L'angolo del chimico

[Sedobren Gocce]

visto che viviamo in una epoca dove aver bomba atomica è come aver il cellulare, specie per i paesi come Pakistan, Iran e simili... parliamo di un elemento decisamente dei più pericolosi, il plutonio (Pu)...



è un elemento transuranico facente parte della serie degli attinidi;
sebbene esista anche in natura come elemento, anche se in minima quantità, è da considerarsi a tutti gli effetti un elemento artificiale...

fu scoperto da Seaborg et al. nel 1940 per bombardamento dell'U-238 con deutoni accelerati:

238 U + 2 H -> 238 Np + 2 n

238 Np -> 238 Pu + elettrone

l'isotopo più importante, 239 Pu, fu ottenuto solo un anno più tardi per bombardamento di neutroni dell'U-238; in seguito furono ottenuti altri isotopi artificiali con numeri di massa compresi tra 232 e 246...

il Pu-239, che è soggetto a decadimento alfa, ha un tempo di dimezzamento di 24000 anni... essendo fissile con neutroni lenti, costituisce uno dei più importanti combustibili nucleari; inoltre, poiché s produce dall'U-238 (che non è un combustibile nucleare), consente di realizzare il ciclo di autofertilizzazione...
il Pu-239 s trova anche in piccola misura nei giacimenti di uranio, altri isotopi s formano nel corso delle reazioni nucleari... alcuni d essi servono per ottenere altri elementi transuranici (americio, curio, ecc.);

s presenta come un metallo bianco argenteo, che esiste in 6 diverse forme allotropiche; nella forma alfa, termodinamicamente stabile a RT, è duro e fragile; come l'uranio e il nettunio, è altamente reattivo
puro s discioglie rapidamente negli acidi cloridrico, perclorico, fosforico e tricloroacetico concentrati, e solo lentamente in acido solforico diluito, mentre l'idrossido di sodio, l'acido solforico concentrato e l'acido nitrico (che lo passiva) non hanno azione;
forma leghe e composti con molti metalli e reagisce, in opportune condizioni, con quasi tutti i non-metalli quali alogeni, idrogeno, azoto e carbonio; reagisce inoltre con monossido di carbonio formando un carburo e con ammoniaca formando un nitruro;

può assumere tutti i numeri di ossidazione da +3 a +6; nello stato +7 può esistere solo in soluzione fortemente alcalina sotto forma di anione PuO5(3-);
i corrispondenti ioni colorano diversamente le soluzioni:
- Pu(3+) blu violaceo
- Pu(4+) giallo bruno
- PuO2(+) rosso
- PuO2(2+) rosa aranciato

per la determinazione quantitativa c s basa sul PuO2, giallo verde, molto stabile, che s ottiene riscaldando fortemente il nitrato o altri composti...

forma complessi in tutti i suoi stati di ossidazione, con leganti sia anionici che neutri... particolarmente stabili i complessi corrispondenti allo stato +4, nei quali il Pu è esacoordinato e frequentemente il donatore è l'ossigeno;

particolarmente stabili, e per tale motivo utilizzati per eliminare il Pu eventualmente presente nell'organismo umano o su superfici contaminate, sono i complessi che l'elemento forma negli stati +3 e +4 con l'EDTA e con l'acido citrico...

il suo utilizzo a scopi pacifici presenta enormi problemi sia nella produzione d energia sia nel campo della ricerca e della produzione d isotopi per uso medico... è un elemento estremamente tossico: 1 SOLO g disperso nell'ambiente provoca contaminazione LETALE su d un'area d 500 mq e contaminazione GRAVE su 50000 mq; l'inalazione d pochi decimi d microgrammo può causare cancro ai polmoni, d pochi mg è causa d sicura morte...

[Sedobren Gocce]

semiconduttori: termine con cui s indica un numeroso gruppo di sostanze semplici o composte, caratterizzate da una conduttività elettrica intermedia fra quella dei metalli e quella degli isolanti, che dipende fortemente dalla concentrazione delle impurezze chimiche presenti nel materiale e che aumenta con la temperatura nel campo termico di normale interesse e con l'intensità dell'illuminazione; presentano inoltre un effetto Hall che può esser concorde od opposto a quello che s verifica nei metalli;

i 2 elementi semiconduttori più noti e utilizzati sono il germanio e il silicio: appartengono al IV° gruppo e presentano struttura cristallina simile al diamante, cioè reticolo cubico in cui ogni atomo è circondato da 4 atomi equidistanti, disposti ai vertici d un tetraedro regolare;
la maggior parte dei composti semiconduttori è formata da elementi del III° e V° gruppo quali ad es. arseniuro di gallio (GaAs), fosfuro di gallio (GaP), fosfuro di indio (InP), antimoniuro di indio (InSb),... altri sono formati da elementi del II° e VI° gruppo come solfuro di zinco (ZnS)...

la conduttività elettrica è dovuta a fenomeni più complessi d quelli che hanno luogo nei conduttori, dove gli elettroni d maggiore energia non restano legati ai rispettivi atomi, ma s muovono liberamente, in gran numero, all'interno del reticolo cristallino dello stesso conduttore; l'applicazione d un campo elettrico esterno, determina un effetti d trascinamento su questi elettroni liberi, dando luogo al passaggio di corrente...

al contrario, in un semiconduttore, gli elettroni d maggiore energia sono gli elettroni più esterni, impiegati in legami covalenti, che vincolano ciascun atomo a quelli più vicini; se uno di questi elettroni acquista energia sufficiente per liberarsi dalle forze che lo legano alla struttura cristallina del semiconduttore, il corrispondente legame s spezza, e l'elettrone, divenuto libero, lascia al suo posto, nell'atomo che ha abbandonato, una lacuna (o buca) d carica uguale e segno opposto;
mentre gli elettroni che hanno rotto i loro vincoli con la struttura atomica del semiconduttore s comportano come gli elettroni liberi dei conduttori, le lacuna danno luogo a un diverso meccanismo d conduzione che contribuisce anch'esso al passaggio di corrente elettrica; una lacuna può infatti essere colmata non solo da un elettrone libero, ma anche da un elettrone esterno d un atomo vicino che spezzi il legame covalente in cui è impegnato, lasciando dietro di sé una nuova lacuna...
va precisato che questi elettroni, che hanno energia più bassa degli elettroni liberi, s spostano da un atomo all'altro per effetto tunnel: il meccanismo a salti ipotizzato e usato per semplificare il processo, comporta invece effetto di meccanica quantistica, più complesso...

in generale, in ogni semiconduttore d elevata purezza e struttura cristallina omogenea (intrinseco) il numero d coppie elettrone libero - lacuna, generato in seguito alla rottura d legami covalenti, è strettamente determinato dalla temperatura e aumenta con essa; al crescere della temperatura aumentano quindi i portatori d carica e d conseguenza la conduttività del materiale; a T ambiente un semiconduttore d questo tipo ha caratteristiche molto simili a quelle d un isolante e la sua conduttività è insufficiente per applicazione pratiche;
livelli più elevati d conduttività s possono ottenere tramite doping o drogaggio, e il semiconduttore viene detto estrinseco...

drogaggio: operazione che si compie sui -> seminconduttori (normalmente Ge e Si) per produrvi una prevalenza di cariche positive (semiconduttore di tipo p) o di elettroni (semiconduttore di tipo n), aggiungendo piccole quantità di elementi del III° gruppo (boro, gallio, indio) nel primo caso, elementi del V° gruppo (fosforo, antimonio, arsenico) nel secondo;

dall'entità del drogaggio dipende la resistività (indicata con la lettera greca rho) del semiconduttore: rho diminuisce all'aumentare della % di impurità;

il drogaggio dei semiconduttori è alla base del funzionamento di una giunzione p-n, e quindi di un diodo a semiconduttore e dei transistori;

giunzione p-n: quando una regione di tipo p ed una d tipo n vengono poste a contatto, gli elettroni liberi della regione n, che s trovano vicino alla zona d contatto delle due regioni, tendono a diffondere anche nella regione p; nello stesso tempo le lacune che s trovano vicino alla giunzione, dalla parte della regione p, tendono a diffondere anche nella regione n... a seguito di queste diffusioni al d là delle regioni d origine, la zona adiacente alla giunzione risulta perturbata elettricamente: la zona n ha carica positiva, viceversa la region p ha carica negativa...

[yoem]

ciao sedo sono marilena...ho letto qualche tuo post...e devo dire che mi sento a casa!!sono iscritta alla specialistica di scienze biologiche( tra l'altro sto preparando un esame che proprio non mi scende!!!)...suppongo tu stia lavorando..o sei ancora studente?credo mi vedrai spesso da queste parti...a presto!

[Tyler Durden]

sedo ma l'hai mai fatto tu? dico il drogaggio del SC?

mary vedi di fare poco l'azzeccosa che sono geloso!

[obo]

semiconduttori: ...

li uso li uso li uso, led diodi, transistor pnp - npn

non sapevo tutta questa roba di chimica, però li uso XD

[yoem]

beh il fascino del chimico fa sempre un certo effetto.......che scemo!!!

sedo mica sei ferrato sulle proteine?così se ho problemi so a chi chiedere...

[Sedobren Gocce]

che scemo? a chi?

sì son ferrato 1po' sulla biochimica... al max stai certa che c'è altra gente che se ne intende

saluti

[Tyler Durden]

che scemo? a chi?

sì son ferrato 1po' sulla biochimica... al max stai certa che c'è altra gente che se ne intende

saluti

a me a me sedo tranquillo è la mia ragazza

[Sedobren Gocce]

ciao sedo sono marilena...ho letto qualche tuo post...e devo dire che mi sento a casa!!sono iscritta alla specialistica di scienze biologiche( tra l'altro sto preparando un esame che proprio non mi scende!!!)...suppongo tu stia lavorando..o sei ancora studente?credo mi vedrai spesso da queste parti...a presto!

piacere... non avevo letto prima piacere...
son uno studente... quasi laureato in scienze chimiche...
se hai bisogno son qui... saluti

sedo ma l'hai mai fatto tu? dico il drogaggio del SC?

gelosone non l'ho mai fatto materialmente ma vorrei provare prima o poi, se ne avrò possibilità

li uso li uso li uso, led diodi, transistor pnp - npn

non sapevo tutta questa roba di chimica, però li uso XD

il solito drogato io negli strumenti d nuova generazione vedo sempre che s usano come rivelatori diodi a giunzione pn, a polarizzazione inversa... figata... spettroscopia ad alta velocità... interi spettri complessi in pochi secondi... da paura

[Sedobren Gocce]

ho ***** scusa... è che son 1po' rincitrullito...
scherzavo anche io comunque... m dicon spesso che son scemo

saluti

PS: t va bene la mia trattazione d SC?