Palladio (elemento chimico)

Palladio
; 46	Pd
Aspetto
	Aspetto dell'elementometallico,argenteo
	Linea spettrale; Linea spettrale dell'elemento
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico	palladio, Pd, 46
Serie	metalli di transizione
Gruppo,periodo,blocco	10,5,d
Densità	12 023 kg/m³
Durezza	4,75
Configurazione elettronica	Configurazione elettronica
Termine spettroscopico	1S0
Proprietà atomiche
Peso atomico	106,42
Raggio atomico(calc.)	140(169)pm
Raggio covalente	131 pm
Raggio di van der Waals	163 pm
Configurazione elettronica	[Kr]4d10
e−perlivello energetico	2, 8, 18, 18
Stati di ossidazione	0, +2, +3, +4
Struttura cristallina	cubica a facce centrate
Proprietà fisiche
Stato della materia	solido
Punto di fusione	1 828,05K(1 554,90°C)
Punto di ebollizione	3 236 K (2 963 °C)
Volume molare	8,56×10−6m³/mol
Entalpia di vaporizzazione	357kJ/mol
Calore di fusione	17,6 kJ/mol
Tensione di vapore	1,33Paa 1 825 K
Velocità del suono	3070m/sa 293,15 K
Altre proprietà
Numero CAS	7440-05-3
Elettronegatività	2,20 (Scala di Pauling)
Calore specifico	244 J/(kg·K)
Conducibilità elettrica	9,5×106/(m·Ω)
Conducibilità termica	71,8 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione	804,4 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione	1 870 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione	3 177 kJ/mol
Isotopi più stabili
iso:isotopo; NA: abbondanza in natura; TD:tempo di dimezzamento; DM: modalità di decadimento; DE: energia di decadimento in MeV; DP: prodotto del decadimento

Ilpalladioè l'elemento chimicodinumero atomico46 e il suo simbolo èPd.È il secondo elemento delgruppo 10delsistema periodico(collocato tra ilnichele ilplatino); fa quindi parte delbloccod,ed è unelemento di transizionedella seconda serie (5°periodo).

È unmetalloraro, di aspettobianco-argenteo,delgruppo del platinoa cui somiglia anche chimicamente: viene estratto principalmente da alcuni minerali dirameenichel.I suoi usi più comuni sono nell'industria, comecatalizzatore,e ingioielleria.

Caratteristiche

Il palladio non si ossida all'ariaed è l'elemento meno denso e con ilpunto di fusionepiù basso di tutto il gruppo delplatino.È tenero eduttiledopo ricottura, ma aumenta molto la sua resistenza edurezzase viene lavorato a freddo (incrudito). Il palladio si dissolve lentamente inacido nitrico,acido solforicocaldo, e se finemente polverizzato anche inacido cloridrico.Inacqua regiasi dissolve rapidamente a temperatura ambiente. Glistati di ossidazionepiù comuni del palladio sono 0, +2, +3 e +4. Di recente sono stati sintetizzati composti del palladio in cui tale elemento assume stato di ossidazione +6.^[1]Tuttavia, fino ad ora non è stata presentata alcuna prova per tale componente.

Il sistema Pd/H₂

Atemperatura ambienteil palladio riesce a disciogliere grandi quantità diidrogenogassoso, formando unasoluzione solidadi idrogeno nel metallo. La quantità assorbita può arrivare fino a oltre 900 volte ilvolumedi palladio, raggiungendo unacomposizioneformulabile approssimativamente come Pd₄H₃.^[2]Non si tratta però di un composto stechiometrico, ma piuttosto di un idruro metallico interstiziale.^[3]Man mano che l'idrogeno viene assorbito laduttilitàdel metallo non viene meno^[4]fino a che la quantità assorbita non è proprio grande; invece, laconducibilità elettricadel metallo scende velocemente e quando poi si raggiunge una composizione corrispondente a Pd₂H ilmaterialediviene unsemiconduttore.^[2]L'idrogeno assorbito ha notevole mobilità all'interno del reticolo cristallino del palladio e si diffonde rapidamente per tutto il blocco metallico. Stesso comportamento si ha per ildeuterio,ma non per altri gas, compreso l'elio.Lapermeabilitàall'idrogenodel palladio permette di ottenere idrogeno puro da altri gas presenti in miscela con esso, i quali non possono attraversare il palladio stesso.^[2]

Applicazioni

Finemente disperso su supporto, il palladio è un ottimocatalizzatore,usato per accelerarereazionidiidrogenazioneedeidrogenazione,come nell'industria delpetrolio.Altri usi:

l'oro biancoè una lega d'oroe palladio, nella quale quest'ultimo è aggiunto per decolorare l'oro;
come l'oro, il palladio può essere ridotto in foglia, con spessore fino a0,1μm;
l'idrogeno (e solo esso, a causa della piccola dimensione) diffonde facilmente attraverso una membrana di palladio: per questo motivo si usa per purificare questo
i sistemi dicommutazioneper letelecomunicazioniusano palladio;
è usato anche inodontoiatria,come componente di alcune leghe nobili utilizzate per la realizzazione di corone e ponti, e inorologeria;
nell'industria dell'abbigliamento è usato per placcare accessori metallici per calzoleria, per borse e per cinture;
nellecandeleper imotori a scoppioaeronautici;
per strumenti chirurgici;
per contatti elettrici;
alcuni suoi sali sono utilizzati nellafotografia;
come catalizzatore per il post-trattamento di gas di scarico di motori a combustione interna;
come catalizzatore insintesi organicain reazioni di accoppiamento come quelle diHeck,Suzuki,Negishi,Stilleo diBuchwald-Hartwig;
come elettro-catalizzatore in celle a combustibile alcaline per l'elettro-ossidazione deglialcooli;
come uno degli elementi per la creazione di un vetro ad alto livello di resistenza^[5]

Storia

Il palladio fu scoperto daWilliam Hyde Wollastonnel1803contemporaneamente alrodio.Lo battezzò così in onore dell'asteroidePallade,scoperto due anni prima.

Wollaston trovò il 46º elemento in unmineralegrezzo di platino proveniente dalSudamerica:dissolse il minerale inacqua regia,neutralizzò poi lasoluzioneconidrossido di sodioe la trattò concloruro d'ammoniofacendo precipitare il platino sotto forma dicloroplatinato d'ammonio.Aggiungendo poicianuro di mercurioal liquido rimanente formòcianuro di palladio,che riscaldò per eliminare il cianuro e ottenere palladio metallico.

Ilcloruro di palladioveniva prescritto in passato come cura per latubercolosiin dosi di 0,065 grammi al giorno (circa 1 mg per kg di peso corporeo). Questo trattamento aveva grossieffetti collaterali,per cui venne sostituito più tardi da farmaci più efficaci.

L'elemento palladio ha giocato un ruolo essenziale nell'esperimento diMartin FleischmanneStanley Pons,noto anche comefusione fredda.

Reperibilità

Il palladio si trova comemetallo liberoo inlegacon platino, oro e altrimetalli del gruppo del platino,in depositi alluvionali negliUrali,inAustralia,Etiopia,NordeSudamerica;tuttavia la sua produzione commerciale viene per la maggior parte da depositi di rame-nichel inSudafricae nell'Ontario:anche se la sua concentrazione in quei minerali è molto bassa, il grande volume processato rende conveniente l'estrazione.

Isotopi

In natura il palladio è presente in seiisotopi stabili.Tra gli isotopi sintetici il più stabile è il¹⁰⁷Pd con untempo di dimezzamentodi 6,5 milioni di anni, mentre il¹⁰³Pd ha untempo di dimezzamentodi 17 giorni e il¹⁰⁰Pd ha untempo di dimezzamentodi 3,63 giorni. Sono stati osservati o creati altri diciottoradioisotopiconnumeri di massache vanno da 93 (⁹³Pd) a 120 (¹²⁰Pd). La maggior parte di questi ha tempi di dimezzamento minori di mezz'ora a parte il¹⁰¹Pd (tempo di dimezzamento: 8,47 ore), il¹⁰⁹Pd (tempo di dimezzamento: 13,7 ore), e il¹¹²Pd (tempo di dimezzamento: 21 ore).

Iltipo di decadimentoprincipale prima dell'isotopo stabile più abbondante, il¹⁰⁶Pd, è percattura Kseguita dadecadimento beta.Il principale prodotto di decadimento prima del¹⁰⁶Pd è ilrodioe subito dopo l'argento.

L'isotopo radioattivo¹⁰⁷Ag è un prodotto di decadimento del¹⁰⁷Pd e fu scoperto nel meteorite di Santa Clara inCalifornia,nel1978.Gli scopritori ipotizzarono che lacoalescenzae la differenziazione dei piccolipianeticon nucleo diferropoteva essere avvenuta una decina di milioni di anni dopo un evento di nucleosintesi. Le correlazioni fra¹⁰⁷Pd e argento osservati in corpi celesti che sono chiaramente stati fusi dall'accrescimento delsistema solareriflette probabilmente l'esistenza di radionuclidi a breve vita nei primi tempi del sistema solare.

Il palladio nella cultura di massa

Nella cinematografia recente, il palladio è uno degli elementi utilizzati daTony Starknel filmIron Man(2008) per costruire ilreattore Arc,un dispositivo in grado di produrre energia, per alimentare un elettromagnete, che tiene lontani dal suo cuore i frammenti metallici di una bomba che l'ha colpito. Il reattore fa anche da fonte energetica all'armatura meccanica che crea e indossa il protagonista del film. Però, col passare del tempo, come si può vedere nel filmIron Man 2,il palladio avvelenerà lo stesso Tony Stark, il quale dovrà trovare un elemento che lo possa sostituire.

Note

^Gabriel Aullón, Santiago Alvarez:On the Existence of Molecular Palladium(VI) Compounds: Palladium Hexafluoride.In:Inorganic Chemistry.46, 2007, p. 2700-2703,DOI:10.1021/ic0623819.
^^a^b^cN. N. Greenwood e A. Earnshaw,Chemistry of the Elements,2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, pp. 1150-1151,ISBN 0-7506-3365-4.
^(EN) Bingqing Lin, Xi Wu e Lin Xie,Atomic Imaging of Subsurface Interstitial Hydrogen and Insights into Surface Reactivity of Palladium Hydrides,inAngewandte Chemie International Edition,vol. 59, n. 46, 9 novembre 2020, pp. 20348–20352,DOI:10.1002/anie.202006562.URL consultato il 23 ottobre 2022.
^Come invece accade ad altri metalli capaci di assorbire idrogeno.
^Un vetro più duro dell'acciaio,sucorriere.it.

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.

Voci correlate

London Platinum and Palladium Market(LPPM) – principale mercato mondiale del platino e del palladio.

Altri progetti

Wikizionariocontiene il lemma di dizionario «palladio»
Wikimedia Commonscontiene immagini o altri file suPalladio

Collegamenti esterni

palladio,suTreccani.it – Enciclopedie on line,Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
(EN)palladium,suEnciclopedia Britannica,Encyclopædia Britannica, Inc.
(EN)Palladio,inCatholic Encyclopedia,Robert Appleton Company.
(EN)Palladium in depth,suencyclopedia.jrank.org,Online Encyclopedia.URL consultato il 21 marzo 2007(archiviato dall'url originalel'11 aprile 2007).
(EN)Palladium,suWebElements.
(EN)Platinum Metals Review E-Journal,suplatinummetalsreview.URL consultato il 21 marzo 2007(archiviato dall'url originaleil 29 maggio 2015).
(EN)Current Palladium Price,suinvestinmetal.URL consultato il 21 marzo 2007(archiviato dall'url originaleil 29 luglio 2007).

Controllo di autorità	LCCN(EN)sh85097207·GND(DE)4173139-6·BNE(ES)XX534044 (data)·BNF(FR)cb12144458t (data)·J9U(EN,HE)987007560657705171·NDL(EN,JA)00569049

Portale Chimica:il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia

[GAullon-1] Gabriel Aullón, Santiago Alvarez:On the Existence of Molecular Palladium(VI) Compounds: Palladium Hexafluoride.In:Inorganic Chemistry.46, 2007, p. 2700-2703,DOI:10.1021/ic0623819.

[:32-2] N. N. Greenwood e A. Earnshaw,Chemistry of the Elements,2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, pp. 1150-1151,ISBN 0-7506-3365-4.

[3] (EN) Bingqing Lin, Xi Wu e Lin Xie,Atomic Imaging of Subsurface Interstitial Hydrogen and Insights into Surface Reactivity of Palladium Hydrides,inAngewandte Chemie International Edition,vol. 59, n. 46, 9 novembre 2020, pp. 20348–20352,DOI:10.1002/anie.202006562.URL consultato il 23 ottobre 2022.

[4] Come invece accade ad altri metalli capaci di assorbire idrogeno.

[5] Un vetro più duro dell'acciaio,sucorriere.it.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]