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Polonio

  |   Chimica, Chimica Generale

Il polonio è un elemento appartenente al Gruppo 16 e al 6° Periodo della Tavola Periodica che ha numero atomico 84.

È l’ultimo elemento del gruppo dei calcogeni e ha configurazione elettronica [Xe] 6s2 4f145d106p4

Fa parte degli elementi del blocco p e si trova in natura, in piccole quantità, nei minerali contenenti uranio

È un elemento radioattivo e si presenta sotto forma di 42 isotopi tutti radioattivi

Storia

Nel 1898 i fisici Maria Skłodowska Curie e Pierre Curie scoprirono che campioni di minerali dell’uranio sembravano mantenere una capacità inalterata di annerire una lastra fotografica per un periodo di diversi mesi.

Dopo lunghe ricerche conclusero  che tutti i composti e i minerali che contenevano l’uranio erano radioattivi. La pechblenda, una massiccia varietà di uraninite dalla miniera di Joachimasthal in Austria, e la calcolite, un fosfato di uranio naturale, erano più attivi dell’uranio metallico stesso. Queste considerazioni spinsero a ritenere che fosse presente un nuovo elemento più radioattivo dell’uranio. Nel luglio dello stesso anno isolarono questo metallo, previsto da Mendeleev, denominandolo polonio dal nome della Polonia in cui era nata la scienziata.

Proprietà

È di colore grigio-argento, si dissolve in acidi diluiti, ma è solo leggermente solubile in soluzioni alcaline.

È simile, da un punto di vista chimico,  al selenio e al tellurio ma il suo carattere metallico assomiglia a quello del  tallio, piombo e bismuto che appartengono, come il polonio al 6° Periodo

L’isotopo 212 decade emettendo particelle α:

21284Po → 20880Pb + 42He

Sono note due forme allotropiche, una forma α e una β, entrambe stabili a temperatura ambiente e dotate di caratteristiche metalliche. Poiché  la sua conduttività elettrica diminuisce all’aumentare della temperatura il polonio è considerato un metallo piuttosto che un semimetallo o un non metallo.

Ha numero di ossidazione -2, +2,+4 e +6 e i numeri di ossidazione più comuni siano +2 e +4.

L’isotopo 210 è ottenuto per irradiazione del bismuto 209 con neutroni in un reattore nucleare.

20983 Bi + 11n → 21083Bi

Si ottiene il bismuto 210, che ha un tempo di dimezzamento di 5 giorni. Il bismuto-210 decade in polonio-210 attraverso il decadimento β:

21083Bi → 21084Po + 00 ῡ + 0-1 e

Reazioni

Non reagisce con l’acqua ma brucia in presenza di aria per dare il biossido:
Po(s) +  O2(g) → PoO2(s)

In condizioni controllate reagisce con gli alogeni cloro, bromo e iodio per dare i tetraalogenuri secondo la reazione generale:

Po + 2 X2→ PoX4

In presenza di fluoro dà luogo alla formazione di esafluoruro:

Po + 3 F2 → PoF6

Si solubilizza in soluzioni concentrate di acido cloridrico, acido solforico e acido nitrico formando ioni Po2+

Isotopi

Gli isotopi conosciuti hanno un numero di massa da 186 a 227.

Il 210Po, che ha un tempo di dimezzamento di 138 giorni, è l’isotopo più comune in natura. Si forma come l’ultimo anello di catena radioattivo nella catena di decadimento radioattivo dell’uranio 238.

Usi

Il polonio è un emettitore particelle α ed è utilizzato nei dispositivi antistatici. Infatti, l’aria attorno al dispositivo è ionizzata con conseguente neutralizzazione dell’elettricità statica nell’ambiente

Dispositivi antistatici di grandi dimensioni sono utilizzati in aree:

  • in cui è generata una quantità significativa di elettricità statica come la produzione di carta e fogli di plastica
  • estremamente sensibili a piccole quantità di elettricità statica come nella produzione di chip di silicio.

Sebbene efficaci,  problemi di sicurezza e costi hanno portato all’uso altri elementi radioattivi o a metodi alternativi

Se combinato con un elemento a basso peso atomico come il berillio il 210Po, può essere utilizzato come sorgente di neutroni

L’alta velocità di emissione di particelle α rende alcuni isotopi una fonte di energia