Elemento chimico · scheda di riferimento

27Co

Cobalto

Il cobalto è l’elemento 27 (Co), nel periodo 4, gruppo 9 e blocco d. A temperatura ambiente il suo stato di riferimento è solido. La configurazione elettronica è [Ar] 3d7 4s2.

Numero atomico27

Peso atomico standard58.933194(3)

Gruppo9

Periodo4

Bloccod

Configurazione elettronica[Ar] 3d7 4s2

Struttura elettronica

Che cosa controlla la sua chimica

Gli orbitali d partecipano alla chimica del cobalto. Gli elettroni di energie vicine possono essere coinvolti nei legami, favorendo stati di ossidazione variabili e complessi di coordinazione.

La configurazione [Ar] 3d7 4s2 cambia quando l’atomo viene ionizzato. Questo può modificare colore, magnetismo, geometria di coordinazione e reattività dei composti.

Forme chimiche

Composti, ioni e materiali

Il cobalto forma leghe, ossidi, alogenuri e complessi di coordinazione. La varietà degli stati di ossidazione dipende dalla posizione nel blocco d e dall’ambiente chimico.

Comportamento fisico

Stato e cambiamenti di fase

A temperatura ambiente lo stato di riferimento del cobalto è solido. Tra i dati riportati: densità 8.9 g/cm³, punto di fusione 1 768 K (1 495 °C), punto di ebollizione 3 200 K (2 927 °C). I valori misurati possono dipendere da purezza, pressione, struttura cristallina o forma allotropica.

Presenza e applicazioni

Dove si trova e come viene usato il cobalto

Il cobalto si trova in minerali, composti naturali o materiali tecnici a seconda della sua reattività. Le applicazioni riportate in questa scheda comprendono Batterie, Superleghe e Pigmenti; in ciascun caso conta la forma chimica o la struttura del materiale.

Nella pratica

Esempi di usi concreti

Batterie

Il cobalto entra in alcuni sistemi di batterie come materiale di elettrodo, componente dell’elettrolita o elemento della chimica redox.

Superleghe

Il cobalto viene aggiunto a superleghe destinate a mantenere resistenza meccanica e stabilità alle alte temperature.

Pigmenti

Composti di cobalto sono usati in alcuni pigmenti quando colore, stabilità e resistenza chimica sono adatti all’applicazione.

Posizione periodica

Che cosa mostrano gli elementi vicini

Il cobalto si trova nel periodo 4, gruppo 9 e blocco d. Nel riquadro compaiono nello stesso periodo il ferro a sinistra e il nichel a destra; nello stesso gruppo il rodio sotto. Il confronto aiuta a seguire variazioni di raggio atomico, energia di ionizzazione e comportamento chimico lungo periodi e gruppi.

Dati di riferimento

Proprietà fisiche e atomiche

Classificazionemetallo di transizione

Stato a temperatura ambienteSolido

Gusci elettronici2 · 8 · 15 · 2

Densità8.9 g/cm³

Punto di fusione1 768 K (1 495 °C)

Punto di ebollizione3 200 K (2 927 °C)

Elettronegatività di Pauling1.88

Prima energia di ionizzazione760.4 kJ/mol

Affinità elettronica63.9 kJ/mol

I valori descrivono l’elemento o l’atomo neutro quando applicabile. Le proprietà fisiche possono dipendere dall’allotropo, dalla pressione e dalle condizioni di misura.

Storia

Scoperta e identificazione

La scoperta del cobalto è associata a Georg Brandt. Riconoscimento dell’elemento, isolamento di una sostanza pura e assegnazione del moderno numero atomico non coincisero necessariamente nello stesso momento storico.

Isotopi e peso atomico

Come la composizione isotopica modifica i numeri

Il peso atomico standard è 58.933194(3). È una media ponderata della composizione isotopica naturale e non la massa di un singolo atomo.

Gli isotopi del cobalto hanno lo stesso numero di protoni e quindi appartengono allo stesso elemento, ma differiscono per il numero di neutroni e per la massa. Gli isotopi radioattivi si distinguono inoltre per vita media e modalità di decadimento.

Sicurezza

Manipolazione ed esposizione

I rischi associati al cobalto dipendono dalla forma chimica, dalla dose e dalla via di esposizione. L’elemento, i suoi ioni e i suoi composti possono avere effetti biologici e ambientali molto diversi; occorre consultare i dati di sicurezza della sostanza effettivamente manipolata.