iso:isotopo NA: abbondanza in natura TD:tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento
È unmetallo di transizione duro e duttile, lucido, di colore blu-grigio, molto resistente alla corrosione, soprattutto all'attacco degliacidi, ed è un buon conduttore di calore ed elettricità. È piuttosto raro in natura e si trova neimineralitantalite-(Mg),tantalite-(Fe) etantalite-(Mn). Il tantalio ha moltissime applicazioni: si usa in strumenti chirurgici, negli impianti di protesi intracorporee, perché non reagisce con i fluidi del corpo, ma anche nella realizzazione dicondensatori di ridotte dimensioni per il mondo dell'elettronica di consumo e latelefonia mobile. Viene inoltre utilizzato nell'alta orologeria per la produzione di casse per orologi da polso.[2][3]
Il tantalio è molto resistente alla corrosione: per temperature al di sotto dei150 °C lo si può considerare del tutto immune agli attacchi chimici, perfino a sostanze estremamente aggressive come l'acqua regia, e può essere intaccato soltanto dall'acido fluoridrico, da soluzioni acide contenenti lo ionefluoruro e datriossido di zolfo libero. Il tantalio ha un punto di fusione molto alto, superato soltanto daltungsteno e dalrenio (punto di fusione 3 290 K, punto di ebollizione 5 731 K). Il tantalio forma ossidi con stato di ossidazione +5 (Ta2O5, più stabile) e +4 (TaO2).
L'uso principale per il tantalio, in forma di polvere metallica, è nella produzione di componenti elettronici, soprattuttocondensatori al tantalio, di dimensioni molto ridotte in rapporto alla loro capacità. Questi vengono impiegati in quasi tutti i dispositivi elettronici portatili, cometelefoni cellulari,computer portatili,lettori DVD,fotocamere evideocamere digitali ed elettronica per l'automobile.
Il tantalio è anche utilizzato in una grande varietà dileghe con alto punto di fusione, forte resistenza e buona duttilità. In lega con altri metalli è utilizzato anche per la fabbricazione di utensili al carburo per la lavorazione dei metalli e nella produzione disuperleghe permotori a reazione, strumentazione per laboratori chimici ereattori nucleari e parti dimissili.
Altri usi:
La sua duttilità rende possibile farne fili finissimi, usati come riscaldatori elettrici per fare evaporare altri metalli, come l'alluminio.
Per la sua inerzia chimica, il tantalio si usa anche per i ferri chirurgici e per leclips da sutura chirurgica.
Il tantalio (dalgreco anticoTantalos) fu scoperto inSvezia nel1802 daAnders Ekeberg e isolato nel1824 circa daJöns Berzelius.[4] Molti chimici del tempo pensavano che ilniobio e il tantalio fossero lo stesso elemento: questa opinione venne confutata nel 1844 e nel 1866, quando i ricercatori dimostrarono che l'acido niobico e l'acido tantalico erano due composti diversi.
I primi ricercatori furono capaci soltanto di isolare il metallo impuro: il primo tantalio metallico relativamente puro e duttile fu prodotto daWerner von Bolton nel1903. I filamenti di tantalio furono usati nellelampadine elettriche finché non vennero sostituiti da quelli intungsteno.[5]
Il nome fu scelto da Ekeberg e deriva dal personaggio mitico diTantalo (greco ΤάνταλοςTántalos), padre diNiobe nellamitologia greca, che fu condannato dopo la sua morte a restare immerso nell'acqua fino alle ginocchia, mentre sopra di lui crescevano dei frutti perfetti che lo avrebbero tentato per l'eternità: se si chinava per bere, l'acqua spariva, e se alzava le braccia per cogliere i frutti, i rami che li reggevano si alzavano oltre la sua portata. In un certo senso questo somiglia al comportamento chimico del tantalio, che non si scioglie negli acidi.[5]
Il coltan, abbreviazione dellacolumbite-tantalite o columbo-tantalite, miscela di due ossidi ad alto tenore di tantalio, è presente in gran quantità nella zona orientale delCongo. La gestione dell'estrazione e del traffico di questo ed altri minerali (oro,cassiterite ecc.) da parte di organizzazioni paramilitari e guerriglieri africani, con relativo sfruttamento della manodopera locale, contribuisce all'instabilità decennale della zona e allaguerra civile. Le stesseNazioni Unite sono impegnate in loco, prima nella missione MONUC e poi dal 2010 nella missione MONUSCO.[6] Nelle fonti giornalistiche tale conflitto viene spesso definito "guerra del Coltan", a partire da rapporti ONU che nel 2001 portarono alla luce la questione.[7]
Negli anni diverse aziende multinazionali sono state accusate di contribuire a tale traffico,[8] fino ad arrivare a forme di certificazione della provenienza.[9] Malgrado i milioni di morti causati dai conflitti, le ampie violazioni dei diritti umani riscontrate e il coinvolgimento del settore delle nuove tecnologie, la questione trova peraltro scarso spazio sui media.[10]
La separazione del tantalio dal niobio richiede un processo lungo, composto di molte fasi complicate. La produzione commerciale di questo elemento può sfruttare uno di molti metodi diversi, fra cui l'elettrolisi di fluorotantalato dipotassio fuso o la sua riduzione consodio, o la reazione fra carburo di tantalio eossido di tantalio. Il tantalio si estrae anche come sottoprodotto dell'estrazione dellostagno.
Il tantalio reperibile in natura consiste di dueisotopi: il Ta-181 (99,988%),[12][13] che è stabile, e il raro[14] Ta-180m (0,012%).[15] Quest'ultimo rappresenta lostato eccitato del nuclide Ta-180, ossia un suoisomero nucleare (termine tecnico dellafisica nucleare). L'isotopo Ta-180m, che ha spin 9-, è il primo stato eccitato di Ta-180, che ha spin1+. Questo stato eccitato Ta-180m si diseccita decadendo a Ta-180 per via elettromagnetica emettendo radiazione gamma di 77,2 keV. L'emivita per questo processo è estremamente elevata e per questo è difficile da misurare: è stimata in oltre 7·1015 anni.[15] Un importante fattore responsabile di un'emivita così lunga è il notevole divario di momento angolare nucleare tra lo stato eccitato e quello fondamentale,[16] e un altro è il piccolo divario energetico, cioè il piccolo guadagno di stabilità in seguito ad decadimento. Il Ta-180 così formatosi, a differenza di Ta-181, ha protoni e neutroni entrambi dispari e, anche per questo, è instabile: decade per l'85% percattura elettronica a dare Hf-180 (stabile), e per il 15% perdecadimento beta a dare W-180 (soggetto adecadimento alfa, ma osservativamente stabile), con un'emivita di 8,154 ore.[15] Il risultato è che il Ta-180 è l'unico isotopo ad essere presente in natura praticamente solo in uno stato eccitato.
