Il promezio (Pm61), l’unico elemento delle terre rare la cui chimica era rimasta un enigma, inizia a rivelare i suoi segreti; questo elemento, che per lungo tempo è stato relegato ai margini della tavola periodica, potrebbe non rivestire un ruolo cruciale nella società come i suoi vicini più celebri, ma le scoperte recenti potrebbero aprire nuove strade per accedere alle risorse di terre rare, sempre più vitali nell’era moderna.
La categoria degli elementi noti come “terre rare” ha suscitato un interesse crescente e, allo stesso tempo, una certa confusione, questo perché molti di questi elementi stanno diventando fondamentali in vari settori tecnologici, prendiamo ad esempio il neodimio: questo elemento è essenziale per la produzione dei magneti permanenti più potenti, diventando così un pilastro della rivoluzione dell’energia pulita.
L’etichetta di “terra rara” ha alimentato il timore che queste risorse possano essere insufficienti per soddisfare la domanda globale, invece la realtà è ben diversa: il neodimio è quasi altrettanto abbondante nella crosta terrestre quanto il rame e molto più del piombo.
Il Promezio: un elemento elusivo
Il promezio si distingue per la sua estrema rarità, esso è uno degli elementi più difficili da reperire sul nostro pianeta, superando in scarsità persino alcuni elementi transuranici, che un tempo si riteneva non esistessero in natura. La sua scoperta, avvenuta solo nel 1945, è stata tardiva rispetto ad altri elementi, e la sua presenza così limitata ha reso la ricerca sulla sua chimica un campo poco esplorato.
L’Oak Ridge National Laboratory (ORNL), teatro della scoperta del promezio, ha recentemente deciso di approfondire la conoscenza di questo elemento misterioso, con il dottor Alex Ivanoc che ha spiegato:
“L’obiettivo era esplorare questo elemento raro per acquisire nuove conoscenze”
aggiungendo poi in seguito:
“Realizzando che è stato scoperto proprio qui, nel nostro laboratorio, abbiamo sentito il dovere di portare avanti questa ricerca per onorare l’eredità dell’ORNL”.
Il team di ricerca è riuscito a caratterizzare il promezio in soluzione, un traguardo mai raggiunto prima, nello specifico il promezio-147, un isotopo prodotto come sottoprodotto nella fabbricazione del plutonio. In un gesto simbolico che richiama la figura mitologica da cui l’elemento prende il nome, i ricercatori hanno legato il promezio a molecole organiche note come ligandi diglicolamidici, ed attraverso la spettroscopia a raggi X, hanno misurato la lunghezza dei legami tra il promezio e gli atomi adiacenti, confrontandola con quella degli altri lantanidi.
La contrazione dei lantanidi e le sue implicazioni
Il fenomeno noto come “contrazione dei lantanidi” è stato confermato anche per il promezio, questo processo comporta una compattazione degli elettroni attorno al nucleo più marcata rispetto ad altri elementi, influenzando proprietà come lo stato fisico a temperatura ambiente.
Il mercurio, ad esempio, è l’unico elemento liquido a temperatura ambiente e ciò a causa di questo fenomeno, nello specifico la riduzione delle dimensioni atomiche aumenta l’attrazione tra gli elettroni e il nucleo, stabilizzando lo stato liquido del mercurio in condizioni che normalmente vedrebbero altri elementi in forma solida.
Il team dell’ORNL ha osservato che la contrazione dei legami chimici si intensifica lungo la serie degli atomi dei lantanidi, ma subisce un rallentamento significativo dopo il promezio. La contrazione dei lantanidi è un fenomeno affascinante che si verifica in tutti gli elementi di questa serie, ma assume un significato particolare quando si parla del promezio in quanto questo processo, che comporta una compattazione degli elettroni attorno al nucleo, non solo rende gli atomi più piccoli, ma influisce anche sulle loro proprietà chimiche e fisiche in modi che possono essere sorprendenti.
Il promezio segue questa tendenza, sebbene la sua contrazione sia meno intensa rispetto agli altri lantanidi. Questa differenza sottile, ma significativa, contribuisce alla sua posizione unica nella tavola periodica e potrebbe avere implicazioni interessanti per le sue proprietà chimiche e il suo comportamento.
Un altro aspetto fondamentale della contrazione dei lantanidi è il ruolo che gioca nella separazione degli elementi delle terre rare, per l’appunto con la crescente domanda di queste risorse preziose, diventa sempre più importante trovare metodi efficienti per gestire le loro fonti. La chimica simile tra i 14 lantanidi rende difficile separarli quando vengono estratti dallo stesso minerale, ma una comprensione approfondita della contrazione di ciascun elemento potrebbe fornire la chiave per separarli più efficacemente.
Il promezio, con la sua rarità estrema e l’assenza di isotopi stabili, si distingue come un caso speciale tra i lantanidi, con la sua contrazione del legame chimico che è meno pronunciata, il che potrebbe influenzare le sue proprietà chimiche in modi ancora da scoprire.
In conclusione, il promezio potrebbe non essere il più famoso tra i suoi vicini nella tavola periodica, ma le rivelazioni sulla sua chimica e sulla contrazione dei lantanidi potrebbero aprire nuove opportunità per gestire meglio le risorse di terre rare, e queste scoperte potrebbero essere la chiave per soddisfare la crescente domanda in settori tecnologici e industriali cruciali.
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