66 Dy Disprosio 162.5
Lantanoide f-block Period 6

Disprosio

Dy · Element 66

"Hard to get at", and now indispensable for magnets that must survive engine-bay heat.

STATO A 20°C solido
MASSA ATOMICA 162.5 u
ELECTRON CONFIGURATION [Xe] 4f¹⁰ 6s²

Struttura

L'atomo di disprosio

Non è un diagramma di punti su anelli, ma un campionamento Monte Carlo della densità di probabilità effettiva |ψ|² per ogni sottolivello occupato. Trascinate per ruotare. Il blu e il viola indicano segni opposti della funzione d'onda, rendendo possibile il legame.

Nuvola orbitale

Valori misurati

Scheda delle proprietà

Ogni barra mostra dove si colloca disprosio tra tutti i 118 elementi per quella proprietà.

Fisico

Densità 8.54 g/cm³ 52%
Punto di Fusione 1680 K 69%
Punto di Ebollizione 2840 K 56%
Calore specifico 0.17 J/g·K
Conduttività Termica 10.7 W/m·K 29%

Atomico

Raggio Atomico 176 pm 60%
Raggio covalente 192 pm
Raggio di van der Waals 229 pm

Elettronico

Elettronegatività 1.22 22%
energia di ionizzazione 573.1 kJ/mol 20%
Affinità Elettronica 1.4 kJ/mol 0%

Presenza

Abbondanza nella crosta 5.2 mg/kg 65%

Identità

SimboloDy
Numero atomico66
Massa atomica162.5 u
CategoriaLantanoide
Bloccof
Struttura cristallinastruttura esagonale compatta
Stati di ossidazione+3, +4
Scoperto1886
Scoperto daLecoq de Boisbaudran

Fonti: masse atomiche standard IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. I valori contrassegnati da ~ sono predetti anziché misurati.

Dimensioni, in scala

How big is a disprosio atom?

Radius 176 pm — that is 0.176 nm, so about 2841 million of them side by side would span a millimetre.

Intervallo termico

Solid, liquid, gas — and when

Disprosio is liquid over a 1160 K window, from 1680 K to 2840 K.

Dove si trova

Posizione nella tavola

Disprosio sits in the lanthanide series, printed below the main grid.

OTHER LANTANOIDI

All lantanoidi

La storia

Che cos'è disprosio e come lo abbiamo scoperto

"Hard to get at", and now indispensable for magnets that must survive engine-bay heat.

The discovery of disprosio

🔬 Risultato scientifico francese

Scoperto da: Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran a Parigi, Francia (1886)

Nome derivato da: Greco "dysprositos", che significa "difficile da raggiungere"

🧪 La difficile separazione

La scoperta del disprosio rappresenta uno dei risultati tecnicamente più impegnativi nella chimica delle terre rare. Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, lavorando nel suo laboratorio privato a Parigi, iniziò a studiare campioni di ossido di olmio nel 1885, sospettando che contenessero altri elementi.

Utilizzando le sue raffinate tecniche di cristallizzazione frazionata, Boisbaudran eseguì oltre 32 separazioni sequenziali di soluzioni di nitrato di olmio. Ogni separazione richiedeva un controllo preciso della temperatura, del pH e della concentrazione per ottenere anche una purificazione marginale. Il processo richiese quasi due anni di lavoro meticoloso.

🔬 Svolta spettroscopica

La svolta decisiva arrivò quando Boisbaudran osservò linee di assorbimento precedentemente sconosciute nelle regioni gialla e verde dello spettro. Queste linee spettrali comparivano costantemente nelle frazioni più difficili da separare, confermando la presenza di un nuovo elemento.

Boisbaudran scelse il nome "disprosio" (difficile da raggiungere) per riconoscere la straordinaria difficoltà incontrata durante la separazione. Il nome si rivelò profetico: ancora oggi, il disprosio rimane uno degli elementi delle terre rare più difficili da purificare.

⚗️ Conferma e purificazione

La conferma iniziale del disprosio arrivò da Eugène-Anatole Demarçay, che eseguì un'analisi spettroscopica indipendente nel 1886. Tuttavia, la preparazione di composti di disprosio puri richiese ulteriori decenni di perfezionamento.

Il primo ossido di disprosio ragionevolmente puro non fu ottenuto fino al 1906, mentre il disprosio metallico non fu isolato fino al 1950, utilizzando tecniche di scambio ionico sviluppate presso la Iowa State University.

🏆 Riconoscimento scientifico

L'approccio sistematico di Boisbaudran alla separazione delle terre rare pose le basi per la moderna chimica dei lantanoidi. La sua documentazione dettagliata delle procedure di separazione consentì ad altri scienziati di riprodurre il suo lavoro e di far progredire ulteriormente la ricerca sulle terre rare.

🔬 Prospettiva moderna

Oggi comprendiamo che la "difficoltà di raggiungere" del disprosio deriva dal fenomeno della contrazione dei lantanoidi, che rende quasi identici i raggi ionici delle terre rare adiacenti. Questa scoperta, che nel 1886 sembrava meramente accademica, oggi sostiene tecnologie dal valore di centinaia di miliardi di dollari all'anno.

Applicazioni

A cosa serve disprosio

Il supereroe dei magneti

Il disprosio si è guadagnato il titolo di "supereroe dei magneti" perché possiede uno dei momenti magnetici più elevati tra tutti gli elementi. Questo elemento delle terre rare, di importanza critica, è diventato assolutamente essenziale per la transizione globale verso le energie rinnovabili e il trasporto elettrico, rendendolo uno dei materiali strategicamente più importanti del XXI secolo.

🌪️ Rivoluzione dell'energia eolica

Il disprosio è l'ingrediente segreto che fa funzionare efficacemente le turbine eoliche. Quando viene aggiunto ai magneti permanenti al neodimio-ferro-boro, il disprosio aumenta notevolmente la stabilità termica e la coercitività. I generatori delle turbine eoliche contenenti magneti potenziati con disprosio possono funzionare a temperature fino a 180°C mantenendo tutta la loro forza magnetica, consentendo una produzione di energia più efficiente anche in condizioni meteorologiche estreme.

🚗 Propulsori dei veicoli elettrici

Ogni Tesla, Prius e veicolo elettrico in circolazione dipende da magneti permanenti potenziati con disprosio nei propri motori. Questi magneti ad altissime prestazioni forniscono una densità di coppia superiore funzionando alle alte temperature generate nei sistemi di trazione elettrica. Il disprosio consente di realizzare motori elettrici del 30% più piccoli e del 25% più efficienti rispetto alle alternative convenzionali.

🏥 Tecnologie mediche avanzate

I robot chirurgici utilizzano attuatori potenziati con disprosio per movimenti incredibilmente precisi durante gli interventi delicati. Le apparecchiature per la risonanza magnetica utilizzano composti di disprosio come agenti di contrasto, mentre i sistemi laser avanzati impiegano il disprosio in componenti ottici specializzati per trattamenti e diagnosi mediche.

🎬 Sistemi di illuminazione professionale

Le lampade ad alogenuri metallici di disprosio producono una luce estremamente intensa e cromaticamente accurata, essenziale per la produzione cinematografica, l'illuminazione degli stadi e l'illuminazione architettonica. Queste lampade specializzate generano 5 volte più luce per watt rispetto alle lampadine convenzionali, mantenendo al contempo una perfetta stabilità della temperatura di colore.

⚛️ Applicazioni nucleari

L'ossido di disprosio agisce da assorbitore di neutroni nei sistemi di controllo dei reattori nucleari, contribuendo a regolare le reazioni nucleari e a mantenere condizioni operative sicure. La sua eccezionale sezione d'urto di cattura dei neutroni lo rende insostituibile nei sistemi di sicurezza nucleare.

📡 Elettronica avanzata

Le applicazioni magnetostrittive utilizzano leghe di disprosio nei sistemi sonar, negli attuatori di precisione e nei sistemi di smorzamento delle vibrazioni. Le proprietà magnetiche uniche dell'elemento consentono sistemi di rilevamento ultrasensibili e applicazioni di controllo meccanico di precisione.

🌟 Alimentare il mondo moderno

  • 🔋 Auto ibride ed elettriche: Magneti dei motori nelle Toyota Prius, nei veicoli Tesla e in tutti i principali marchi di veicoli elettrici
  • 💨 Turbine eoliche: Generatorі a magneti permanenti nei parchi eolici offshore e onshore
  • 📱 Elettronica di consumo: Magneti degli altoparlanti, motori dei dischi rigidi e sistemi di vibrazione degli smartphone
  • 🏠 Elettrodomestici: Motori ad alta efficienza nei condizionatori, nei frigoriferi e nelle lavatrici
  • 🎧 Apparecchiature audio: Cuffie premium e sistemi audio professionali
  • 🏭 Motori industriali: Servomotori, generatori e sistemi di controllo di precisione

💎 Stato di materiale critico

Il disprosio è classificato come "materiale critico" dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti a causa del rischio di approvvigionamento e della sua importanza per le tecnologie energetiche pulite. Con il 95% della produzione concentrato in Cina, la sicurezza dell'approvvigionamento di disprosio è considerata una questione di sicurezza nazionale per molti Paesi.

📈 Dinamiche di mercato

La domanda globale di disprosio dovrebbe aumentare di 7 volte entro il 2030, principalmente a causa della diffusione dei veicoli elettrici e dell'espansione delle energie rinnovabili. Prezzo di mercato attuale: $300-500/kg, rendendolo uno dei materiali industriali più preziosi.

🔬 Applicazioni emergenti

Le applicazioni di prossima generazione includono sensori quantistici, sistemi di refrigerazione magnetica e tecnologie avanzate di archiviazione dei dati. La ricerca sui magneti a singola molecola a base di disprosio potrebbe rivoluzionare l'informatica quantistica e i dispositivi di memoria a densità ultraelevata.

Da dove proviene

Presenza in natura

5.2 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 65% of elements

🌍 Risorsa globale strategica

Il disprosio è il 43º elemento più abbondante nella crosta terrestre, con una concentrazione media di 5,2 parti per milione. Tuttavia, i giacimenti economicamente sfruttabili sono estremamente rari, rendendo il disprosio uno dei materiali critici più soggetti a vincoli di approvvigionamento nell'economia moderna.

🏔️ Principali minerali ospiti

  • Argille ad adsorbimento ionico: Concentrazioni di disprosio più elevate (fino allo 0,1% DyO₃)
  • Xenotimo: Minerale fosfatico delle terre rare pesanti presente nei giacimenti alluvionali
  • Bastnäsite: Giacimenti associati a carbonatiti con contenuto di Dy inferiore
  • Monazite: Fosfato contenente torio presente nei giacimenti di sabbia delle spiagge

🌏 Centri di produzione globali

Cina (95% dell'approvvigionamento globale): I giacimenti di argille ad adsorbimento ionico della Cina meridionale, nelle province di Jiangxi, Guangdong e Fujian, contengono le concentrazioni di disprosio più ricche al mondo. Questi giacimenti si sono formati a causa dell'alterazione degli intrusivi granitici nel corso di milioni di anni, concentrando le terre rare pesanti nei minerali argillosi.

Myanmar: Le attività estrattive illegali sono emerse come una fonte significativa, sebbene comportino gravi costi ambientali e sociali.

Fonti alternative: I giacimenti di Mount Weld in Australia, Kvanefjeld in Groenlandia e Strange Lake in Canada contengono riserve sostanziali di disprosio, ma restano non sviluppati a causa di difficoltà tecniche ed economiche.

⚒️ Sfide dell'estrazione

L'estrazione del disprosio richiede sofisticati processi di separazione a causa degli effetti della contrazione dei lantanoidi. Le argille ad adsorbimento ionico utilizzano la lisciviazione con solfato di ammonio, seguita da un'estrazione con solvente in più fasi. La separazione completa può richiedere oltre 200 fasi di estrazione, rendendo la produzione di disprosio estremamente intensiva dal punto di vista energetico e chimico.

🌱 Impatto ambientale

L'estrazione del disprosio, in particolare dalle argille ad adsorbimento ionico, comporta una significativa alterazione ambientale. Ogni chilogrammo di produzione di ossido di disprosio genera circa 2.000 tonnellate di rifiuti minerari e richiede un trattamento chimico estensivo.

♻️ Imperativo del riciclo

Considerati i vincoli di approvvigionamento, il riciclo del disprosio dai magneti permanenti sta diventando sempre più importante. Le tecnologie avanzate di riciclo possono recuperare oltre il 95% del disprosio dai magneti a fine vita, sebbene gli attuali tassi di riciclo rimangano inferiori all'1% a livello globale.

Manipolazione

Sicurezza

⚠️ Protocolli di sicurezza industriale

🟡 Classificazione di pericolo moderato

Il disprosio e i suoi composti presentano pericoli industriali moderati che richiedono protocolli di sicurezza standard. Sebbene non siano acutamente tossici, una manipolazione corretta previene l'esposizione e garantisce la sicurezza sul luogo di lavoro nelle attività manifatturiere ad alto valore.

🥽 Dispositivi di protezione essenziali

  • Protezione delle vie respiratorie: Respiratore approvato dal NIOSH per le operazioni di manipolazione delle polveri
  • Protezione degli occhi: Occhiali di sicurezza con protezioni laterali per tutte le operazioni
  • Protezione delle mani: Guanti resistenti alle sostanze chimiche (nitrile o neoprene)
  • Protezione del corpo: Grembiule e abbigliamento resistenti alle sostanze chimiche

⚗️ Pericoli chimici

Pericolo d'incendio: La polvere metallica di disprosio è piroforica e può incendiarsi spontaneamente in presenza di aria umida. Conservare sotto gas inerte secco e tenere lontano da fonti di ignizione e agenti ossidanti.

Controllo delle polveri: La polvere di ossido di disprosio può causare irritazione delle vie respiratorie e degli occhi. Mantenere i limiti di esposizione sul luogo di lavoro al di sotto di 5 mg/m³ come media ponderata nel tempo su 8 ore.

🏥 Risposta alle emergenze

  • Contatto con gli occhi: Sciacquare con acqua pulita per 15 minuti e sottoporsi a una valutazione medica
  • Contatto con la pelle: Togliere gli indumenti contaminati e lavare con acqua e sapone
  • Inalazione: Portare all'aria aperta e monitorare la comparsa di sintomi respiratori
  • Ingestione: Sciacquare la bocca, somministrare acqua se la persona è cosciente e richiedere assistenza medica

🗄️ Conservazione e manipolazione

Conservare i composti di disprosio in contenitori ben chiusi, in ambienti freschi, asciutti e ben ventilati. Le polveri metalliche richiedono una conservazione in atmosfera inerte per prevenire l'ossidazione. Separare dai materiali incompatibili, inclusi acidi forti e ossidanti.

♻️ Gestione dei rifiuti

Considerato l'elevato valore economico del disprosio ($300-500/kg), tutti i materiali di scarto devono essere raccolti per il riciclo. Seguire le procedure specifiche del sito per la gestione e lo smaltimento dei rifiuti delle terre rare. Non smaltire mai i materiali contenenti disprosio nei normali flussi di rifiuti.

🔥 Emergenza incendio

Per gli incendi di disprosio metallico, utilizzare agenti estinguenti di Classe D (sabbia asciutta, polvere di grafite o estintori specializzati per incendi di metalli). Non usare mai acqua o estintori convenzionali sugli incendi di metalli delle terre rare.

Risposte rapide

Disprosio: domande frequenti

What is Disprosio?

Disprosio (symbol Dy) is element 66 on the periodic table, a lantanoide in period 6. "Hard to get at", and now indispensable for magnets that must survive engine-bay heat. At room temperature it is a solid.

What is the electron configuration of Disprosio?

Disprosio's ground-state electron configuration is [Xe] 4f¹⁰ 6s², giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 28, 8, 2 electrons respectively.

What are the melting and boiling points of Disprosio?

Disprosio melts at 1680 K (1406.9 °C) and boils at 2840 K (2566.9 °C).

What is the atomic mass of Disprosio?

The standard atomic weight of Disprosio is 162.5 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is Disprosio?

Disprosio has a density of 8.54 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of disprosio is about 8.5× heavier.

What is the electronegativity of Disprosio?

Disprosio has a Pauling electronegativity of 1.22. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.

Who discovered Disprosio, and when?

Disprosio was discovered in 1886 by Lecoq de Boisbaudran. It is named after greek dysprositos, "hard to get at".

How common is Disprosio on Earth?

Disprosio makes up about 5.2 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.