metallo dal caratteristico colore bianco argenteo, molto leggero (densità = 2700 kg/mc ), cristallizza nel sistema monometrico con reticolo cubico a facce centrate; fonde a 660 ºC e bolle a 2056 ºC. L'alluminio presenta una conducibilità elettrica assai elevata, anche se inferiore a quella del rame. L’alluminio è molto usato in campo metallurgico: viene utilizzato per fare le finestre e per la carrozzeria delle automobili.
  • 14. Magnesio Elemento chimico di simbolo Mg, peso atomico 24,312 e num. atomico 12, tra i metalli industriali è quello più leggero (densità 1,72 kg/dmc ) L'acqua degli oceani contiene in media 1,27 g/l di magnesio e ne costituisce quindi un'enorme riserva naturale; tutte le acque potabili contengono piccole quantità di sali di magnesio, e quantità maggiori ne contengono varie acque minerali. Il magnesio è indispensabile alla vita: in particolare è presente nella molecola della clorofilla. Puro, è lucente e di colore argenteo sulle superfici fresche, però all'aria diviene rapidamente opaco a causa della formazione di uno straterello di ossido. Fonde a 651 ºC e bolle a 1107 ºC; ha una densità di 1,72 kg/dmc molto basso per un metallo, ed è abbastanza duttile e malleabile. Il magnesio trova impiego nei laboratori chimici per la preparazione dei composti di Grignard, in fotografia (lampo al magnesio), nella preparzione di miscele pirotecniche, e in metallurgia dove è usato quale disossidante di metalli e di leghe, e soprattutto per ottenere leghe particolari (leghe leggere)
  • 15. Titanio Dal latino Titanus (Titano), denominato così per la sua alta resistenza meccanica. Infatti Titano era un gigante mitologico. Elemento chimico di simbolo Ti, peso atomico 47,90 e numero atomico 22; individuato nel 1795 da M. H. Klaproth, ma isolato soltanto nel 1813, è ottenuto in quantità apprezzabili a iniziare dal 1910. Allo stato di elemento puro e compatto il titanio si presenta come un metallo di colore argenteo e lucente, duro, duttile e malleabile; basta però un contenuto anche ridottissimo di impurità, per esempio di ossigeno, di azoto o di carbonio, per renderlo molto fragile. Il titanio è utilizzato specialmente nelle industrie chimica, elettrochimica, aeronautica e missilistica. La sua presenza negli acciai comporta la formazione di carburi stabili: pertanto viene aggiunto in piccole quantità (0,1%) come stabilizzante negli acciai inossidabili e in maggiore quantità, associato al tungsteno, in alcuni acciai da utensili da taglio e per stampi.
  • 16. Berillio Il nome berillio deriva dal greco bēryllos ; che ha come simbolo Be e come numero atomico il 4. Il berillio è un metallo alcalino terroso color grigio acciaio, tenace, leggero ma fragile. Ha densità di 1850 kg/mc e punto fusione a di 1287 °C . È usato principalmente come agente rafforzante nelle leghe (rame-berillio). È Un elemento bivalente, tossico, da considerarsi un cancerogeno Il fattore di elasticità di questo metallo leggero è di circa 1/3 superiore a quello dell'acciaio. Possiede un'eccellente conducibilità termica, è diamagnetico e resiste agli attacchi dell'acido nitrico concentrato. Il berillio resiste all'ossidazione se esposto all'aria Il berillio è usato come legante nella produzione di rame-berillio . Le leghe rame-berillio sono usate in un'ampia gamma di applicazioni per via della loro conducibilità elettrica e termica, alta resistenza e durezza, proprietà diamagnetiche, oltre che alla resistenza a corrosione e fatica. Queste applicazioni includono la produzione di: elettrodi per la saldatura a punto, molle, attrezzi che non producono scintille e contatti elettrici. Grazie alla loro rigidezza, leggerezza e stabilità dimensionale in un ampio raggio di temperature, le leghe rame-berillio sono usate nell'industria aerospaziale e militare come materiali strutturali leggeri per la fabbricazione di aerei supersonici, missili, veicoli spaziali e satelliti per telecomunicazioni. Il berillio è inoltre utilizzato nella costruzione di giroscopi, parti di computer, molle per orologeria e strumenti dove leggerezza, rigidità e stabilità dimensionale sono richieste. Composti al berillio venivano usati nei tubi delle lampade a fluorescenza, ma questo uso fu abbandonato per via della berilliosi che colpiva gli operai addetti alla produzione.
  • 17. Calcio Elemento chimico di simbolo Ca, peso atomico 40,08 e numero atomico 20. Data la sua elevata tendenza a combinarsi, in natura non lo si rinviene mai allo stato libero. Il calcio puro così ottenuto si presenta come un metallo di colore bianco argenteo lucente sulle superfici tagliate di fresco, ma lasciando il metallo all'aria la lucentezza scompare rapidamente a causa della formazione di una pellicola di ossido. È assai tenero, duttile e malleabile e molto leggero, con un massa specifica di 1,54 kg/dmc , un poco inferiore a quello del magnesio. L'uso del calcio quale materiale metallico puro o costituente di leghe trova tuttavia un ostacolo insormontabile nella sua elevata reattività chimica. Riscaldato all'aria a temperatura elevata si trasforma infatti in una miscela di ossido, CaO, e di nitruro, Ca3N2; con l'acqua reagisce energicamente anche a temperatura ambiente trasformandosi in idrossido con sviluppo di idrogeno.
  • 18. GRUPPO METALLI NOBILI Oro Au Argento Ag Platino Pt Iridio Ir
  • 19. Oro Dal nome latino aurum (oro). Elemento chimico di simbolo Au, peso atomico 197,20 e numero atomico79. L'oro puro si presenta come un metallo lucente di colore giallo caratteristico, assai tenero, molto duttile ed estremamente malleabile , tanto da poterne ottenere fogli semitrasparenti alla luce; fonde a 1063 ºC e bolle a 2970 ºC. È un ottimo conduttore del calore e dell'elettricità. Per la sua grande inerzia agli agenti chimici, lo si considera il metallo nobile per definizione: esso non viene infatti minimamente attaccato dall'ossigeno atmosferico, dagli alcali anche concentrati, o dagli acidi inorganici quali il cloridrico, il nitrico, il solforico, ecc. Per attaccarlo e trasformarlo in composti solubili il reagente più usato è la cosiddetta acqua regia. L’oro viene comunemente usato in oreficeria, per i contatti elettrici, ma anche in medicina per la cura dei reumatismi.
  • 20. Argento Da argos (bianco, splendente). Elemento chimico di simbolo Ag, peso atomico 107,87 e numero atomico 47. È un metallo nobile usato e conosciuto sin dall’antichità. L’argento puro è un metallo tenero, molto duttile.Fonde a 960,5°C e ha massa specifica di 9,33 kg/dmc. Presenta i più alti valori di conducibilità termica ed elettrica, elevato potere riflettente, ottima resistenza alla corrosione in tutti gli ambienti. L’argento viene usato in campo dell’oreficeria, per la carta fotografica e per altri usi vari.
  • 21. Platino Dallo spagnolo platina, da plata, argento. Elemento chimico di simbolo Pt, di peso atomico 195,09 e numero atomico 78. Il platino metallico, perfettamente puro e compatto, presenta un colore e una lucentezza intermedi tra quelli dell'argento e quelli del nichel. La sua massa specifica di 21,45 kg/dmc , è inferiore solo a quello dell'osmio e dell'iridio. È molto duttile e malleabile ed è relativamente tenero, ma la sua durezza viene molto aumentata dalla presenza di quantità anche inferiori allo 0,1% di iridio o di ferro. Fonde a 1769ºC, ma già al calor rosso rammollisce: ciò permette la saldatura autogena; a causa del suo basso coefficiente di dilatazione termica può essere saldato al vetro, e questa proprietà lo rende utile nella costruzione di contatti elettrici, ecc. negli apparecchi di laboratorio.
  • 22. Iridio Dal greco Ires (iride), dai colori iridati dei sali relativi. Elemento chimico del gruppo del platino, di simbolo Ir, peso atomico 192,20 e numero atomico 77. L'iridio puro è tra tutti il metallo più resistente agli agenti chimici; è in pratica perfettamente inossidabile e non viene attaccato neppure dall'acqua regia. Ha un colore bianco lucente simile a quello del platino, fonde a 2443 ºC e, con la suo densità di 22,42 kg/dmc , è dopo l'osmio (densità 22,48) il metallo più pesante. L’iridio viene usato per la radioterapia del cancro, siringhe, candele di elicotteri e per il campione standard del metro.
  • 23. GRUPPO METALLI REFRATTARI Tungsteno W Molibdeno Mo Vanadio Vi Titanio Ti Cromo Cr Manganese Mn
  • 24. Tungsteno Il nome "tungsteno" deriva dallo svedese tung sten, "pietra pesante", benché nello svedese odierno il suo nome sia wolfram .Il tungsteno puro ha un colore che varia dal grigio acciaio al bianco, ed è molto duro. Il punto di fusione del tungsteno è il più alto di tutti gli elementi puri (3422°C), ed ha anche la più alta resistenza alla trazione ad alta temperatura fra tutti i metalli. Quando viene aggiunto all'acciaio, il tungsteno ne aumenta moltissimo la durezza. Ha una ottima resistenza alla corrosione, la maggior parte degli acidi minerali lo intacca solo debolmente. Il tungsteno ha una vasta gamma di usi, di cui il più diffuso è senz'altro come carburo di tungsteno (W2C, WC) nei carburi cementati. Questi sono materiali molto resistenti all'usura, usati nella costruzioni di utensili per lavorazione ad asportazione truciolo Il tungsteno si usa anche per i filamenti delle lampadine ad incandescenza e delle valvole termoioniche, e per vari tipi di elettrodi, perché si può ridurre in filamenti molto sottili che hanno un alto punto di fusione. Le sue proprietà di densità e durezza lo rendono il candidato ideale per leghe pesanti usate in armamenti, dissipatori di calore e sistemi di pesi e contrappesi. Gli acciai rapidi sono spesso delle leghe di tungsteno; ne possono contenere fino al 18%. Le superleghe contenenti questo metallo sono usate in pale di turbine, utensili d'acciaio e parti meccaniche o rivestimenti resistenti all'usura.
  • 25. Molibdeno Dal greco molybdaina, massa di piombo, in quanto il più comune minerale del molibdeno, la molibdenite, è stato a lungo confuso col solfuro di piombo naturale, la galena. Elemento chimico di simbolo Mo, di peso atomico 95,95 e di numero atomico 42. È stato riconosciuto come nuovo elemento nel 1778 da K. W. Scheele ed è stato ottenuto in forma metallica nel 1782 da P. J. Hjelm. Il metallo compatto è di colore bianco argenteo, duttile e malleabile; presenta una struttura cubica a corpo centrato, massa specifica di 10,28 kg/dmc e un punto di fusione elevatissimo, di 2620 ºC. A temperatura ambiente è molto resistente agli agenti chimici. L'aggiunta di molibdeno agli acciai ne migliora notevolmente le qualità meccaniche e la resistenza alla corrosione: il molibdeno viene quasi sempre aggiunto in percentuale relativamente modesta accanto ad altri metalli di lega come per esempio negli acciai inossidabili ad alta resistenza alla corrosione utilizzati per molti impianti chimici.
  • 26. Vanadio Da Vanadis, dea scandinava. Elemento chimico di simbolo V, peso atomico 50,942 e numero atomico 23, isolato nel 1869 da H. Roscoe. Allo stato di elemento libero il vanadio si presenta come un metallo di colore grigio argenteo, che fonde a 1919 ºC, duro ma assai duttile, con una massa specifica di 6,1 kg/dmc ; è assai resistente agli agenti chimici. Il vanadio puro viene utilizzato solamente per speciali applicazioni non industriali e per scopi scientifici; la maggior parte del vanadio metallico si prepara invece sotto forma di lega ferro-vanadio al 35-85%, riducendo al forno elettrico il pentaossido di vanadio con lega ferro-silicio. Tale lega serve per la preparazione degli acciai speciali e in metallurgia per disossidare i bagni durante la fabbricazione di lamiere da profondo stampaggio, per affinare il grano, o incrementare le caratteristiche meccaniche (specialmente quelle di durezza), a opera di carburi molto stabili, di varie leghe di acciaio; viene aggiunto inoltre quale antigrafitizzante nelle ghise. Nelle leghe non ferrose la presenza del vanadio migliora le loro caratteristiche meccaniche e di resistenza alla corrosione.
  • 27. Titanio Dal latino Titanus (Titano), denominato così per la sua alta resistenza meccanica. Infatti Titano era un gigante mitologico. Elemento chimico di simbolo Ti, peso atomico 47,90 e numero atomico 22; individuato nel 1795 da M. H. Klaproth, ma isolato soltanto nel 1813, è ottenuto in quantità apprezzabili a iniziare dal 1910. Allo stato di elemento puro e compatto il titanio si presenta come un metallo di colore argenteo e lucente, duro, duttile e malleabile; basta però un contenuto anche ridottissimo di impurità, per esempio di ossigeno, di azoto o di carbonio, per renderlo molto fragile. Il titanio è utilizzato specialmente nelle industrie chimica, elettrochimica, aeronautica e missilistica. La sua presenza negli acciai comporta la formazione di carburi stabili: pertanto viene aggiunto in piccole quantità (0,1%) come stabilizzante negli acciai inossidabili e in maggiore quantità, associato al tungsteno, in alcuni acciai da utensili da taglio e per stampi.
  • 28. Cromo Dal geco chròma (colore), chiamato così da Vaquelin per il colore dei suoi composti. Elemento chimico di simbolo Cr, peso atomico 51,996 e numero atomico 24. Il cromo puro è di colore grigio acciaio, densita 7,19 kg/dmc, fonde a 1890 ºC e bolle a 2482 ºC. Il cromo è un metallo relativamente inerte dal punto di vista chimico; a temperatura ambiente non viene attaccato dall'ossigeno atmosferico e dalla umidità; l'acido cloridrico e l'acido solforico attaccano lentamente il cromo con sviluppo di idrogeno. Dal punto di vista industriale, sono importanti la produzione dei composti del cromo utilizzati in galvanoplastica, in conceria e per la produzione di pigmenti (che si effettua direttamente dalla cromite senza passare attraverso il cromo metallico); in campo metallurgico la produzione di leghe ferro-cromo, per riduzione della cromite con carbone al forno elettrico, che vengono poi direttamente utilizzate per la preparazione degli acciai inossidabili.
  • 29. Manganese Elemento chimico di simbolo Mn, peso atomico 54,938 e numero atomico 25, isolato nel 1774 da J. G. Gahn e riconosciuto quale elemento da K. W. Scheele nello stesso anno. Il manganese non si rinviene allo stato nativo, ma è molto diffuso nelle rocce, rappresentando infatti lo 0,085% in peso della crosta terrestre; i minerali più importanti sono la pirolusite, la manganite, la braunite e l'hausmannite. Il manganese puro è un metallo di colore bianco-argenteo, simile di aspetto al ferro puro; all'aria lentamente imbrunisce e diviene opaco per ossidazione. Più duro e più fragile del ferro, ha densità di 7,21 kg/dmc e un punto di fusione di 1244 ºC; per riscaldamento la forma del manganese, stabile a temperatura ambiente, con struttura a reticolo cubico (forma α), si trasforma successivamente in altre tre forme allotropiche con un diverso reticolo e stabili solo in determinati intervalli di temperatura.
  • 30. GRUPPO METALLI RADIOATTIVI Uranio U Torio Th Radio Ra Plutonio Pu
  • 31. Uranio L'uranio è l'elemento chimico di numero atomico 92. Il suo simbolo è U. È un metallo bianco-argenteo, tossico e radioattivo; appartiene alla serie degli attinidi ed il suo isotopo 235U trova impiego come combustibile nei reattori nucleari e nella realizzazione di armi nucleari. Tracce di uranio sono presenti ovunque: nelle rocce, nel suolo, nelle acque, persino negli organismi viventi. Puro, l'uranio si presenta come un metallo bianco-argenteo, lievemente radioattivo e di poco più tenero dell'acciaio. È malleabile, duttile e debolmente paramagnetico. È un metallo molto denso (65% più denso del piombo). Diviso finemente, reagisce con l'acqua a temperatura ambiente; esposto all'aria si copre superficialmente di uno strato del proprio ossido. L'uranio è un metallo molto denso e pesante. Nonostante la radioattività naturale dell'uranio, grazie al suo elevato peso specifico, trova impiego come materiale di zavorra e contrappesi di equilibratura in aerei, elicotteri, e in alcune barche a vela da regata. A volte è impiegato anche per costruire schermature di sorgenti altamente radioattive (soprattutto nel campo della radiografia industriale per la schermatura dei raggi gammaa ). Il piombo è un materiale con caratteristiche simili (e non radioattivo), che tuttavia è meno utilizzato dell'uranio per questi scopi. Nel settore civile il principale impiego dell'uranio è l'alimentazione dei reattori delle centrali elettronucleari
  • 32. Torio Il torio è l'elemento chimico di numero atomico 90. Il suo simbolo è Th. Il torio è un metallo reperibile in natura, leggermente radioattivo. Il torio fu scoperto nel 1828 dal chimico svedese Jöns Jakob Berzeliuss , che lo battezzò così in onore di Thorr, il dio della guerra. Il torio metallico non aveva praticamente nessun uso pratico prima dell'invenzione della reticella per lanterne nel 1885. Se puro e in forma metallica, è di colore bianco argenteo che si mantiene lucido per molti mesi; però se viene contaminato con il suo ossido si annerisce lentamente all'aria diventando prima grigio e poi nero. L'ossido di torio (ThO2), detto anche toria, ha uno dei più alti punti di ebollizione di tutti gli ossidi (3300°C). Le principali applicazioni del torio sono : Reticelle per luci a gas portatili. Queste reticelle rilucono di una luce bianca abbagliante quando vengono scaldate nella fiamma del gas. Il torio è usato per rivestire i fili di tungsteno negli apparecchi elettronici. Il torio è stato usato in elettrodi per saldatura e ceramiche resistenti al calore. Il suo ossido è usato per controllare la dimensione della grana del tungsteno usato nei filamenti delle lampadine elettriche. Il suo ossido è usato per crogioli da laboratorio per alte temperature. L'ossido di torio aggiunto al vetro permette di creare vetri con alto indice di rifrazione e dispersione molto bassa. Perciò trova applicazione in lenti di alta qualità per macchine fotografiche e strumenti scientifici
  • 33. Radio Il radio è l'elemento chimico di numero atomico 88. Il suo simbolo è Ra. Il nome dell'elemento deriva dal fatto di essere uno dei più radioattivi conosciuti. Il radio (dal latino radius, raggio) fu scoperto da Marie Curie e suo marito Pierre nel 1898 nel minerale chiamato pechblenda o uraninite della Boemia settentrionale. Di colore bianco, annerisce per esposizione all'aria. È un metallo alcalino-terroso presente in tracce nei minerali dell 'uranio . È estremamente radioattivo; il suo isotopo più stabile, 226Ra, ha una emivita di 1602 anni e decade trasformandosi in radon.È il più pesante di tutti i metalli alcalino terrosi , è intensamente radioattivo . Questo metallo si trova (combinato) in minime quantità nel minerale di pechblenda e di vari altri minerali di uranio. La radiazione prodotta dal radio è di tre tipi, raggi alfa, raggi beta e raggi gamma Appena preparato, il radio metallico puro è di colore bianco brillante, ma si annerisce se esposto all'aria, probabilmente per formazione di nitruro. Il radio è luminescente ,con tenue bagliore blu Usato in passato nelle vernici luminescenti per quadranti e lancette di orologi, sveglie e strumentazione varia. Oltre 100 ex-pittori di lancette di orologi, che usavano le loro labbra per fare la punta al pennello, morirono per le radiazioni: poco dopo, gli effetti nocivi delle radiazioni iniziarono ad essere pubblicizzati. Il radio venne usato nei quadranti delle sveglie fino agli anni '50. Gli oggetti verniciati con vernice al radio possono essere pericolosi ancora oggi e devono essere maneggiati con la dovuta cautela. Il radio si usa in medicina per produrre gas radon, utile per la terapia di alcuni tipi di tumore
  • 34. Plutonio Il plutonio è l'elemento chimico di numero atomico 94. Il suo simbolo è Pu. È l'elemento oggi più usato nelle bombe nucleari a fissione. Il suo isotopo più importante è 239Pu, che ha un ‘emivita di 24200 anni. Tutti gli isotopi e i composti del plutonio sono tossici e radioattivi. Il plutonio è spesso descritto come "la sostanza più tossica nota all'uomo", ma è gli esperti ritengono che questa affermazione non sia esatta. Il plutonio puro è un metallo argenteo, ma ingiallisce quando si ossida . Curiosamente, il plutonio subisce una contrazione di volume all'aumentare della temperatura. Il calore prodotto dal decadimento alfa rende il plutonio sensibilmente caldo al tatto; grandi quantità possono far bollire l'acqua. Per via della sua facile fissione e per la sua disponibilità, il 239Pu è un componente fissile fondamentale delle moderne armi nucleari. La massa critica per una sfera di plutonio è di 16 .Una tale quantità corrisponde circa ad una sfera di circa 10 centimetri di diametro che per completa detonazione libera un'energia di 200 chilotoni . Il plutonio fu preparato per la prima volta nel 1940 presso i laboratori dell'Università di Berkelley , in California , ma la scoperta fu tenuta segreta. Prese il nome dal pianeta Plutone perché seguendo il nettunio e l'uranio si volle mantenere l'analogia con i nomi dei pianeti del Sistema Solare. Durante il Progetto Manhattan furono realizzati grandi reattori nucleari a Hanford, nello stato di Washington, per produrre il plutonio con cui sarebbero poi state costruite due bombe. La prima fu collaudata al Trinity site, la seconda venne sganciata sulla città giapponese di Nagasaki
  • 35. GRUPPO TERRE RARE Lantanio La Cerio Ce Neodimio Nd Samario Sm