Volume 1

Problem solving Perché gli elementi di transizione hanno questa denominazione? Soltanto dopo gli elementi 31 e 32 (gallio e germanio), si ha il passaggio dalle proprietà metalliche a quelle non metalliche, fino al bromo (Br), che è un alogeno. Chiude come sempre il periodo un gas nobile, ossia il kripton (Kr), con valenza zero. Come si vede dalla Figura 4.1, per i motivi che sono stati spiegati, le caselle degli elementi di transizione si trovano in una posizione centrale. Nel quinto periodo (formato da 18 elementi) si ha la stessa situazione del quarto. Si incomincia con il rubidio (Rb) metallo alcalino con valenza 1, segue lo stronzio (Sr), metallo alcalino-terroso, con valenza due, poi abbiamo una nuova transizione per un totale di dieci elementi (Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Rn, Rh, Pd, Ag, Cd) che vanno a disporsi ordinatamente sotto la serie di dieci elementi di transizione del quarto periodo. A questo punto, dall indio (49) riprende il graduale passaggio di proprietà metalliche a quelle non metalliche, fino al 53, lo iodio dalle proprietà spiccatamente non metalliche; segue lo xenon, gas nobile, valenza zero, che chiude il periodo come al solito. Il sesto periodo (formato da 32 elementi) inizia con il cesio (55), valenza 1, metallo alcalino, e prosegue con il bario (56), valenza due, metallo alcalino-terroso. La casella successiva, cioè quella che sta sotto l ittrio (39) contiene addirittura 15 elementi; dal lantanio (57) al lutezio (71) che rappresentano una transizione speciale; questi elementi hanno tutti esattamente le medesime proprietà e si distinguono l uno dall altro solamente per il peso atomico e per il peso specifico. Essi vengono chiamati lantanidi , dal loro capostipite lantanio; vengono anche definiti elementi delle terre rare a causa della loro scarsissima diffusione in natura. A questo punto, dal 72, afnio (Hf) fino all 80, mercurio (Hg), si ha la transizione normale, come per il quarto ed il quinto periodo. Dall 81, tallio, ricomincia il passaggio graduale verso le proprietà non metalliche, all astato (85) con caratteristiche spiccatamente non metalliche; il radongas nobile con valenza zero, chiude il periodo. Il settimo periodo inizia con il francio (Fr) con valenza 1, che ha proprietà simili a quelle dei metalli alcalini, segue il radio (Ra), con valenza due, somigliante agli alcalino-terrosi; seguono altri quattro elementi naturali (Ac, Th, Pa, U); questo periodo termina con alcuni elementi ottenuti artificialmente. PER LE CELLE A COMBUSTIBILE PROBLEMA IRRISOLTO Se è vero che combinando idrogeno e ossigeno si libera energia elettrica, producendo acqua come sottoprodotto, è altrettanto vero che l immagazzinamento dell idrogeno a bordo del veicolo è particolarmente scomodo. Vediamo perché. L idrogeno libero ha un volume pari a tremila volte quello della benzina; la sua collocazione deve avvenire in serbatoi che siano in grado di reggere la pressione di 200 bar (atmosfere) oppure deve essere mantenuto a temperature che non 74 superino i 250 °C. Non solo. Va considerato che un litro di idrogeno pesa 0,09 g, ma per immagazzinare 2 chilogrammi di idrogeno che assicurino a un veicolo di media potenza un autonomia di circa 250 chilometri, il serbatoio non può pesare meno di 100 chilogrammi. La soluzione per alimentare un motore elettrico potrebbe essere quella di rifornire una cella a combustibile producendo l idrogeno direttamente a bordo mediante impianti di cosiddetto reforming , capaci in pratica di separare l idrogeno dai combustibili che lo contengono. Ma se i dati relativi al rendimento sono veramente soddisfacenti, non va dimenticato che la pulizia del gas reformato comporta dei rischi relativi alle temperature e agli stadi di pulizia. L idrogeno può comunque essere prodotto per elettrolisi, sistema che però ci farebbe tornare ai problemi di ingombro e pressione dei serbatoi cui si accennava prima. Il grosso problema comunque sarebbe un altro. Per l elettrolisi serve corrente elettrica e, se venisse prodotta da centrali a carbone o a idrocarburi, rischierebbe di aumentare il tasso di inquinamento anziché ridurlo.