جدول تناوبی periodic table

[mohamad.s]

جدول تناوبی periodic table


جدول تناوبی
periodic table
شیمی - مقالات

http://www.daneshema.com/upload/mayor/upload/image/technology_engineering/chemistry/article/Mendeleev_tabel.jpg
جدول تناوبی عنصرهای شیمیایی‏، نمایشی از عنصرهای شیمیایی شناخته شده‌است که بر اساس ساختار الکترونی مرتب گردیده‌است به‌گونه‌ای که بسیاری از ویژگی‌های شیمیایی عنصرها به صورت منظم در طول جدول تغییر می‌کنند.
جدول اولیه بدون اطلاع از ساختار داخلی اتم‌ها ساخته شد: اگر عناصر را بر حسب جرم اتمی آنها مرتب نماییم، و آنگاه نمودار خواص معین دیگر آنها را بر حسب جرم اتمی رسم نماییم، می‌توان نوسان یا تناوب این خواص را بصورت تابعی از جرم اتمی مشاهده نمود. نخستین کسی که توانست این نظم را مشاهده نماید، یک شیمیدان آلمانی به نام یوهان ولفگانگ دوبِرَینر (Johann Wolfgang Döbereiner) بود. او متوجه تعدادی تثلیث از عناصر مشابه شد:

نمونه تثلیث‌ها
عنصر جرم اتمی چگالی
Cl ۳۵.۵ ۱.۵۶ g/L
Br ۷۹.۹ ۳.۱۲ g/L
I ۱۲۶.۹ ۴.۹۵ g/L

Ca ۴۰.۱ ۱.۵۵ g/cm۳
Sr ۸۷.۶ ۲.۶ g/cm۳
Ba ۱۳۷ ۳.۵ g/cm۳

و به دنبال او، شیمیدان انگلیسی جان نیولندز (John Alexander Reina Newlands) متوجه گردید که عناصر از نوع مشابه در فاصله‌های هشت تایی یافت می‌شوند، که آنها را با نت‌های هشتگانه موسیقی شبیه نمود، هرچند که قانون نت‌های او مورد تمسخر معاصرین او قرار گرفت. سرانجام شیمیدان آلمانی لوتار مَیر (Lothar Meyer) و شیمیدان روسی دمیتری مندلیف (Dmitry Ivanovich Mendeleev) تقریباً بطور هم‌زمان اولین جدول تناوبی را، با مرتب نمودن عناصر بر حسب جرمشان، توسعه دادند(ولی مندلیف تعداد کمی از عناصر را خارج از ترتیب صریح جرمی، برای تطابق بهتر با خواص همسایگانشان رسم نمود – این کار بعدها با کشف ساختار الکترونی عناصر در اواخر سده نوزدهم و آغاز سده بیستم توجیه گردید).
فهرست عناصر بر پایه نام، علامت اختصاری و عدد اتمی موجود است. شکل زیر جدول تناوبی عناصر شناخته شده را نمایش می‌دهد. هر عنصر با عدد اتمی و علامتهای شیمیایی. عناصر در یک ستون («گروه») از لحاظ شیمیایی مشابه می‌باشند.

گروه ۱ ۲ ۳ ۴ ۵ ۶ ۷ ۸ ۹ ۱۰ ۱۱ ۱۲ ۱۳ ۱۴ ۱۵ ۱۶ ۱۷ ۱۸
دوره
۱ ۱
H ۲
He
۲ ۳
Li ۴
Be ۵
B ۶
C ۷
N ۸
O ۹
F ۱۰
Ne
۳ ۱۱
Na ۱۲
Mg ۱۳
Al ۱۴
Si ۱۵
P ۱۶
S ۱۷
Cl ۱۸
Ar
۴ ۱۹
K ۲۰
Ca ۲۱
Sc ۲۲
Ti ۲۳
V ۲۴
Cr ۲۵
Mn ۲۶
Fe ۲۷
Co ۲۸
Ni ۲۹
Cu ۳۰
Zn ۳۱
Ga ۳۲
Ge ۳۳
As ۳۴
Se ۳۵
Br ۳۶
Kr
۵ ۳۷
Rb ۳۸
Sr ۳۹
Y ۴۰
Zr ۴۱
Nb ۴۲
Mo ۴۳
Tc ۴۴
Ru ۴۵
Rh ۴۶
Pd ۴۷
Ag ۴۸
Cd ۴۹
In ۵۰
Sn ۵۱
Sb ۵۲
Te ۵۳
I ۵۴
Xe
۶ ۵۵
Cs ۵۶
Ba * ۷۱
Lu ۷۲
Hf ۷۳
Ta ۷۴
W ۷۵
Re ۷۶
Os ۷۷
Ir ۷۸
Pt ۷۹
Au ۸۰
Hg ۸۱
Tl ۸۲
Pb ۸۳
Bi ۸۴
Po ۸۵
At ۸۶
Rn
۷ ۸۷
Fr ۸۸
Ra ** ۱۰۳
Lr ۱۰۴
Rf ۱۰۵
Db ۱۰۶
Sg ۱۰۷
Bh ۱۰۸
Hs ۱۰۹
Mt ۱۱۰
Ds ۱۱۱
Uuu ۱۱۲
Uub ۱۱۳
Uut ۱۱۴
Uuq ۱۱۵
Uup ۱۱۶
Uuh ۱۱۷
Uus ۱۱۸
Uuo

* لانتانیدها ۵۷
La ۵۸
Ce ۵۹
Pr ۶۰
Nd ۶۱
Pm ۶۲
Sm ۶۳
Eu ۶۴
Gd ۶۵
Tb ۶۶
Dy ۶۷
Ho ۶۸
Er ۶۹
Tm ۷۰
Yb
** آکتینیدها ۸۹
Ac ۹۰
Th ۹۱
Pa ۹۲
U ۹۳
Np ۹۴
Pu ۹۵
Am ۹۶
Cm ۹۷
Bk ۹۸
Cf ۹۹
Es ۱۰۰
Fm ۱۰۱
Md ۱۰۲
No


http://www.daneshema.com/upload/mayor/upload/image/technology_engineering/chemistry/article/Mendeleev_tabel_1.JPG


کد رنگ برای اعداد اتمی:
* عناصر شماره گذاری شده با رنگ آبی ، در دمای اتاق مایع هستند؛
* عناصر شماره گذاری شده با رنگ سبز ، در دمای اتاق بصورت گاز می‌باشند؛
* عناصر شماره گذاری شده با رنگ سیاه، در دمای اتاق جامد هستند.
* عناصر شماره گذاری شده با رنگ قرمز ترکیبی بوده و بطور طبیعی یافت نمی‌شوند(همه در دمای اتاق جامد هستند.)
* عناصر شماره گذاری شده با رنگ خاکستری ، هنوز کشف نشده‌اند (و بصورت کم رنگ نشان داده شده‌اند تا گروه شیمیایی را که در آن قرار می‌گیرند، مشخص نماید.(

و می‌توانید دراین کلید واژه جدول تناوبی برای تشدید مغناطیسی را بیابید.
تعداد لایه الکترون در یک اتم تعیین کننده ردیفی است که در آن قرار می‌گیرد. هر لایه به زیرلایه‌های متفاوتی تقسیم می‌شود، که هر اندازه عدد اتمی افزایش می‌یابد، این لایه‌ها به ترتیب زیر:


۱s
۲s ۲p
۳s ۳p
۴s ۳d ۴p
۵s ۴d ۵p
۶s ۴f ۵d ۶p
۷s ۵f ۶d ۷p
۸s ۵g ۶f ۷d ۸p
…

براساس ساختار جدول پر می‌شوند. از آنجاییکه الکترونهای خارجی‌ترین لایه، خواص شیمیایی را تعیین می‌نمایند، این لایه‌ها در میان گروهای یکسان مشابه‌اند.عناصر همجوار با یکدیگر در یک گروه، علیرغم اختلاف مهم در جرم، دارای خواص فیزیکی مشابه هستند. عناصر همجوار با یکدیگر در یک ردیف دارای جرم‌های مشابه ولی خواص متفاوت هستند.
برای مثال، عناصر بسیار نزدیک به نیتروژن (N) در ردیف دوم کربن(C) و اکسیژن(O) هستند. علیرغم تشابه آنها در جرم (که بصورت ناچیزی در واحد جرم اتمی تفاوت دارند)، دارای خواص بینهایت متفاوتی هستند، همانطور که با بررسی فرمهای دیگر می‌توان ملاحظه نمود: اکسیژن دو اتمی یک کاز است که سوختن را تشدید می‌نماید، نیتروژن دو اتمی یک گاز است که سوختن را تشدید نمی‌کند، و کربن یک جامد است که می‌تواند سوزانده شود(بله، می‌توان الماس را سوزاند!).

در مقایسه، عناصر بسیار نزدیک به کلر (Cl) در گروه یکی مانده به آخر در جدول (هالوژن‌ها) فلویور(F) و برم(Br) هستند. علیرغم تفاوت فاحش جرم آنها در گروه، فرمهای دیگر آنها دارای خواص بسیار مشابه هستند: آنها بسیار خورنده (بدین معنی که تمایل خوبی برای ترکیب با فلزات، برای تشکیل نمک هالاید فلز)؛ کلر و فلویور گاز هستند، درحالیکه برم یک مایع با تبخیر بسیار کم است؛ کلر و برم بسیار رنگی هستند.
دید کلی
عناصر شیمیایی ، بر اساس خصوصیات شیمیایی و فیزیکی ، در گروههای مختلفی در جدول تناوبی طبقه‌بندی شده‌اند. در بین عناصر هر گروه نیز علاوه بر برخی تشابهات ، تفاوتهای عمده‌ای نیز وجود دارد.عناصر را با مشخصات گوناگونی طبقه‌بندی می‌کنند. یکی از آن مشخصات ، آرایش الکترونی می‌باشد. عناصر را می‌توان بر اساس آرایش الکترونی آنها به چهار گروه تقسیم کرد.
گازهای نجیب
در جدول تناوبی ، گازهای نجیب در انتهای هر دوره جای دارند. این عناصر گازهای بی‌رنگ ، از نظر شیمیایی غیر فعال و دیا مغناطیسی هستند. به استثنای هلیم ، تمام گازهای نجیب دارای آرایش الکترونی خارجی ns۲ np۶ هستند که آرایش‌های بسیار پایدارند.

عناصر نماینده
این عناصر ، گروه های A از جدول تناوبی را تشکیل می‌دهند و شامل فلزات و غیر فلزات هستند. خواص شیمیایی و فیزیکی این عناصر بسیار متنوع است. بعضی از آنها دیامغناطیس و بعضی دیگر پارامغناطیس هستند. ولی ترکیبات این عناصر معمولا دیامغناطیس و بی‌رنگ هستند. لایه های الکترونی تمام این عناصر یا کامل هستند و یا پایدارند به استثنای لایه‌های خارجی که الکترونهای آنها را می‌توان بعنوان الکترونهای اضافه شده در نظر گرفت.
این لایه خارجی را لایه والانس و الکترونهای آن را الکترونهای والانس می‌نامند. تعداد الکترونهای والانس هر اتم برابر شماره گروه آن اتم است. خواص شیمیایی این عناصر ، به تعداد الکترونهای والانس آنها بستگی دارد.

عناصر واسطه
عناصر واسطه ، گروههای B از جدول تناوبی را تشکیل می‌دهند. از ویژگیهای این عناصر ، درون سازی آنهاست. یعنی آخرین الکترونی که بر اساس روش آفبا به آنها اضافه می‌شود، یک الکترون d درونی است. الکترونهای دو لایه آخری عناصر واسطه در واکنشهای شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. تمام این عناصر ، فلز بوده، بیشتر آنها پارامغناطیسی‌اند و ترکیبات شدیدا رنگین و پارامغناطیس تولید می‌کنند.

عناصر واسطه داخلی
این عناصر در پایین ، جدول تناوبی قرار دارند. یک سری از عناصر دوره ششم که بعد از لانتانیم قرار دارند، سری لانتانیدها نامیده می‌شود و نظیر این سری در دوره هفتم به سری آکتنیدها معروفند. آخرین الکترون اضافه شده به هر یک از این عناصر یک الکترون f است. چون این الکترون به سومین لایه از آخر اضافه می‌شود، بدین جهت ، سه لایه آخر این عناصر ممکن است در واکنشهای شیمیایی آنها دخالت کنند. تمام عناصر واسطه داخلی فلزند. این عناصر بطور کلی پارامغناطیس‌اند و ترکیبات آنها پارامغناطیس و بشدت رنگین هستند.

[shirin71]

اما اول از همه جدول تناوبی:
جدول تناوبی عناصر شیمیایی نمایشی از عناصر شیمیایی است که براساس ساختار الکترونی مرتب شده است، بطوریکه بسیاری از خواص شیمیایی بصورت منظم در طول جدول تغییر نماید. جدول اولیه بدون اطلاع از ساختار داخلی اتمها ساخته شد: اگر عناصر را بر حسب جرم اتمی آنها مرتب نمائیم، و آنگاه نمودار خواص معین دیگر آنها را بر حسب جرم اتمی رسم نمائیم، میتوان نوسان یا تناوب این خواص را بصورت تابعی از جرم اتمی مشاهده نمود. اولین کسی که توانست این نظم را مشاهده نماید، یک شیمیدان آلمانی به نام Johann Wolfgang D?einer بود. او متوجه تعدادی تثلیث از عناصر مشابه شد:
نمونه تثلیث ها
عنصر جرم اتمی چگالی ------ عنصر جرم اتمی چگالی
Cl 35.5 1.56 g/L ------ Ca 40.1 1.55 g/cm3
Br 79.9 3.12 g/L ------ Sr 87.6 2.6 g/cm3
I 126.9 4.95 g/L ------ Ba 137 3.5 g/cm3

و به دنبال او، شیمیدان انگلیسی John Alexander Reina Newlands متوجه گردید که عناصر از نوع مشابه در فاصله‌های هشت تایی یافت می شوند، که آنها را با نت‌های هشتگانه موسیقی شبیه نمود، هرچند که قانون نت‌های او مورد تمسخر معاصرین او قرار گرفت. سرانجام شیمیدان آلمانی Lothar Meyer و شیمیدان روسی Dmitry Ivanovich Mendeleev تقریبا بطور همزمان اولین جدول تناوبی را، با مرتب نمودن عناصر بر حسب جرمشان، توسعه دادند( ولی مندلیف تعداد کمی از عناصر را خارج از ترتیب صریح جرمی، برای تطابق بهتر با خواص همسایگانشان رسم نمود – این کار بعدها با کشف ساختار الکترونی عناصر در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم توجیه گردید). فهرست عناصر بر اساس نام، علامت اختصاری و عدد اتمی موجود میباشد. شکل زیر جدول تناوبی عناصر شناخته شده را نمایش میدهد. هر عنصر با عدد اتمی و علامتهای شیمیایی. عناصر در یک ستون ("گروه") از لحاظ شیمیایی مشابه می باشند.



http://ketaab.persiangig.com/image/jadval.jpg

کد رنگ برای اعداد اتمی:

عناصر شماره گذاری شده با رنگ آبی ، در دمای اتاق مایع هستند؛
عناصر شماره گذاری شده با رنگ سبز ، در دمای اتاق بصورت گاز می باشند؛
عناصر شماره گذاری شده با رنگ سیاه، در دمای اتاق جامد هستند.
عناصر شماره گذاری شده با رنگ قرمز ترکیبی بوده و بطور طبیعی یافت نمی شوند(همه در دمای اتاق جامد هستند.)
عناصر شماره گذاری شده با رنگ خاکستری ، هنوز کشف نشده‌اند (و بصورت کم رنگ نشان داده شده‌اند تا گروه شیمیایی را که در آن قرار می گیرند، مشخص نماید.(

و می توانید دراین کلید واژه جدول برای تشدید مغناطیسی را بیابید.

تعداد لایه الکترون در یک اتم تعیین کننده ردیفی است که در آن قرار می گیرد. هر لایه به زیرلایه های متفاوتی تقسیم میشود، که هر اندازه عدد اتمی افزایش می یابد، این لایه ها به ترتیب زیر:

1s
2s 2p
3s 3p
4s 3d 4p
5s 4d 5p
6s 4f 5d 6p
7s 5f 6d 7p
8s 5g 6f 7d 8p
...

براساس ساختار جدول پر میشوند. از آنجائیکه الکترونهای خارجی ترین لایه، خواص شیمیایی را تعیین مینمایند، این لایه ها در میان گروهای یکسان مشابه اند.عناصر همجوار با یکدیگر در یک گروه، علیرغم اختلاف مهم در جرم، دارای خواص فیزیکی مشابه میباشند. عناصر همجوار با یکدیگر در یک ردیف دارای جرم های مشابه ولی خواص متفاوت میباشند.

برای مثال، عناصر بسیار نزدیک به نیتروژن (N) در ردیف دوم کربن(C) و اکسیژن(O) میباشند. علیرغم تشابه آنها در جرم ( که بصورت ناچیزی در واحد جرم اتمی تفاوت دارند)، دارای خواص بینهایت متفاوتی هستند، همانطور که با بررسی فرمهای دیگر میتوان ملاحظه نمود: اکسیژن دو اتمی یک کاز است که سوختن را تشدید می نماید، نیتروژن دو اتمی یک گاز است که سوختن را تشدید نمی کند، و کربن یک جامد است که میتواند سوزانده شود( بله، میتوان الماس را سوزاند!).

در مقایسه، عناصر بسیار نزدیک به کلر (Cl) در گروه یکی مانده به آخر در جدول «هالوژن‌ها) فلوئور( F) و برم( Br) میباشند. علیرغم تفاوت فاحش جرم آنها در گروه، فرمهای دیگر آنها دارای خواص بسیار مشابه میباشند: آنها بسیار خورنده ( بدین معنی که تمایل خوبی برای ترکیب با فلزات، برای تشکیل نمک هالاید فلز)؛ کلر و فلوئور گاز هستند، درحالیکه برم یک مایع با تبخیر بسیار کم میباشد؛ کلر و برم بسیار رنگی هستند.

[shirin71]

هیدروژن



خصوصیات قابل توجه
هیدروژن سبک ترین عنصر شیمیایی بوده با معمول ترین ایزوتوپ آن که شامل تنها یک پروتون و الکترون است. در شرایط فشار و دمای استاندارد هیدروژن یک گاز،H2، دو اتمی با نقطه جوش 20.27° K و نقطه ذوب 14.02° K را میسازد. در صورتیکه این گاز تحت فشار فوق العاده بالایی، مانند شرایطی که در مرکز غولهای گازی وجود دارد، قرار گیرد مولکولها ماهیت خود را از دست داده و هیدروژن بصورت فلزی مایع در می آید. (رجوع شود به هیدروژن فلزی). اما در فشار های بسیار پایین مانند شرایطی که در فضا یافت می شود، به این علت که هیچ راهی برای ترکیب اتمهایش وجود ندارد، هیدروژن تمایل دارد تا بصورت اتم های مجزا در آمده؛ابرهای H2 (هیدروژنی) تشکیل می شود که به شکل گیری ستارگان نیز مرتبط می باشد.

این عنصر نقش بسیار حیاتی در تامین انرژی جهان از طریق واکنش پروتون-پروتون و چرخه کربن-نیتروژن به عهده دارد(اینها فرآیندهای هم جوشی هستهای هستند که با ترکیب دو اتم هیدروژن به یک اتم هلیم، مقدار بسیار عظیمی از انرژی آزاد می کنند.)


کاربردها
به مقدار بسیار زیادی هیدروژن در فرآیند هابر (Haber Process) صنعت نیاز می باشد، مقدار قابل توجهی در برای تولید آمونیاک، هیدروژنه کردن چربیها و روغنها، و تولید متانول. سایر مواردی که نیازمند هیدروژن است عبارتند از:


هیدرودیلکیلاسیون (hydrodealkylation)، هیدرودیسولفوریزاسیون (hydrodesulfurization) و هیدروکرکینک (hydrocracking)
تولید اسید هیدروکلریک،جوشکاری،سوختها ی موشک و احیاء سنگ معدن فلزی
هیدروژن مایع در تحقیقات سرما شناسی مانند مطالعات ابررسانایی بکار می رود.
تریتیوم که در رآکتورهای اتمی تولید می شود در ساخت بمبهای هیدروژنی مورد استفاده قرار می گیرد.
هیدروژن چهارده و نیم بار از هوا سبکتر است و سابقا بعنوان عامل بالا برنده در بالونها و کشتیهای هوایی مورد استفاده قرار می گرفت تا وقتیکه فاجعه هیندنبرگ ثابت کرد که استفاده از این گاز برای این منظور بسیار خطرناک است.
دوتریوم بعنوان یک کند کننده جهت کاهش حرکت نوترونها در فعالیت های هسته ای مورد استفاده قرار می گیرد، و ترکیبات دوتریوم در شیمی و زیست شناسی در مطالعاتتاثیرات ایزوتوپ، مورد استفاده وافع می شوند.
تریتیوم که یک ایزوتوپ طبقه بندی شده در علوم زیست شناسی است که بعنوان یک منبع تشعشع در رنگهای نورانی کاربرد دارد.

هیدروژن می تواند در موتورهای درون سوز سوخته شود و در برهه کوتاهی اتومبیلهایی با سوخت هیدروژنی توسط شرکت Chrysler-BMW تولید شدند. پیل های سوختی هیدروژنی، بعنوان راه کاری برای تولید توان بالقوه ارزان و بدون آلودگی، مورد توجه قرار گرفته است.



تاریخچه
هیدروژن «فرانسه به معنی سازنده آب و واژه یونانی hudôr یعنی "آب" و gennen یعنی "تولید کننده") برای اولین بار در سال 1776 بوسیله هنری کاوندیش بعنوان یک ماده مستقل شناخته شده، آنتونی لاوازیه نام هیدروژن را برای این عنصر انتخاب کرد.

پیدایش
هیدروژن فراوانترین عنصر در جهان است بطوریکه 75% جرم مواد طبیعی از این عنصر ساخته شده و بیش از 90% اتمهای تشکیل دهنده آنها اتم های هیدروژن است.

این عنصر به مقدار زیاد و به وفور در ستارگان و سیارات غولهای گازی یافت می شود. به نسبت فراوانی زیاد آن در جاهای دیگر، هیدروژن در اتمسفر زمین بسیار رقیق است(1 ppm برحسب حجم). متعارف ترین منبع برای این عنصر در زمین آب است که از دو قسمت هیدروژن و یک قسمت اکسیژن (H2O) ساخته شده است.

منابع دیگر عبارتند از بیشترین اشکال مواد آلی که در اندام تمام موجودات زنده شناخته شده وجود دارند، زغال،سوخت فسیلی و گاز طبیعی. متان ( CH4)، که یکی از محصولات فرعی فساد ترکیبات آلی است که اهمیت منابع آن رو به افزایش است.

هیدروژن از چندین راه مختلف بدست می آید، عبور بخار از روی کربن داغ، تجزیه هیدروکربن بوسیله حرارت، واکنش هیدروکسید سدیم یا پتاسیم بر آلومینیوم، الکترولیز آب یا از جابجائی آن در اسیدها توسط فلزات خاص.

هیدروژن تجاری در حجمهای زیاد معمولا بوسیله تجزیه گاز طبیعی تولید می شود.

ترکیبات
هیدروژن سبک ترین گازها با اکثر عناصر ترکیب شده و ترکیبات مختلف را بوجود می آورد. هیدروژن دارای عدد اکترونگاتیویته 2.2 است پس هیدروژن هنگامی ترکیبات را می سازد که عناصر غیر فلزی تر و عناصر فلزی تری وجود داشته باشند. در این حالت(غیر فلزی) تشکیل دهنده ها هیدریدها نامیده می شوند، که هیدروژن یا بصورت یونهای H- یا بصورت حل شده در عنصر دیگر وجود خواهد داشت (مانند هیدرید پالادیوم). در حالت دوم (ترکیب با فلز) هیدروژن تمایل برای تشکیل پیوند کووالانسی دارد، چون یونهای H+ بصورت یک اتم عریان فاقد الکترون در می آیند بنابراین تمایل شدیدی به جذب الکترونها به سمت خود داردند. هر دوی اینها تولید اسید می کنند. لذا حتی در یک محلول اسیدی می توان یونهایی مثل H3O+ را دید که گویی پروتونها به جایی محکم به چیزی چسبیده اند.

هیدروژن با اکسیژن ترکیب شده و تولید آب می کند، H2O، که در این واکنش مقدار زیادی انرژی را بصورتی آزاد می کند که، باعث انفجار در هوا میگردد. به اکسید دوتریوم یا D2O، که معمولا آب سنگین گفته می شود. همچنین هیدروژن با کربن یک سری ترکیبات گستردهای را بوجود می آورد. بخاطر ارتباط این ترکیبات با چیزهای زنده، این ترکیبات را ترکیبات آلی می نامند، و به مطالعه خصوصیات این ترکیبات شیمی آلی گفته می شود.

حالتها
در شرایط عادی گاز هیدروژن ترکیبی از دو نوع متمایز مولکول است که با هم از نظر جهت چرخش الکترونها و هسته تفاوت دارند. این دو شکل به نام ارتو- و پارا- هیدروژن معروفند. (این مورد با ایزوتوپها فرق می کند به پاراگراف بعد توجه کنید.) در شرایط استاندارد هیدروژن معمولی ترکیبی از 25% شکل پاراو 75% شکل ارتو است. شکل ارتو را نمی توان بصورت حالت خالص آن تهیه کرد. این دو مدل هیدروژن از نظر انرژی با هم متفاوتند که این مسئله موجب می گردد، تا خصوصیات فیزیکی آنها کمی متفاوت باشد. مثلا نقطه ذوب و جوش پاراهیدروژن تقریبا 0.1 K ° پائین تر از ارتوهیدروژن است. (به اصطلاح شکل عادی.)

ایزوتوپها
پروتیوم ، معمولی ترین ایزوتوپ هیدروژن فاقد نوترون است گرچه دو ایزوتوپ دیگر به نام دوتریوم دارای یک نوترون و تریتیوم رادیو اکتیویته دارای دو نوترون، وجود دارند. دو ایزوتوپ پایدار هیدروژن پروتیوم(H-1) و دیتریوم(D ، H-2) می باشند. دیتریوم شامل 0.0184-0.0082% درصد کل هیدروژن است «IUPAC)؛ نسبتهای دیتریوم به پروتیوم با توجه به استاندارد مرجع آب VSMOW اعلام میگردد. تریتیوم(T یا H-3)، یک ایزوتوپ رادیواکتیو دارای یک پرتون و دو نوترون می باشد. هیدروژن تنها عنصری است که ایزوتوپ های آن اسمی مختلفی دارند.

هشدارها
هیدروژن گازی است با قدرت اشتعال فوق العاده زیاد. این گاز همچنین به شدت با کلر و فلوئور واکنش نشان می هد. D2O، یا آب سنگین برای بسیاری از گونه های سمی است. اما مقدار قابل توجهی از آن برای کشتن انسان لازم است.


نام, شماره , علامت اختصاری H, 1 ,Hydrogen
گروه شیمیایی غیر فلزات
گروه, تناوب, بلوک s, 1, IA
جرم حجمی, سختی 0.0899 kg/m3, ندارد
رنگ بی رنگ
خواص اتمی
وزن اتمی 1.00794 amu
شعاع اتمی (calc) 25 (53) pm
شعاع کووالانسی 37 pm
شعاع وندروالس 120 pm
ساختار الکترونی 1s1
-e بازای هر سطح انرژی 1
درجه اکسیداسیون «اکسید) 1، «آمفوتریک)
ساختار کریستالی شش گوشه
خواص فیزیکی
حالت ماده گاز
نقطه ذوب 14.025 K ° و (434- F ° )
نقطه جوش 20.268 K ° و (423- F ° )
حجم مولی 11.42 نماد مهندسی|ש»10-3 ««متر مکعب بر مول|m3/mol
گرمای تبخیر 0.44936 kJ/mol
گرمای هم جوشی 0.05868 kJ/mol
فشار بخار 209 Pa در 23 K
سرعت صوت 1270 m/s در 298.15 K
متفرقه
الکترونگاتیویته 2.2 «درجه پاولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 14304 «J/«kg*K
رسانائی الکتریکی I__106/m اهم
رسانایی گرمایی 0.1815 «W/«m*k
پتانسیل یونیزاسیون 1312 kJ/mol

[shirin71]

لیتیم

تاریخچــــــــــــه
لیتیم را (واژه یونانی lithos به معنی سنگ) ، "Johann Arfvedson" در سال 1817 کشف کرد. "Arfvedson" این عنصر جدید را هنگامیکه در سوئد مشغول تجزیه و تحلیل بود، با مواد معدنی اسپادومین و لپدولیت دریک کانی پتالیت کشف نمود. "Christian Gmelin" در سال 1818 ، اولین کسی بود که شاهد قرمزرنگ شدن نمک لیتیم در شعله آتش بود. اما هر دوی این افراد ، در جداسازی این عنصر از نمکش ناکام ماندند.

این عنصر را برای اولین بار "W.T. Brande" و "Humphrey Davy" با استفاده از الکترولیز اکسید لیتیم جدا کردند. تولید تجاری فلز لیتیم در سال 1923 بوسیله شرکت آلمانی Metallgesellschaft AG و با استفاده از الکترولیز کلرید لیتیم و کلرید پتاسیم مذاب محقق گشت. ظاهرا" نام لیتیم به این علت انتخاب شد که این عنصر در یک ماده معدنی کشف شد، در حالیکه سایر فلزات قلیایی اولین بار در بافتهای گیاهی دیده شده‌اند.

اطلاعات کلی
لیتیم ، عنصر شیمیایی است، با نشان Li و عدد اتمی 3 که در جدول تناوبی به همراه فلزات قلیایی در گروه 1 قرار دارد. این عنصر در حالت خالص ، فلزی نرم و به رنگ سفید خاکستری می‌باشد که به‌سرعت در معرض آب و هوا اکسید شده ، کدر می‌گردد. لیتیم ، سبک‌ترین عنصر جامد بوده ، عمدتا" در آلیاژهای انتقال حرارت ، در باطری‌ها بکار رفته ، در بعضی از تثبیت‌کننده‌های حالت mood stabilizers مورد استفاده قرار می‌گیرد.

خصوصیات قابل توجه
لیتیم ، سبکترین فلزات و دارای چگالی به اندازه نصف چگالی آب است. این عنصر همانند همه فلزات قلیایی به‌راحتی در آب واکنش داده ، به سبب فعالیتش هرگز در طبیعت بصورت آزاد یافت نمی‌شود. با این وجود ، هنوز هم واکنش‌پذیری آن از سدیم کمتر است. وقتی لیتیم روی شعله قرار گیرد، رنگ زرشکی جالبی تولید می‌کند، اما اگر به شدت بسوزد، شعله‌هایی سفید درخشان ایجاد می‌کند. هنچنین لیتیم ، عنصری تک‌ظرفیتی است.

کاربردهــــــــا
لیتیم ، به‌علت گرمای ویژه‌ اش ( بالاتر از تمامی جامدات) در انتقال حرارت مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌علت خاصیت electrochemical ، ماده مهمی در آند باطریها محسوب می‌شود. سایر کاربردها:



نمکهای لیتیم ، مثل کربنات لیتیم ( Li2CO3 ) و سیترات لیتیم ، تثبیت‌کننده‌های حالت هستند که در درمان بیماریهای متضاد نقش دارند.


لیتیم کلرید و لیتیم برمید ، به‌شدت رطوبت را جذب می‌کنند، لذا در خشک کننده‌ها به‌کرات کاربرد دارند.


استارات لیتیم ، یک ماده لیز کننده کلی در دمای بالا و برای تمامی مقاصد به شمار می‌رود.


لیتیم ، عاملی آلیاژ ساز است که در تولید ترکیبات آلی مورد استفاده قرار گرفته ، نیز دارای کاربردهای اتمی می‌باشد.


گاهی اوقات از لیتیم در ساخت شیشه و سرامیک استفاده می‌گردد، مانند شیشه‌های 200 اینچی تلســـــکوپ در Mt. Palomat.


در فضاپیماها و زیردریائی ، برای خارج کردن دی‌اکسید کربن ازهوا از هیدروکسید لیتیم استفاده می‌شود.


از آلیاژ این فلز با آلومینیوم ، کادمیم ، مس و منگنز در ساخت قطعات هواپیماهای بلند پرواز استفاده می‌گردد.
پیدایـــــــــش
لیتیم بسیار پراکنده است، اما به‌علت واکنش‌پذیری زیادی که دارد، در طبیعت بصورت آزاد وجود ندارد و همیشه بصورت ترکیب با یک یا چند عنصر یا ترکیب دیگر دیده می‌شود. این فلز بخش کوچکی از کلیه سنگهای آذرین را تشکیل داده ، نیز در بسیاری از شورابهای طبیعی وجود دارد.
تولید لیتیم از پایان جنگ جهانی دوم به‌شدت افزایش یافت. این فلز در سنگهای آذرین از سایر عناصر جدا می‌شود و از آب چشمه‌های معدنی هم بدست می‌آید. لپدولیت ، اسپادومین ، پتالیت و امبلی گونیت ، مهمترین مواد معدنی حاوی لیتیم هستند.
در آمریکا ، لیتیم را از شورابهای واقع در Searles Lake خشکیده در کالیفرنیا ، مناطقی از Nevada و نقاط دیگر بازیافت می‌کنند. این فلز که همانند سدیم ، پتاسیم و سایر اعضاء گروه فلزات قلیایی ، ظاهری سیمگون دارد، با روش الکترولیز از یک مخلوط لیتیم و کلرید پتاسیم گداخته تولید می‌شود. قیمت هر پوند لیتیم در سال 1997 ، 300 دلار آمریکا بود. جداسازی آن بصورت زیر است:


کاتد: *Li+* + e → Li
آند: -Cl-* → 1/2 Cl2 (gas) + e

ایزوتوپهـــــــــا
لیتیم ، بطور طبیعی متشکل از 2 ایزوتوپ پایدار Li-7 و Li-6 است که Li-7 فراوان‌تر است ( وفور طبیعی 5/92%). 6 رادیوایزوتوپ هم برای آن وجود دارد که پایدارترین آنها ، Li-8 با نیمه عمر 838 هزارم ثانیه و Li-9 با نیمه عمــــــــــــــــر 3/178 هزارم ثانیه می‌باشد. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو ، نیمه عمرهایی کمتر از 8,5 هزارم ثانیه داشته یا ناشناخته‌اند.

ایزوتوپهای لیتیم طی یک سری فرآیندهای طبیعی مختلف از جمله تشکیل مواد معدنی ( رسوب شیمیایی) ، متابولیسم ،(جابجائی یونی ،(در برخی از خاکهای معدنی که Li-6 به Li-7 ترجیح داده شده است در مکانهای octahedral ، لیتیم جایگزین منیزیم و آهن می‌شود) ، hyperfiltration و دگرگونی صخره‌ها ، بطور اساسی شکسته می‌شوند.

هشدارهــــــــا
لیتیم همانند فلزات قلیایی دیگر در حالت خالص ، شدیدا" آتش زا و در معرض هوا و مخصوصا" آب تا حدی انفجاری است. این فلز همچنین خورنده بوده ، لذا باید توجه خاص داشت و از تماس آن با پوست بدن اجتناب کرد. در صورت ذخیره ، باید آنرا در هیدروکربن مایع قابل اشتعالی مانند نفت نگهداری نمود. لیتیم ، هیچگونه نقش بیولوژیکی نداشته ، تا حدی سمی محسوب می‌شود.
وزن اتمی 6.941 amu
شعاع اتمی (calc.) 145 «167» pm
شعاع کووالانسی 134 pm
شعاع وندروالس 182 pm
ساختار الکترونی He]2s1]
-e بازای هر سطح انرژی 2, 1
درجه اکسیداسیون (اکسید) 1 ( بازقوی )
ساختار کریستالی بدنه مکعب مرکزی
خواص فیزیکی
حالت ماده جامد غیر مغناطیسی)
نقطه ذوب 453.69 K (356.97 °F)
نقطه جوش 1615 K (2448 °F)
حجم مولی 13.02 ש»10-6 ««متر مکعب بر مول
گرمای تبخیر 145.92 kJ/mol
گرمای هم‌جوشی 3 kJ/mol
فشار بخار 1.63 E-8 Pa (453.7K)
سرعت صوت 6000 m/s (293.15K)
متفرقه
الکترونگاتیویته 0.98 (درجه پاولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 3582 J/kg*k
رسانائی الکتریکی 10.8 106/m اهم
رسانائی گرمایی 84.7 W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون 520.2 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 7298.1 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون 11815.0 kJ/mol

[shirin71]

سدیم


اطلاعات اولیه
سدیم ، یک عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Na و عدد اتمی آن 11 می‌باشد. سدیم ، یک فلز واکنش دهنده نرم و مومی‌شکل است که به گروه فلزات قلیایی که از نظر ترکیبات طبیعی فراوان هستند (خصوصا و هالیدها) تعلق دارد. این عنصر بسیار واکنش دهنده است و با شعله زرد رنگی می‌سوزد. در هوا ، اکسید می‌شود و به‌شدت با آب واکنش می‌دهد. از این رو باید همیشه در زیر نفت یا روغن نگهداری شود.

تاریخچه
مدت زمان زیادی است که سدیم (soda) بصورت ترکیبی شناخته شده است. این عنصر در سال 1807 توسط "Sir Humphry Davy" از طریق عمل الکترولیز هیدروکسید سدیم جدا شد. در اروپای قرون وسطی ، ترکیبی از سدیم با نام لاتین Sodanum برای تسکین سردرد استفاده می‌شد. نماد جدید سدیم Na از لاتین جدید Natrium که در زبان یونانی که نوعی نمک طبیعی است می آید گرفته شده است.

پیدایش
سدیم در ستارگان فراوان است و این فراوانی در خطوط طیفی D در نور ستارگان مشهودتر می‌باشد. سدیم حدودا 2.6% از پوسته زمین را به خود اختصاص داده است که چهارمین عنصر از نظر فراوانی در پوسته زمین و فروانترین فلز قلیایی می‌باشد. این عنصر هم‌اکنون به‌صورت اقتصادی از عمل الکترولیز کلرید سدیم تولید می‌شود. این روش ارزان‌تر از روش الکترولیز هیدرواکسید سدیم است. قیمت هر پوند سدیم فلزی حدودا 15 تا 20 سنت (در سال 1997) می‌باشد. ولی هر پوند سدیم ACS آزمایشگاهی ، حدودا 35 دلار قیمت دارد که از نظر حجمی ارزان‌ترین فلز است.

خصوصیات قابل توجه
سدیم مانند دیگر فلزات قلیایی ، نرم ، سبک وزن ، سفید مایل به نقره‌ای و واکنش دهنده است و از این جهت هرگز به‌صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود. سدیم در آب غوطه‌ور شده ، آن را تجزیه کرده ، هیدروژن آزاد می‌کند و هیدرواکسید می‌سازد. سدیم در آب فورا آتش می‌گیرد، ولی در هوای معمولی در دمای زیر 388 کلوین آتش نمی‌گیرد.

کاربردها
سدیم در حالت فلزی ، عنصر لازم برای ساختن استر ها و ترکیبات آلی می‌باشد.
این عنصر قلیایی بوجود آورنده کلرید سدیم NaCl است که برای زندگی حیاتی است نیز می‌باشد.
استفاده در برخی از آلیاژها برای بهبودی ساختارشان
استفاده در ساخت صابون و ترکیبش با اسیدهای چرب
NaK ، آلیاژسدیم و پتاسیم ، یک ماده مهم منتقل کننده حرارت است.
ترکیبات
نمک طعام یا کلرید سدیم ، معمول‌ترین ترکیب سدیم است. اما سدیم در کانی‌های بسیار دیگری از قبیل آمفیبول ، کریولیت ، هالیت ، soda niter ، زئولیت و ... بوجود می‌آید. ترکیبات سدیم برای صنایع شمیایی شیشه‌سازی فلزی ساخت کاغذ صنعت نفت ، ساخت صابون و نساجی کاربرد دارد. صابون معمولا یک نمک سدیم از اسیدهای چرب است.

ترکیبات سدیم که برای صنایع گوناگون بسیار مهمند، عبارتند از: (NaCl , soda ash (Na2CO3) , baking soda NaHCO3) , caustic soda (NaOH) , Chile saltpeter (NaNO3), di- and tri-sodium phosphates , sodium thiosulfate (hypo , Na2S2O3 * 5H2O) , and borax (Na2B4O7 * 10H2O).

ایزوتوپها
برای این عنصر 13 ایزوتوپ شناسایی شده است که تنها ایزوتوپ پایدار آن Na-23 می‌باشد. سدیم همچنین دو ایزوتوپ رادیو اکتیو نیز دارد که عبارتند از: Na22 با نیم عمر 2.605 سال و Na24 با نیمه عمر 15 ساعت.

هشدارها
سدیم در حالت پودر در آب خاصیت انفجاری خواهد داشت و با عناصر دیگر به‌راحتی تجزیه و ترکیب می‌شود. همیشه باید با ان عنصر با مراقبت کامل کار کرد
وزن اتمی 22.989770 amu
شعاع اتمی (calc.) 180 (190)pm
شعاع کووالانسی 154 pm
شعاع وندروالس 227 pm
ساختار الکترونی [Ne]3s1
e- بازای هر سطح انرژی 2, 8, 1
درجه اکسیداسیون (اکسید) 1 (باز قوی)
ساختار کریستالی مکعبی body centered
خواص فیزیکی
حالت ماده جامد (مغناطیسی)
نقطه ذوب 370.87 K (207.9 °F)
نقطه جوش 1156 K (1621 °F)
حجم مولی 23.78 scientific notation|ש10-6 m3/mol
گرمای تبخیر 96.96 kJ/mol
گرمای هم جوشی 2.598 kJ/mol
فشار بخار 1.43ױ0-5پاسگال «unit» at 1234 K
سرعت صوت 3200 m/s at 293.15 K
متفرقه
الکترونگاتیویته 0.93 (درجه پاولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 1230 J/kg*K
رسانائی الکتریکی 21 106/m اهم
رسانایی گرمایی 141 W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون 495.8 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 4562 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون 6910.3 kJ/mol
4th پتانسیل یونیزاسیون 9543 kJ/mol
5th پتانسیل یونیزاسیون 13354 kJ/mol
6th پتانسیل یونیزاسیون 16613 kJ/mol
7th پتانسیل یونیزاسیون 20117 kJ/mol
8th پتانسیل یونیزاسیون 25496 kJ/mol
9th پتانسیل یونیزاسیون 28932 kJ/mol
10th پتانسیل یونیزاسیون 141362 kJ/mol

[shirin71]

پتاسیم


پتاسیم یکی از عناصر شمیایی جدول تناوبی است که نماد آن K و عدد اتمی آن 19 می‌باشد. پتاسیم ، فلز قلیایی سفید مایل به نقره‌ای است که به‌طور طبیعی به‌صورت ترکیبی با عناصر دیگر در آب دریا و دیگر کانی‌ها یافت می‌شود. این عنصر به‌سرعت در هوا اکسید شده ، بسیار واکنش پذیر است(مخصوصا در آب ) و از نظر شمیایی همانند سدیم است.

تاریخچه
پتاسیم ( انگلیسی ، potash و لاتین ، kalium ) در سال 1807 توسط "Sir Huphry Davy" که آن را از پتاس سوزآور ( KOH )بدست آورد، کشف شد. این فلز قلیایی تنها فلزی بود که توسط عمل الکترولیز از هم جدا شده بود.

پیدایش
این عنصر حدودا 2.4% از وزن پوسته زمین را تشکیل می‌دهد و از نظر فراوانی هفتمین عنصر در آن می‌باشد. بدست آوردن پتاسیم از کانی‌ها بدلیل خاصیت نامحلولی و ماندگاری آن بسیار دشوار است.



با این وجود ، مواد معدنی دیگر مانند Carnallite ، Langbeinite ، Polyhalite و Sylvite در بستر دریاها یا دریاچه‌های قدیمی یافت می‌شوند. مواد معدنی بسیار زیاد ته‌نشین شده در این برکه‌ها عمل استخراج پتاسیم و نمک آن را اقتصادی‌تر می‌کند. منابع مهم پتاسیم و پتاس منابعی در کالیفرنیا ، آلمان ، نیومکزیکو ، یوتا و دیگر نقاط زمین می‌باشد. در عمق 3000 فوتی زیر بستر Saskatchewan ، مقادیر عظیمی از پتاس وجود دارد که می‌تواند به‌عنوان یک منبع مهم برای این عنصر در آینده در نظر گرفته شود.

اقیانوسها نیز منابع دیگری برای پتاسیم می‌باشند، اما در مقایسه با سدیم مقدار پتاسیم موجود در یک حجم معین از آب دریا بسیار کم است. پتاسیم در صورت عمل الکترولیز می‌تواند به اجزای هیدروکسیدش تجزیه شود. از روشهای حرارتی نیز برای تولید پتاسیم استفاده می‌شود. پتاسیم هرگز به‌صورت رها شده در طبیعت یافت نمی‌شود. با این وجود ، یونهای +K در ارگانیسمهای زنده برای فیزیولوژی سلولهای تحریکی بسیار مهم هستند.

خصوصیات قابل توجه
پتاسیم که دومین فلز سبک می‌باشد، در میان فلزات ، واکنش‌پذیرترین و الکتروپوزیتیوترین است. این فلز ، بسیار نرم بوده ، با چاقو به‌راحتی برش می‌خورد و در سطوح صاف به رنگ نقره‌ای می‌باشد. از آنجا که به در هوا به‌سرعت اکسید می‌شود، باید زیر روغن معدنی یا نفت نگهداری شود. پتاسیم مانند دیگر فلزات قلیایی در آب تجزیه شده و هیدروژن آزاد می‌کند. در آب فورا آتش می‌گیرد و نمک آن هنگامی که در معرض یک شعله قرار بگیرد، رنگ بنفش از خود ساطع می‌کند.

کاربردها
اکسید پتاسیم که با نام پتاس شناخته شده است، در تولید کود بکار می‌رود.
نیترات پتاسیم در ساخت باروت کاربرد دارد.
در ساخت شیشه استفاده می‌شود.
از NaK که آلیاژ سدیم و پتاسیم است، به‌عنوان رسانه انتقال گرما استفاده می‌شود.
پتاسیم ، ماده بنیانی برای رشد گیاهان بوده و در انواع گوناگون خاک یافت می‌شود.
یونهای پتاسیم در سلولهای حیوانی موادی حیاتی برای زنده نگه داشتن سلولها می‌باشند.
کلرید پتاسیم یک جانشین برای نمک طعام بوده ، برای ایست قلب در اعدامهای توسط تزریق کشنده استفاده می‌شود.
بیشتر نمکهای پتاسیم بسیار مهم بوده ، شامل برمید پتاسیم ، کربنات پتاسیم ، کلرات پتاسیم ، کلرید پتاسیم ، کرومات پتاسیم ، سیانید پتاسیم ، دی‌کرومات پتاسیم ، هیدروکسید پتاسیم ، یدید پتاسیم ، نیترات پتاسیم و سولفات پتاسیم می‌باشند.
ایزوتوپها
تا کنون 17 ایزوتوپ پتاسیم شناخته شده‌اند. شکل غیر ترکیبی پتاسیم از سه ایزوتوپ تشکیل شده است: ( K39(93.3%) ، K-40(0.01% و ( K-41(6.7% . باید گفت که K-40 که به‌صورت طبیعی بوجود می‌آید، توسط عمل الکترون‌گیری یا حذف پوزیترون به Ar-40 پایدار تبدیل شده و با خروج نگاترون به ( Ca-40 ( 88.8% پایدار تبدیل می‌شود. k_40 نیمه عمری 1.250* 109ساله دارد.

فروپاشی K-40 به Ar-40 معمولا در روش تاریخ‌گذاری بر روی سنگها استفاده می‌شوند. شیوه تاریخ‌گذاری K-Ar به این فرضیه بستگی دارد که سنگها در زمان تشکیل هیچ آرگونی نداشته و تمام آرگون ایجاد شده توسط تششعات مانند آرگون 40 در یک سیستم بسته نگهداری شده‌اند. کانیها توسط میزان تمرکز پتاسیم و مقدار آرگون ایجاد شده توسط تششعات که در آن جمع شده‌اند، تاریخ گذاری می‌شوند. بهترین مواد معدنی که برای انجام عمل تاریخ‌گذاری مناسب هستند، عبارتند از Biotite , Muscovite , Plutonic, hornblende و Feldspar آتشفشانی. تمام نمونه سنگهای آتشفشانی نیز در صورتی که تغییر نکرده باشند، به همین گونه تاریخ‌گذاری می‌شوند.

به غیر از تاریخ‌گذاری ایزوتوپهای پتاسیم در مبحث هواشناسی نیز کاربرد وسیعی دارند. ایزوتوپهای پتاسیم همچنین در چرخه تغذیه مطالعه می‌شوند، چرا که پتاسیم یک ماده غذایی لازم برای زندگی است.

پتاسیم در بدن
پتاسیم یک یون مهم در بدن است و از آنجائی که تغییرات جزئی می توانند action potentials را مختل کند که در نتیجه مشکلات عصبی و قلبی ایجاد می‌شود، تجمع آن در خون بدقت تنظیم می‌شود. بسیاری از آنتی‌بیوتیکها ، از جمله آن که توسط باکتری Bacillus brevis تولید می‌شود، کار سلولها را با نشستن بر روی دروازه‌های یون مثبت مختل می‌کنند. در نتیجه یونهای +k و +Na اجازه پیدا می‌کنند از غشاء سلولی عبور کنند و بنابراین action potential به‌طور غیر مجاز از غشاء سلول عبور می‌کند. پتاسیم در پلاسمای خون نسبتا در سطح پائینی قرار دارد ( معمولا 3.5 تا 5.0 mmol/L ) ، ولی درون سلولها تمرکز زیادی دارد ( در حدود 100 mmol/L ). سطوح پائین آن در خون hypokalemia و سطوح بالای آن hyperkalemia نام دارند. هر دو سطح پائین و بالا برای قلب خطرناکند.

هشدارها
پتاسیم باآب بسیار واکنش پذیر است و از این رو باید در زیر روغن‌های معدنی مانند پارافین قرار گیرد.

شناخت محیط رشد: پتاسیم
ترکیبات این عنصر در اغلب خاکها به اندازه کافی یافت می شود. با وجود اهمیت زیادی که پتاسیم دارد، هنوز نقش اصلی آن در گیاه کاملاً مشخص نیست و هنوز دقیقاً نمی‌دانیم در فتوسنتز و تهیه قند و فعال ساختن آنزیم‌ها چه نقشی ایفا می‌کند. در گیاه ، این عنصر همانند ازت و فسفر قابل انتقال بوده ، بنابراین کمبود آن ابتدا در برگهای پیر مشاهده می‌شود. از علائم کمبود پتاسیم سوختگی کنار برگها می‌باشد. از کودهای پتاسیم می‌توان کلرورپتاسیم ، سولفات پتاسیم و نیترات پتاسیم را نام برد.

[shirin71]

روبیدیوم

روبیدیوم ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن ، Rb و عدد اتمی آن 37 می‌باشد. روبیدیوم یکی از عناصر فلزی نرم به رنگ سفید مایل به نقره‌ای است که از گروه فلزات قلیایی می‌باشد. ایزوتوپ Rb-87 که به‌صورت طبیعی بوجود می‌آید، کمی رادیواکتیو است. روبیدیوم مانند دیگر عناصر گروه اول بسیار واکنش‌پذیر است؛ مثلا در هوا فورا آتش می‌گیرد.

تاریخچه
Rubidium در سال 1861، توسط "Robert Bunsen" و "Gustav ***chhoff" در معدن Lepidolite توسط Spectroscope کشف شد. با این وجود ، این عنصر تا دهه 1920 مصرف صنعتی زیادی نداشت. قبلا مهمترین کاربرد روبیدیوم استفاده آن در مطالعات و تحقیقات بود و امروزه بیشترین کاربرد آن در شیمی و الکترونیک می‌باشد.

پیدایش
این عنصر ، شانزدهمین عنصر از نظر فراوانی در سطح پوسته زمین می‌باشد که به‌صورت طبیعی در معادن Leucite ، pollucite و Zinnwaldite بوجود می‌آید که حدوداً یک در صد آن اکسید می‌باشد. Lepidolite ، حدودا 1.5 درصد روبیدیوم دارد و منبع تجاری این عنصر به شمار می‌رود. برخی از کانی‌های پتاسیم و کلریدهای پتاسیم نیز حاوی مقدار زیادی از این عنصر می‌باشند.

یکی از منابع قابل توجه این عنصر ذخایر Pollucite در Bernic Lake است. فلز روبیدیوم از طریق کم کردن کلرید روبیدیوم با کلسیم بدست می‌آید. روبیدوم حداقل شش اکسید بوجود می‌آورد. در سال 1997 هزینه این فلز در مقیاس کم هر گرم ، 25 دلار بود.

خصوصیات قابل توجه
روبیدیوم ، دومین عنصر از عناصر قلیایی است که الکترون مثبت دارد و در دمای اطاق به‌صورت مایع می‌باشد. مانند دیگر عناصر گروه اول به سرعت در هوا آتش می‌گیرد و با شدت بسیار زیاد در آب واکنش نشان داده ، هیدروژنهای آتشین از خود آزاد می‌کند. مانند دیگر فلزات قلیایی با مس ترکیب شده ، Amalgam بوجود می‌آورد. همچنین با طلا و سزیم و سدیم و پتاسیم ، آلیاژ می‌شود. این عنصر در هنگام مجاورت با آتش ، شعله بنفش رنگی بوجود می‌آورد.

کاربردها
روبیدیوم به‌راحتی یونیزه می‌شود و از این رو در موتورهای یونی (در وسایل نقلیه فضایی) استفاده می‌شود. ولی سزیم و گزنون بیشتر در این موارد مورد استفاده قرار می‌گیرند.
به‌عنوان ماده سیال در توربینهای بخار.
به‌عنوان دریافت کننده در لوله‌های خلاء
به‌عنوان اجزاء فتوسل
در ساخت شیشه‌های مخصوص
RbAg4I5 خاصیت رسانایی بالایی در کریستالهای یونی دارد. این ویژگی می‌تواند در باتریهای فیلمهای نازک و دیگر موارد استفاده شود.
این عنصر همچنین در Magnetohdrodynamic که در آن ، یونهای روبیدیوم با افزایش دما شکل می‌گیرند و به Magnetic Field فرستاده می‌شوند، کاربرد دارد و در ژنراتورهای ترمومتریک استفاده می‌شود. این اتصال الکتریکی که مانند یک آرمیچر عمل می‌کند و می‌تواند جریان الکتریسیته تولید کند.
ایزوتوپها
24 ایزوتوپ روبیدیوم شناخته شده است. روبیدیومی که به‌صورت طبیعی بوجود می‌آید، در دو ایزوتوپ ( Rb-85 ( 72% و ( Rb-87( 27.8% رادیواکتیو وجود دارد. مخلوط معمولی روبیدیوم به قدری رادیو اکتیو است که می‌تواند فیلم عکاسی را در حدودا 30 تا 60 روز ظاهر کند. روبیدیوم 87 ، نیمه عمری معادل 48*109 دارد که به‌راحتی جانشین پتاسیم در کانی‌ها می‌شود و به همین دلیل در همه جا گسترده شده است. Rb در اندازه گیری عمر سنگها موثر است. Rb-87 توسط عمل حذف ذرات بتا به Strontium 87 پایدار تبدیل می‌شود.

در طی تبلور ، Fractional در Plagioclase غلیظ شده و روبیدیوم را در مایع آزاد می‌کند. بنابراین میزان Rb/Sr در ماگما در طی زمان افزایش می‌یابد که باعث بوجود آمدن سنگهایی می‌شود که میزان تفکیک‌پذیری و Rb/Sr آنها افزایش می‌یابد.

میزان بالاتر آن (بیشتر از 10) در Pegmatites بوجود می‌آید. اگر مقدار اولیه Sr مشخص باشد، عمر آن می‌تواند با اندازه گیری تمرکز Rb و Sr و میزان Sr-87/Sr-86 تعیین شود. تنها زمانی این تاریخها سن واقعی کانی را مشخص نشان می‌دهد که سنگها متعاقبا دگرگون شوند.

هشدارها
روبیدیوم به شدت با آب واکنش نشان می‌دهد و می‌تواند تولید آتش کند. برای نگهداری امنیت بالا به‌صورت خالص این عنصر می‌بایست زیر روغن معدنی خشک در خلاء یا هوای بی‌اثر نگهداری شود.

[shirin71]

سزیم

سزیم(سیزیم) عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Cs و عدد اتمی 55 مشخص می باشد.این عنصرنرم ونقره فام از فلزات قلیائی بوده و یکی از سه فلزی است که در حرارت اطاق به حالت مایع می باشند.قابل توجه ترین کاربرد این عنصر در ساعتهای اتمی است.
سزیم بخصوص در "انگلیسی آمریکایی" گاها به شکل cesium (با تلفظ سیزیم) نوشته می شود ، اما بر اساس نظر IUPAC نام رسمی این عنصر ، caesium (سزیم) است ، گرچه از سال 1993 نوع نوشتاری cesium هم رسمیت یافته است.


خصوصیات قابل توجه

طیف الکترومغناطیس سیزیم دارای دو خط روشن در ناحیه آبی طیف وچندین خط دیگر در نواحی قرمز ، زرد و سبز می باشد.این عنصر به رنگ طلائی مایل به نقره ای بوده ، و هر دو ویژگی نرمی و چکش خواری را دارد. سیزیم الکتروپوزیتیو ترین و قلیایی ترین عنصر شیمیایی است و همچنین دارای کمترین پتانسیل یونیزاسیون در بین عناصر می باشد. فراوانی سیزیم از پنج فلز قلیایی غیر رادیواکتیو دیگر کمتر است.( از نظر فنی ، فرانسیم ، پائینترین فلز قلیایی در جدول می باشد ، اما چون بسیار رادیواکتیو بوده ، و در یک زمان کمتر از یک گرم در کل زمین وجود دارد ، فراوانی این عنصر را می توان عملا"صفر در نظر گرفت.)
سزیم به همراه گالیم و جیوه تنها فلزاتی هستند که در دمای اطاق به حالت مایع می باشند. سیزیم در آب سرد بصورت انفجاری واکنش می کند و در حرارتهای بالای منهای 116درجه سلسیوس با یخ نیز واکنش دارد. هیدروکسید سیزیم (CsOH) قوی ترین قلیای شناخته شده است و شیشه را مورد حمله قرار می دهد.


کاربردهــــــــــــــا

چشمگیر ترین کاربرد سیزیم در ساعتهای اتمی است که دقت آنها 5 ثانیه در 300 سال است.

Cs-134 در آب شناسی ، بعنوان معیار سنجش خروجی سیزیم توسط صنعت نیروی اتمی به کار می رود. از این ایزوتوپ به این علت استفاده می گردد که کمتر ازCs-133 یا Cs-137 متداول است ، ایزوتوپ ( Cs-134) را می توان به تنهائی با واکنشهای اتمی تولید کرد . Cs-135 نیز در مورد فوق کاربرد دارد.
سیزیم مانند سایر عناصر گروه 1 میل ترکیبی زیادی با اکسیژن دارد و بعنوان "گیرنده" در لامپهای الکترون به کار می رود.
این عنصر همچنین در باطریهای – نوری کاربرد دارد.

علاوه بر اینها سزیم بعنوان کاتالیزوردر هیدروژنه کردن ترکیبات آلی خاصی مورد استفاده قرار می گیرد.
اخیرا" از این عنصر در سیستم رانش یونی استفاده شده است.


تاریخچـــــــــه

سیزیم ( واژه لاتین caesius به معنی آبی آسمانی) در سال 1860 بوسیله Robert Bunsen و Gustav ***chhoff در آب معدنی Durkheim وبصورت طیف نمایی کشف شد.هویت آن بر اساس خط آبی درخشان در طیف آن بود و اولین عنصری است که بوسیله تحلیل طیف کشف گردید.اولین فلز سزیم در سال 1881 تولید شد. از سال 1967 سیستم بین المللی اوزان ومقیاس ( SI ) ، ثانیه را بعنوان چرخه های 770، 631، 9،192 تشعشع تعیین کرد که مطابق با جابجایی بین دو سطح انرژی حالت پایه اتم Caesium-133 است.از نظر تاریخی مهم ترین کاربرد سزیم در تحقیق و توسعه و اساسا" در کاربردهای شیمیایی و الکتریکی بوده است.


پیدایــــــــــــش

فلز قلیایی سیزیم در لپدولیت ، پلوسیت ( هیدرات سیلیکات آلومینیوم و سزیم ) و منابع دیگری یافت می شود. یکی از مهمترین و غنی ترین منابع این فلز در دریاچهBernic واقع در Manitoba می باشد. در این مکان 300000 تن پلوسیت با میانگین 20 % سیزیم برآورد شده است.




این عنصر را می توان با الکترولیز سیانید گداخته و چند روش دیگر جدا کرد.بوسیله تجزیه حرارتی آزید سیزیم میتوان بصورت استثنائی سیزیم خالص و بدون گاز تهیه نمود.عمده ترین ترکیبات سیزیم کلرید و نیترات آن است. قیمت هر گرم سیزیم در سال 1997 تقریبا" 30 دلار آمریکا بود.


ایزوتوپهـــــــــا

سیزیم دارای 32 ایزوتوپ شناخته شده است که از تمامی عناصر دیگر بیشتر می باشد.جرم اتمی این ایزوتوپها بین 114 تا 145 می باشد. اگرچه این عنصر بیشترین تعدادایزوتوپها را دارا می باشد ، تنها یک ایزوتوپ پایدار طبیعی ( Cs-133) دارد. ایزوتوپ پرتوزا Cs-137 در مطالعات آب شناسی همانند کاربرد H-3 مورد استفاده است.Cs-137 از انفجار سلاحهای اتمی و برون پاشیهای نیروگاههای اتمی تولید می گردد.سیزیم 137 در سال 1954 با آغاز آزمایشات اتمی وارد اتمسفر شد و سریعا" در آن بصورت محلول در آمد. هرگاه Cs-137 وارد آبهای زیرزمینی شود در سطوح خاک به جا مانده وعمدتا" بوسیله جابجائی ذرات از محوطه خارج می شود.نتیجه اینکه فعالیت درونی این ایزوتوپها را می توان مانند عملکرد زمان برآورد نمود.

[shirin71]

فرانسیم


فرانسیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Fr و عدد اتمی 87 یافت می‌شود. فرانسیم ، فلزی قلیایی و شدیدا" رادیواکتیو است که در سنگ معدن اورانیم و توریم وجود دارد.

خصوصیات قابل توجه
این عنصر که نامش از کشور فرانسه گرفته شده است، در سال 1939 بوسیله "Marguerite Perey" از موسسه کوری در پاریس کشف گردید. فرانسیم سنگین‌ترین فلز قلیایی بوده ، در نتیجه فروپاشی آلفای آکتینیم)بوجود می‌آید و می‌توان آنرا بصورت مصنوعی توسط بمباران توریم با پروتون تهیه کرد. اگرچه این عنصر بطور طبیعی در کانی‌های اورانیم یافت می‌شود، مقدار فرانسیم را در پوسته زمین همیشه کمتر ازتقریبا" 1 اونس تخمین زده‌اند. فرانسیم ناپایدارترین عنصر در بین 101 عنصر اول است و وزن اکی‌والان آن از هر عنصری بیشتر می‌باشد.

33 ایزوتوپ برای فرانسیم شناخته شده است. تنها ایزوتوپ فرانسیم که بصورت طبیعی یافت می‌شود و پایدارترین آنها نیز هست (22 دقیقه) Fr-223 است که دختر ایزوتوپ Ac-227 می‌باشد. کلیه ایزوتوپهای شناخته شده فرانسیم بسیار ناپایدار هستند بنابراین آگاهی درباره ویژگی‌های این عنصر فقط براساس فعالیتهای پرتوشیمیایی ( Radiochemical ) بدست آمده است.

هیچ گروه تحقیقاتی تاکنون مقدار قابل توزینی از فرانسیم را تولید نکرده و این عنصر هنوز تهیه یا جداسازی نشده است و احتمالا" هرگز هم نخواهد شد. نزدیکترین عنصر به فرانسیم از نظر خصوصیات شیمیایی سزیم است.
نام , علامت اختصاری , شماره Francium, Fr, 87
گروه شیمیایی فلز انتقالی
گروه , تناوب , بلوک 1«IA), 7 , s
جرم حجمی , سختی 1870 kg/m3 , no data
رنگ فلزی
خواص اتمی
وزن اتمی (223) amu
شعاع اتمی نا مشخص
شعاع کووالانسی نا مشخص
شعاع وندروالس نامشخص
ساختار الکترونی Rn]7s1]
-e بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1
درجه اکسیداسیون ( اکسید ) 1 (باز قوی)
ساختار کریستالی مکعبی body centered
خواص فیزیکی
حالت ماده جامد
نقطه ذوب 300 K (80.33 °F)
نقطه جوش 950 K (523.4 °F)
حجم مولی no data
گرمای تبخیر no data
گرمای هم‌جوشی no data
فشار بخار no data
سرعت صوت no data
متفرقه
الکترونگاتیویته 0.7 (درجه پاولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه نا مشخص
رسانائی الکتریکی 3 106/m اهم
رسانائی گرمایی 15 W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون 380 kJ/mol

[shirin71]

بریلیم

!اطلاعات اولیه
بریلیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Be نشان داده شده و دارای عدد اتمی 4 است. بریلیم عنصری است دو ارزشی و سمی ، خاکستری متمایل به آبی ، محکم ، سبک ولی شکننده. این عنصر ، فلز قلیایی خاکی است که عمدتا" بعنوان عامل استحکام در آلیاژها بکار می‌رود.

تاریخچـــــــــــــه
کلمه بریلیم از واﮊه یونانی beryllos ، beryl گرفته شده است. زمانی بریلیم را گلوسینیم می‌نامیدند ( از واﮊه یونانی glykys به معنی شیرین ) که علت آن طعم شیرین نمکهای آن بود. در سال 1798 "ونکولین" این عنصر را بصورت اکسید در سنگ زمرد کشف کرد. در سال 1828 "فردریک وهلر" و "آ.آ. بوسی" ( A.A.Bussy ) بطور جداگانه این فلز را از طریق واکنش پتاسیم بر روی کلرید بریلیم بدست آوردند.
پیدایـــــــــش
بریلیم در 30 کانی مختلف یافت می‌شود که مهمترین آنها ، برتراندیت ، زمرد ، بریل زرد و فناکیت هستند. اشکال ارزشمند بریل ،‌ زمرد کبود و زمرد است .



مهمترین منابع تجاری بریلیم و ترکیبات آن ، بریل و برترندیت (Bertrandite) می‌باشد. اخیرا" با روش کاهیدن فلورید بریلیم با فلز منیزیم تولید کلان این فلز انجام می‌شود. فلز بریلیم تا سال 1957 به‌آسانی بدست نمی‌آمد.

خصوصیات قابل توجه
بریلیم ، یکی از فلزات سبکی است که نقطه ذوب بسیار بالایی دارد. ضریب کشش این فلز سبک تقریبا 3/1 بزرگتر از فولاد است. دارای خاصیت هدایت گرمایی خوب ، غیر مغناطیسی و مقاوم در برابر اسید نیتریک غلیظ می‌باشد. نسبت به اشعه X بسیار نفوذ پذیر است و نوترونها در اثر برخورد ذرات آلفا ( مثلا" از رادیوم یا پلونیوم ) آزاد می‌شوند. ( تقریبا" 30 نوترون / میلیون ذرات آلفا ).

در شرایط فشار و حرارت استاندارد ، بریلیم در معرض هوا در برابر اکسیداسیون مقاومت می‌کند. ( اگرچه توانایی آن در خراشیدن شیشه احتمالا" به‌علت تشکیل لایه نازکی از اکسید است. )

کاربـــــــــــردها
بریلیم در تولید بریلیم - مس بعنوان عامل آلیاﮊ ساز بکار می‌رود. این عنصر ، قابلیت جذب حرارت زیادی دارد. آلیاﮊ بریلیم - مس به‌علت خصوصیات هدایت برقی و حرارتی ، استقامت و سختی زیاد ، غیرمغناطیسی بودن ، مقاومت در برابر زنگ خوردگی و فرسایش ، کاربردهای زیادی دارد. از جمله این کاربردها تولید : الکترودهای جوش نقطه‌ای ، فنر ، ابزارهای فاقد جرقه و اتصالهای برقی است.


آلیاﮊ بریلیم - مس به‌جهت مقاومت چند جانبه ، سبکی و خمش ناپذیری در حرارتهای متغیر ، در صنایع دفاعی و هوافضا مثل سازه‌های بخشهای سبک‌وزن در هواپیماهای با سرعت بالا ، موشکها ، ماشینهای فضائی و ماهواره‌های ارتباطی بکار می‌رود.


ورقه‌های نازک بریلیم در عکسبرداری با اشعه X ، نورهای مرئی را فیلتر کرده و باعث آشکار شدن تنها اشعه Xِ می‌شود.


بریلیم در زمینه پرتو نگاری با اشعه X جهت بازساخت مدارهای یکپارچه میکروسکپی مورد استفاده قرار می‌گیرد.


چون از نظر جذب نوترون حرارتی واکنش سنجی پایینی دارد، در صنعت نیروی هسته‌ای از این عنصر در رآکتورهای اتمی بعنوان بازتابنده و کندساز استفاده می‌شود.


همچنین بریلیم در ساخت ترازنما ، تجهیزات کامپیوتری مختلف ، فنرهای ساعت و وسایلی که نیازمند مقاومتهای چندجانبه ، سبکی و استحکام است، بکار می‌رود.


اکسید بریلیم برای مصارف بسیاری که نیازمند هدایت حرارت خوب ، مقاومت زیاد ، استحکام و نقطه ذوب بالا هستند کاربرد دارد و از اکسید بریلیم بعنوان عایق استفاده می‌کنند.


ترکیبات بریلیم ، زمانی در لامپهای فلورسنت کاربرد داشتند، اما ادامه این کاربرد به‌‌علت بریلوز ( بیماری ناشی از مسمومیت توسط بریلیم ) در بین کارگران سازنده این لامپها متوقف شد.
ایزوتوپها
بریلیم تنها یک ایزوتوپ پایدار دارد: (Be-9). بریلیم کیهانی (Be-10) توسط پراش ذرات اتمی اکسیژن و نیتروﮊن بوسیله اشعه کیهانی در جَو حاصل می‌شود. چون بریلیم تمایل دارد در محلولهایی با PH زیر 5,5 باشد ( بیشتر بارانها PH زیر 5 دارند ). این عنصر می‌تواند از طریق حل شدن در آب باران در زمین جابجا شود. وقتی باران بیشتر قلیایی شود، بریلیم از محلول خارج می‌شود.

Be-10 کیهانی با این روش در سطح خاک جمع می‌شود و نیم عمر نسبتا" طولانی آن (1,5 میلیون سال ) امکان می‌دهد تا قبل از فرسایش بصورت B-10 ( بور-10 ) مدت زیادی در سطح خاک باقی بماند. Be-10 و محصولات جانبی آن برای سنجس فرسایش خاک ، شکل‌گیری خاک از سنگپوش ، گسترش خاکهای لاتریک ، همچنین گوناگونیهای فعالیت خورشیدی و عمر Ice core بکار می‌رود.

این واقعیت که Be-7 و Be-8 ناپایدارند، پیامدهای اساسی بدنبال دارد، به این معنی که عناصر سنگینتر از بریلیم با همجوشی هسته‌ای در انفجار بزرگ (big Bang ) حاصل نشده‌اند. بعلاوه ، سطوح انرﮊی هسته‌ای بریلیم 8 به گونه ای است که کربن می‌تواند در ستاره‌ها تولید شود. پس وجود حیات را ممکن می‌سازد.

هشدارهـــــــــا
بریلیم و نمک آن ، موادی سمی و احتمالا" سرطان‌زا هستند. بریلوز یک بیماری مزمن ریوی است که در اثر تماس بریلیم ایجاد می‌شود. بیماری حاد بریلیم به صورت آماس ریه برای اولین بار در سال 1993 در اروپا و در سال 1943 در آمریکا گزارش شد. موارد بریلوز حاد ، اولین بار در سال 1946در بین کارگران کارخانجات لامپهای فلورسنت در ماساچوست دیده شد.

این بیماری از بسیاری جهات شبیه بیماری سارکوئیدز است و تمایز علائم آنها اغلب دشوار است. گرچه سال 1949 استفاده از ترکیبات بریلیم در لامپهای فلورسنت متوقف شد، مواجهه با این عنصر در صنایع هسته‌ای و هوافضا ، تصفیه فلز بریلیم ، ذوب آلیاﮊهای حاوی بریلیم ، تولید محصولات الکترونیکی و پرداختن با سایر مواد حاوی بریلیم همچنان وجود دارد.

در گذشته ، محققین ، بریلیم و ترکیبات آنرا می‌چشیدند تا در صورت طعم شیرین ، وجود این عنصر را تایید کنند. امروزه با ایجاد تجهیزات مدرن برای تشخیص این عنصر ، دیگر نیازی به انجام این کار خطرناک نیست و نباید چشیدن این ماده را امتحان کرد. با بریلیم و ترکیبات آن ، باید با کمال احتیاط رفتار شود و هنگام انجام هرگونه فعالیتی که احتمال آزاد شدن گرد بریلیم هست، احتیاط خاصی بکار رود. ( احتمال سرطان ریه در صورت تماس طولانی با بریلیم وجود دارد.)

در صورت بکاربردن روشهایی می‌توان از این عنصر بطور ایمن استفاده کرد. قبل از آشنایی با روشهای استفاده صحیح از این عنصر ، نباید به فعالیت با آن بپردازیم.

تاثیرات سلامتی
استنشاق بریلیم خطرناک است. تاثیر آن به میزان و زمان مواجهه با این عنصر بستگی دارد. اگر بریلیم موجود در سطح هوا افزایش یابد، ( بیشتر از μg/m 1000 ) وضعیت بحرانی بوجود خواهد آمد. این وضعیت همانند آماس ریه است و بیماری بریلیم حاد نامیده می‌شود. استانداردهای هوای محیط کار و اجتماع در جلوگیری از بیماریهای حاد ریوی موثرند.

تعدادی از مردم به بریلیم حساسیت دارند ( 1 تا 15 درصد ). این افراد ممکن است واکنشهای التهابی را در دستگاه تنفسی خود احساس کنند. این حالت بیماری بریلیم حاد (CBD) ، ممکن است سالها پس از مواجهه با سطح بالاتر از استاندارد بریلیم در افراد بوجود آید ( بیشتر از μg/m 2 ). این بیماری باعث احساس ضعف ، خستگی و مشکلات تنفسی می‌شود. همچنین می‌تواند باعث بی‌اشتهایی ، کاهش وزن ، بزرگی بخش راست قلب و در موارد پیشرفته بیماریهای قلبی شود.

حساسیت به بریلیم در بعضی افراد ممکن است فاقد علامت باشد. عموم مردم مستعد ابتلا به به بریلیم حاد نیستند، چون میزان بریلیم در سطح هوا بطور طبیعی بسیار پایین است( μg/m 00002/0- 00003/0 ). در بلع بریلیم هیچگونه عارضه ای ثبت نشده است، چون روده و معده انسان مقدار بسیار کمی از این عنصر را جذب می‌کنند. زخم معده در سگهایی که در غذایشان بریلیم بوده ، دیده شده است.

بریلیم در صورت تماس با پوستی که دارای بریدگی یا خراش است، ممکن است است ایجاد زخم یا لک نماید. تماس طولانی با بریلیم نیز ممکن است باعث ابتلا به سرطان گردد. سازمان بهداشت و خدمات انسانی آمریکا و آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطان این کشور ، سرطان‌زایی بریلیم را تایید کرده‌اند. نمایندگی حفاظت از محیط زیست آمریکا(EPA) برآورد کرده است که تماس با بریلیم در مدت عمر با میزان μg/g 4 می‌تواند یک نفر از هر هزار نفر را به سرطان مبتلا کند.

هیچ مطالعه ای درباره تاثیر بریلیم روی بچه‌هایی که در معرض آن هستند، صورت نگرفته است، اما به نظر می‌رسد تاثیرات سلامتی بریلیم روی بچه‌ها همانند بزرگسالان باشد. نمی‌دانیم آیا بچه‌ها در آسیب‌پذیری نسبت به بریلیم با بزرگسالان تفاوت دارند. نمی‌دانیم آیا مواجهه با بریلیم ، تاثیری بر نارسائیِ جنین یا سایر تاثیرات پیشرفته در مردم خواهد داشت. بررسی اثرات پیشرفته در حیوانات قاطع نیستند.

میزان بریلیم را می‌توان در ادرار یا خون اندازه گیری کرد. اما میزان بریلیم موجود در خون یا ادرار نشان دهنده میزان یا مدت تماس با این عنصر نیست. میزان بریلیم همچنین می‌توان در نمونه‌های ریه یا پوست اندازه گیری کرد. این آزمایشات را معمولا"در مطب دکتر نمی‌توان انجام داد، اما دکتر می‌تواند نمونه‌ها را به آزمایشگاهی که انجام دهنده اینگونه آزمایشات است، ارسال کند. یکی دیگر از آزمایشات خون ، آزمایش تکثیر لنفوسیت بریلیم خون است که نشان دهنده حساسیت به بریلیم است و دارای ارزش پیش‌بینی برای CBD است.

میزان عادی بریلیم که احتمالا" صنایع به هوا می‌فرستند، دارای ترتیب μg/m 1 بطور میانگین دوره 30 روزه یا μg/m 2 در هوای اطاق کار برای 8 ساعت شیفت کاری می‌باشد.
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/8/83/180pxBeryllium_OreUSGOV.jpg

[shirin71]

منیزیم
منیزیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Mg و عدد اتمی 12 می‌باشد. منیزیم ، هشتمین عنصر فراوان است و تقریبا" 2% پوسته زمین را تشکیل می‌دهد و سومین عنصر فراوان محلول در آب دریا به حساب می‌آید. کاربرد اصلی این فلز قلیایی خاکی ، بعنوان عامل آلیاژ ساز برای ساخت آلیاژ آلومینیم – منیزیم می‌باشد.

خصوصیات قابل توجه
منیزیم ، فلزی سبک ، سفید رنگ و نسبتا" محکم است ( یک‌سوم از آلومینیوم سبکتر ) که در معرض هوا به‌آرامی کدر می‌گردد. پودر این فلز ، هنگامیکه در معرض هوا قرار گیرد، گرم شده ، با شعله‌های سفید رنگی می‌سوزد. اگرچه به شکل نوارهای باریک به‌آسانی محترق می‌شود، سوختن مقادیر زیاد آن دشوار است.

کاربردهــــــا
ترکیبات منیزیم ، بخصوص اکسید منیزیم ، بیشتر بعنوان مواد دیرگداز در کوره‌های تولید آهن و فولاد ، فلزات غیرآهن ، شیشه و سیمان ، مورد استفاده قرار می‌گیرد. اکسید منیزیم و سایر ترکیبات هم در صنایع عمرانی ، شیمیایی و کشاورزی بکار می‌روند. عمده کاربرد منیزیم بصورت یک افزودنی آلیاژساز به آلومینیوم است که از این آلیاژ ، بیشتر در قوطی‌های مواد آشامیدنی استفاده می‌گردد.

همچنین آلیاژهای منیزیم ، اجزای ساختاری اتومبیل‌ها و ماشین‌آلات را تشکیل می‌دهند. کاربرد دیگر این فلز ، کمک به جداسازی گوگرد از آهن و فولاد است.

سایر کاربردها
منیزیم ، مانند آلومینیم ، محکم و سبک است، بنابراین اغلب در چرخهای مرغوب که mag wheels نامیده می‌شوند، بکار می‌رود.


آلیاژ این فلز در ساخت هواپیما و موشک ضروری است.


منیزیم در صورتیکه بعنوان عامل آلیاژ ساز بکار رود، خصوصیات تولیدی ، مکانیکی و جوش خوردن آلومینیم را ارتقا می‌دهد.


عامل افزودنی برای پیشرانهای معمولی و مورد استفاده در تولید گلوله‌های کوچک گرافیت در چدن.


عامل کاهنده برای ساخت اورانیوم خالص و فلزات دیگر از نمکهایشان.


هیدروکسید آن در شیر منیزی ، کلرید و سولفات آن در سولفات دومنیزی و سیتراتهای آن در پزشکی کاربرد دارند.


مگنزیت Dead-burned برای مقاصد دیر گداز از قبیل آجر و آسترهای محافظ در کوره‌ها مورد استفاده است.





منیزیم همچنین در دمای 4000 درجه فارینهایت قابل اشتعال و احتراق است.


دمای فوق‌العاده زیادی که برای سوزاندن منیزیم نیاز است، این عنصر را تبدیل به ابزاری راحت برای شروع آتشهای ناگهانی هنگام تفریحات سالم در فضای باز می‌کند.


پودر کربنات منیزیم ( MgCO3) توسط ورزشکاران رشته‌هایی چون ژیمناستیک و وزنه برداری ، برای افزایش میزان چسبیدن دست به وسایل ( دستگاهها و هالتر ) مورد استفاده قرار می‌گیرد.


سایر کاربردها عبارتند از فلاش دوربین عکاسی ، منور بمبهای آتش‌زا.


شناخت محیط رشد:منیزیم
منیزیم در تولید کلروفیل به کار می رود و در نتیجه عمل فتوسنتز موثر می باشد. در بذرها، منیزیم به مقدار زیاد یافت می شود. علایم کمبود منیزیم در گیاه زردی بین رگبرگهاست. علایم کمبود ابتدا در برگهای پیر مشاهده می شود. و در صورت کمبود شدید، برگ ها شروع به ریزش می کنند. در خاک منیزیم نسبتاً سریع شسته شده و از دسترس گیاه خارج میگردد. برای رفع کمبود منیزیم از کربنات و سولفات منیزیم استفاده می شود.
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/f/f8/180pxMagnesiumMetalUSGOV.jpg
نام , علامت اختصاری , شماره Magnesium, Mg, 12
گروه شیمیایی فلز قلیائی خاکی
گروه , تناوب , بلوک 2 «IIA), 3 , s
جرم حجمی , سختی 1738 kg/m3, 2.5
رنگ سفید نقره ای

خواص اتمی
وزن اتمی 24.305 amu
شعاع اتمی (calc.) 150 pm (145 pm)
شعاع کووالانسی 130 pm
شعاع وندروالس 173 pm
ساختار الکترونی [Ne]3s2
-e بازای هر سطح انرژی 2, 8, 2
درجه اکسیداسیون (اکسید) 2 ( باز قوی)
ساختار کریستالی شش گوشه
خواص فیزیکی
حالت ماده جامد (پارا مگنتیسم)
نقطه ذوب 923 K (1202 °F)
نقطه جوش 1363 K (1994 °F)
حجم مولی 14.00 ש»10-6 ««متر مکعب بر مول
گرمای تبخیر 127.4 kJ/mol
گرمای هم‌جوشی 8.954 kJ/mol
فشار بخار 361 Pa at 923 K
سرعت صوت 4602 m/s at 293.15 K
متفرقه
الکترونگاتیویته 1.31 (درجه پاولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 1020 J/kg*K
رسانائی الکتریکی 22.6 106/m اهم
رسانائی الکتریکی 156 W/m*K)
1st پتانسیل یونیزاسیون 737.7 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 1450.7 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون 7732.7 kJ/mol

[shirin71]

کلسیم
معرفی
کلسیم ، یکی از عناصر شیمیایی با نشانه Ca، دارای عدد اتمی 20 و در گروه دوم اصلی جدول تناوبی قرار گرفته است. کلسیم از نظر فراوانی ، در میان کلیه عناصر پوسته زمین دارای مقام پنجم و در میان فلزات دارای مقام سوم است ترکیبات کلسیم تشکیل دهنده 64/3 % از پوسته زمین می‌باشد. بلورهای سفید کلسیم ، در دمای C˚810 ذوب می‌شوند و فلز کلسیم در آب و اسید محلول بوده و هیدروکسید و نمک تولید می‌نماید.
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/0/0c/calcium2.JPG
منابع
منابع کلسیم در پهنه زمین گسترده بوده و در هر یک از سرزمینها بوفور یافت می‌شود. این عنصر در حیات گیاهی و جانوری دارای نقش حیاتی بوده و در استخوانها و دندانها و پوسته تخم مرغ ، انواع مرجانها و بسیاری از خاکها وجود دارد. همچنین کلرید کلسیم در حدی به گستردگی 15/0% در آب دریا وجود دارد. ذکر این نکته ضروری بنظر می رسد که آهک (اکسید کلسیم) ماده شناخته شده‌ای است که از قدیم الایام در مورد یونان باستان از آن بعنوان ملات در ساختمانها استفاده می شده است. کلسیم در ترکیب پوسته زمین به مقدار 36300 گرم در تن وجود دارد این عنصر به حالت آزاد یافت نمی‌شود، بلکه به شکل ترکیب های مختلف در کانی‌ها و به صورت محلول در ساختمان جانوران و گیاهان شرکت می کند. کانی‌های حائز اهمیت کلسیم عبارتند از: دولومیت ، گیبس و آپاتیت.

تهیه واستخراج
در صنعت ، فلز کلسیم را می‌توان از الکترولیز کلسیم کلرید و مخلوط فلوئورید و پتاسیم کلرید تهیه نمود. در این روش ، از صفحه های زغالی به عنوان آند و از میله های آهن به عنوان کاتد استفاده می‌شود. در مقیاسی کوچکتر می توان آهک را با فلز آلومینیوم در خلا احیا نموده و متعاقب آن ، عمل را بوسیله منظور بازیافت فلز کلسیم ادامه داد. بعلاوه کلسیم کلرید که عبارت از یک ماده اولیه است را می توان یا بوسیله اثر اسیدکلریدریک پر ماده معدنی کربناته و یا بعنوان ضایعات در فرآیند solvay تهیه کرد.

تجربه و شناسایی
از نظر کیفی ، وجود کلسیم را می توان یا بوسیله تشکیل کربنات نامحلول آن ، و یا بوسیله مشتعل نمودن آن شعله یک مشعل که ایجاد رنگ قرمز درخشان می‌نماید، تشخیص داد.
از نظر کمی ، کلسیم را بعد از جداکردن از سایر فلزهای قلیایی خاکی ، به روش های کرومات- سولفات و یا اتر- الکل ، از آمونیوم ، اگزالات استفاده می کنند که کلسیم به شکل کلسیم اگزالات رسوب نموده و سپس این رسوب را توزین می‌نمایند. اگزالات مورد نظر را نیز یا می توان بوسیله اشتعال به اکسید و یا با استفاده از محلولهای استاندارد شده پرمنگنات پتاسیم اکسیده نمود.
!خواص شیمیایی
کلسیم عنصری است که نسبت به فلزات قلیایی و سایر فلزات قلیایی خاکی از قدرت فعالیت کمتری برخوردار است. مانند بریلیم و آلومینیوم ، و برخلاف فلزات قلیایی ، این عنصر بر حسب سوختگی در پوست نمی گردد. باید توجه داشت که در هوا لایه نازکی از اکسید و نیترید بر روی کلسیم تشکیل می شود که می تواند آن را از اثرات بعدی هوا مصون نگاه دارد، لکن در درجه حرارت بالا این عنصر در هوا سوخته و تشکیل مقدار زیادی نیترید می دهد. کلسیم تجارتی به آسانی با آب و اسیدها واکنش نموده تولید هیدروژنی می نماید که حاوی مقدار قابل ملاحظه ای از گاز آمونیاک وهیدروکربنها ، بعنوان ناخالصی می‌باشد. از حکیم ، می توان بعنوان یک عامل آلیاژ کننده برای فلزات حاوی آلومینیوم به منظور حذف بیسموت از سرب و بعنوان کنترل کننده کربن گرافیتی ، در چدن استفاده کرد. از طرف دیگر می توان از این فلز بعنوان عاملی برای حذف اکسیژن درکارخانجات فولاد و بعنوان عامل احیا کننده در تهیه فلزاتی مانند کروم ، زیرکونیم و اورانیم و بعنوان یک ماده جداکننده برای مخلوط گازهای نیتروژن و آرگون استفاده نمود. ضمنا زمانیکه کلسیم ، به آلیاژهای منیزیم افزوده شود (25/0%) ، ساختمان آنها را تصفیه وموجب کاهش تمایل آتش گیریهای آنها می شود.

ترکیبات کلسیم و کاربرد آنها
عموما می بایست که از ترکیبات سدیم نسبت به ترکیبات کلسیم ، بیشتر استفاده شود، لکن با مقایسه قیمت این دو ترکیب با یکدیگر ، در بسیاری از موارد از ترکیبات کلسیم استفاده می شود. در هر صورت باید توجه داشت که آهک قلیایی ارزان تری ، نسبت به هیدروکسیدسدیم محسوب می شود. از ترکیبات مهم کلسیم می توان به موارد زیر اشاره نمود:


هیدرید کلسیم: این ترکیب در اثر واکنش مستقیم با هیدروژن در C400˚ حاصل می گردد و با آن می توان بسیاری از اکسیدهای معدنی مانند رویتل و بدلیت را تا حد فلز مربوطه احیا کرد همچنین می توان با استفاده از این ترکیب ، کلریدکلسیم را به سدیم احیا و مونوکسید کربن را به فرم آلدهید تبدیل نمود هر بعنوان یک عامل متراکم کننده درتبدیل استون به اکسید مزیتلین و بعنوان کاتالیزور هیدروژناسیون در تبدیل اتیلن به اتان نفش دارد.
اکسید و هیدروکسید کلسیم: اکسید کلسیم ( آهک) را می‌توان بوسیله تجزیه حرارتی کربنات معدنی این عنصر در کوره های بلند در فرآیندی مداوم تولید نمود. برای تهیه هیدروکسید کلسیم نیز می‌توان از هیدرولیز اکسید آن استفاده نمود. از هیدروکسید کلسیم ، بعنوان قلیا در مواردی که نیاز باشد استفاده می‌گردد.
سیلید کلسیم: برای تهیه سیلید کلسیم می توان در یک کوره الکتریکی از اثر آهک برسیلیکا و یک زغال احیا کننده استفاده نمود. این ماده بعنوان عامل اکسیژن زدایی از فولاد ، بسیار مفید می‌باشد.
کربید کلسیم: برای تهیه این ترکیب می توان مخلوطی از آهک و کربن را در یک کوره الکتریکی تحت درجه حرارت C˚3000 قرار داد. کریبد کلسیم در اثر هیدرولیز استیلن تبدیل می گردد که استیلن یک ماده آغاز برای تهیه تعداد کثیری از مواد شیمیایی مهم در صنعت مواد شیمیایی آلی است.
کربنات کلسیم: در طبیعت ، کربنات کلسیم تحت عناوین مختلف و به وفور یافت می‌شود. سنگ آهک ایسلند و کلسیت اساسا کربنات خالص هستند، در حالیکه ماربل تا اندازه ای دارای ناخالصی می‌باشد. اگر چه کربنات کلسیم کاملا در آب نامحلول می باشد، لکن در آبهای حاوی دی اکسید کربن ، در حد قابل ملاحظه ای محلول است زیرا در اثر ترکیب با دی‌اکسید کربن به صورت بیکربنات درمی‌آید.
هالیدهای کلسیم: از جمله هالیدهای کلسیم ، فلوئورید فسفر سانس ، یکی از ترکیبات گسترده کلسیم می باشد، که با توجه به میزان شفافیت آن ، نسبت به اشعه ماورای بنفش و مادون قرمز از کاربردهای با اهمیتی ، در اسپکتروسکوپی برخوردار است. از دیگر هالیدهای کلسیم ، کلرید کلسیم است که بعنوان عامل خشک کننده و همچنین بدلیل قابلیت انحلال فوق العاده آن در آب سرد ، در سیستمهای خنک کننده استفاده می‌شود. مضافا از کلرید کلسیم و هیپوکلریت کلسیم بعنوان عامل سفید کننده نیز استفاده می‌کنند.
کلسیم در بیوسفر (زیست کره)
کلسیم جزء ساختمانی و ثابت کلیه گیاهان بوده و بصورتهای جزء ساختمانی و یون فیزیولوژیکی توامان یافت می‌شود. مضافا یون کلسیم قادر است اثرات سمی یونهای پتاسیم ، سدیم و منیزیم را بلا اثر نماید. کلسیم بدلیل وجود در خاک قادر است بر قلیائیت آن اثر ومتعاقب آن در رویش گیاهان تاثیر داشته باشد. این عنصر در ساختمان بدن حیوانات (در بافتهای نرم) ، مایعات میان بافتی و اسکت بندی یافت می شود. استخوانهای مهره داران حاوی کلسیم ، بصورت فلوئورید کلسیم ، کربنات کلسیم و فسفات کلسیم می باشد همچنین کلسیم ذاتا در بسیاری از وظائف بیولوژیکی مهره داران ، سهیم است.

شناخت محیط رشد:کلسیم
درون گیاه، کلسیم بیشتر به صورت پکتات کلسیم، در دیواره یاخته ها، یافت می شود. و کارش متصل ساختن یاخته ها به هم است. این ماده ، به علت غیر قابل انتقال بودنش درون بافت ها، باید پیوسته دردسترس گیاه قرار گیرد، کمبود کلسیم باعث کمبود رشد و همچنین لوله شدن برگها و قهوه ای رنگ شدن ریشه ها می گردد. در گوجه فرنگی، کمبود کلسیم باعث گندیدگی ته میوه می شود. در سیب، وجود آن مایه سختی بافت های میوه شده، به عمر پس از برداشت آن می افزاید و کمبودش باعث آسیب پوستی می گردد. گرچه میزان کلسیم، اغلب در خاک ها به مراتب از پتاسیم کمتر است ولی بر عکس پتاسیم، قابلیت جذب آن برای گیاه خیلی زیادتر می باشد.
کمبود کلسیم را می توان با اضافه کردن آهک به خاک بر طرف ساخت ، البته باید در نظر داشت که آهک واکنش خاک را نیز بالا می برد. سوپر فسفات نیز حاوی مقدار زیادی کلسیم است. همچنین برای رفع کمبود کلسیم می توان گیاهان را با کلرور کلسیم و یا نیترات کلسیم محلول پاشی کرد.

[shirin71]

استرانسیوم

اطلاعات اولیه
استرانسیوم ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Sr و عدد اتمی آن 38 می‌باشد. استرانسیوم ، یک فلز قلیایی است که به رنگ سفید مایل به نقره‌ای یا زرد براق است و به‌شدت واکنش پذیر می‌باشد. این فلز هنگام مواجه با هوا به رنگ زرد در می‌آید و در Celestite و Strontianite بوجود می‌آید. Sr-90 به‌صورت ذرات رادیو اکتیو بوده ، نیمه عمری معادل 28 سال دارد.

تاریخچه
در سال 1790، "Adaor Crawfprd" ، کانی Strontianite را که از روی شهر اسکاتلندی Strontian نامگذاری شده بود، یافت که با کانی‌های دیگر باریوم تفاوت داشت. اما بعد "Klaproth" و "Hope" ، استرانسیوم را در سال 1798 کشف کردند. فلز خالص استرانسیوم برای اولین بار توسط "Sir Humphrey Davy" در سال 1808 با عمل الکترولیز جدا شده ، بدست آمد.

پیدایش
استرانتیوم معمولا در طبیعت بوجود می‌آید و %0.034 تمام سنگها و صخره‌های آتشفشانی را به خود اختصاص می‌دهد. این عنصر عمدتا به‌صورت سولفات کانی Celestite SrSO4 و Carbonate Strontiantie SrCO3 یافت می‌شود. Celestite بیشتر به‌صورت رسوبات ته‌نشین شده به مقدار زیاد وجود دارد که سهولت در توسعه استخراج معدن را ساده‌تر و جذاب‌تر می‌کند. با این حال Strontianite کانی مفیدتری می‌باشد، چرا که استرانسیوم بیشتر به‌صورت کربنات استفاده می‌شود. اما ذخایر بسیار کمی کشف شده اند که برای توسعه و استخراج معدن مناسب هستند.

این فلز می‌تواند از طریق عمل الکترولیز کلرید ذوب شده و کلرید پتاسیم بدست آید. همچنین از طریق کاهش اکسید استرانتیوم با آلومینیوم در خلاء و دمای تقطیر استرانسیوم نیز ساخته می‌شود. سه گونه هندسی از این عنصر وجود دارد که نقطه تغییر حالت آنها از 235 تا 540 درجه می‌باشد. قیمت فلز خالص (98%) استرانتیوم در سال 1990 $5/oz بود. بزرگترین دخایر استخراج شده این عنصر در انگلستان وجود دارد.

خصوصیات قابل توجه
از آنجا که این عنصر بسیار با هوا واکنش می‌دهد، در حالت طبیعی به‌صورت ترکیبی با عناصر دیگر در کانی‌های Strontianite ، Celestite و دیگر کانی‌ها وجود دارد. به‌صورت جدا شده ، یک فلز زرد رنگ است که تا حدی نیز چکش‌خوار می‌باشد و عمداتا در ساخت شعله‌های قرمز آتش‌بازی‌ها از آن استفاده می‌شود. استرانتیوم یک فلز نقره‌ای براق است که از کلسیم نرم‌تر بوده ، در آب واکنش پذیرتر می‌باشد.

از استرانسیوم در حالت تجزیه هیدروکسید استرانسیوم و گاز هیدروژن حاصل می‌شود. برای ایجاد ، هر دو اکسید استرانسیوم و نیترید استرانتیوم در هوا می‌سوزد، اما از آنجا که این عنصر با گاز هیدروژن زیر دمای 380 درجه واکنش نشان نمی‌دهد، این عنصر در دمای اطاق فورا اکسید می‌شود. بنابراین باید زیر Kerosene نگهداری شود تا از اکسیداسیون آن جلوگیری به عمل آید.

فلز استرانسیوم خالص به‌سرعت به رنگ زرد در آمده ، اکسید می‌شود. فلز پودر شده این عنصر فورا در هوا آتش می‌گیرد. نمکهای فرار استرانتیوم شعله‌های زیبایی را به رنگ قرمز سیر بوجود می‌آورند و این نمکها در Pyrotechnic ها برای تولید روشنایی استفاده می‌شوند. استرانسیوم طبیعی مخلوطی از چهار ایزوتوپ پایدار می‌باشد.

کاربردها
در حال حاضر استفاده اولیه استرانسیوم در ساخت شیشه تلوزیونهای رنگی و لامپهای کاتدی آنها می‌باشد.
در تولید مگنت‌های هیدروکسید آهن و پالایش روی کاربرد دارد.
Strontium Titanate نمای انکساری بسیار بالایی دارد و پراکندگی نوری آن از الماس نیز بیشتر است که باعث افزایش کاربرد آن در استفاده‌های نوری بصری می‌شود.
Strontium Titanate به‌عنوان سنگ جواهر نیز مورد استفاده قرار گرفته است، اما بسیار نرم بوده ، به‌راحتی خراشیده می‌شود و از این رو در جواهرات کاربرد زیادی ندارد. این سنگها به‌صورت طبیعی بوجود نمی‌آیند.
استرانسیوم برای تولید رنگ در آتش بازی‌ها نیز بکار می‌رود.
ایزوتوپها
استرانسیوم که یک فلز قلیایی می‌باشد، چهار ایزوتوپ طبیعی و پایدار دارد: Sr-84%0.56 , Sr-86%9.86 , Sr-81%7.0 و Sr-88%82.58. تنها ایزوتوپ Sr-87 رادیوژنیک می‌باشد که از تجزیه فلز قلیایی و رادیواکتیو روبیدیوم که نیم عمر 48800000 سال دارد، بوجود آمده است. بنابراین تنها دو منبع برای تولید Sr-87 وجود دارد که یا از ترکیب هسته‌ای عنصری با Sr-84 , Sr-86 و Sr-88 شکل می‌گیرد و یا از تجزیه رادیو اکتیو روبیدیوم 87.

از آنجا که استرانتیوم ، شعاع اتمی مشابه با کلسیم دارد، به‌راحتی در کانی‌ها جایگزین آن می‌شود. میزان Sr-87/Sr-86 در کانی‌ها و سنگها از 0.7 تا 4.0 گسترده شده است. 16 ایزوتوپ ناپایدار نیز برای این عنصر وجود دارند که مهمترین آنها Sr-90 با نیمه عمر 29 سال می‌باشد که از محصولات هسته‌ای)) است که مشکلاتی را برای سلامتی انسان به همراه دارد، چرا که به‌راحتی می‌تواند جانشین کلسیم در استخوان شود و از دفع از بدن جلوگیری کند.

این ایزوتوپ از قوی‌ترین و پویاترین ساتع‌کنندگان اشعه بتا است که تاکنون شناخته شده است و در سیستمهایSNAP (Systems for Nuclear Auxiliary Power) استفاده می‌شود. به نظر می‌رسد که از این سیستمها در ایستگاه‌های هوایی دور دست سفینه‌ها و شناورهای راه‌یاب و کلا مکانهایی که به یک منبع نیروی اتمی با وزن کم و قدرت الکتریکی و هسته‌ای نیاز باشد، بکار رود.

هشدارها
استرانسیوم به‌صورت خالص بسیار با آب واکنش می‌دهد و فورا آتش گرفته ، تولید آتش می‌کند و ممکن است که خطرات آتش‌سوزی را به همراه داشته باشد. بدن انسان نمی‌تواند از نظر شیمیایی فرقی مابین استورنیوم و کلسیم قائل شود و استرانسیوم را نیز همانند کلسیم به‌راحتی جذب می‌کند. استرانسیوم پایدار تهدیدات جدی برای سلامتی به همراه ندارد، اما استرانسیوم رادیواکتیو می‌تواند باعث بیماری‌های استخوانی از جمله سرطان استخوان شود.

[shirin71]

رادیوم

رادیوم ، یکی از عناصر شمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Ra و عدد اتمی آن 88 می‌باشد. ظاهرش تقریبا کاملا سفید است که در مجاورت با هوا سیاه می‌شود. رادیوم از گروه فلزات قلیایی خاکی بوده و همراه با اورانیوم یافت می‌شود. این عنصر به‌شدت رادیواکتیو بوده و ایزوتوپ پایدار آن 226Ra با نیم عمر 1602 سال است که به گاز کشنده رادون تبدیل می‌شود.

تاریخچه
رادیوم در سال 1898 ، در Bitchblende در شمال Bohemia توسط "Marie Curie" و شوهرش Pierre ، کشف شد. آنها در طی مطالعاتشان بر روی اورانیت با حذف کردن اورانیوم به ماده ای برخوردند که هنوز خاصیت رادیو اکتیوی داشت. آنها با این عمل یک مخلوط رادیو اکتیو جدا کردند که بیشتر آن را باریم که شعله ای قرمز رنگ و درخشان داشت و هرگز قبلا ثبت نشده بود، تشکیل می‌داد. رادیوم خالص در سال 1902 بوسیله عمل الکترولیز محلول کلرید رادیوم با الکترود جیوه و تقطیر گاز هیدروژن توسط "Curie" و "Andre Debierne" بدست آمد.

محصولات تجزیه‌ای رادیوم که به‌صورت رادیوم A، B،C و .. شناخته شده می‌باشند، در واقع ایزوتوپ عناصر دیگر هستند:


Radium emanation - radon-222
Radium A - polonium-228
Radium B - lead-214
Radium C - bismuth-214
Radium C1 - polonium-214
Radium C2 - thallium-210
Radium D - lead-210
Radium E - bismuth-210
Radium F - polonium 210
در چهارم فوریه 1936، رادیوم E به‌عنوان اولین عنصر رادیو اکتیو مصنوعی بدست آمد. در طی دهه 1930 کارگرانی که با شب‌نماها کار می‌کردند و در معرض رادیوم قرار می‌گرفتند، دچار مشکلات جدی مانند زخم کم‌خونی و سرطان استخوان می‌شدند. به همین دلیل استفاده از رادیوم به‌سرعت متوقف شد. کار با رادیوم با عنوان دلیلی برای مرگ زودرس Marie Curie در نظر گرفته شد.

پیدایش
از آنجا که رادیوم یکی از محصولات تجزیه‌ای اورانیوم می‌باشد، در معادن اورانیوم یافت می‌شود. رادیوم ، بیشتر از معدن اورانیت در Joachimsthal Bohemia بدست می‌آید. تقریبا در هر 7 تن اورانیت ، یک گرم رادیوم وجود دارد. خاکهای Carnotite در Colorado ، حاوی مقداری رادیوم هستند، اما معادن عنی تر در جمهوری دموکراتیک کونگو و Greate Lake کانادا قرار دارد. این عنصر را می‌توان از ضایعات اورانیوم نیز بدست آورد. معادن بزرگ اورانیوم در Ontario ، new mexico ، Utah ، Autralia قرار دارند.

خصوصیات قابل توجه
رادیوم که سنگین‌ترین فلزات قلیایی خاکی می‌باشد، بسیار رادیو اکتیو بوده و از نظر شیمیایی به فلز باریم شباهت دارد. این فلز به‌صورت ترکیبی و در مقادیر بسیار کم در معادل اورانیوم یافت می‌شود. آماده سازی رادیوم برای نگهداری آن در دماهای بالاتر از دمای محیط با توجه به تششعات آلفا ، بتا و گامای رادیوم بسیار قابل توجه می‌باشد. همچنین رادیوم اگر در مجاورت برلیوم قرار بگیرد، نوترون تولید می‌کند.

فلز رادیوم به‌صورت خالص به رنگ سفید براق می‌باشد که در مجاورت هوا به رنگ سیاه تغییر می‌یابد. (احتمالا این عمل به‌دلیل وجود ساختارهای نیتریدی آن رخ می‌دهد) رادیوم فلزی درخشان بوده و رنگ آبی کمرنگ از خود ساتع می‌کند. همچنین در آب تجزیه شده و هیدرواکسید رادیوم را می‌سازد که مقداری از باریم فرارتر است.

کاربردها
موارد استفاده عملی از رادیوم به خواص رادیواکتیوی آن برمیگردد. البته برخی از ایزوتوپهای رادیواکتیوی که اخیرا کشف شده‌اند، مانند کبالت 8 و سزیم 137 جایگزین رادیوم شده‌اند، چرا که بیشتر آنها قدرتمندتر بوده و کار کردن با آنها ساده‌تر و ایمن‌تر است.



یک گرم رادیوم ، روزانه به مقدار 0.0001 میلی‌گرم گاز رادون از خود ساطع می‌کند که در درمان سرطان‌ها موثر است.
رادیوم قبلا به‌صورت شب‌نما)) در ساعتها و ابزارهای شماره گیر استفاده می‌شد. البته امروزه این کاربرد به‌دلیل زیاد شدن تاثیرات منفی که به خاصیت رادیواکتیوی آنها برمی‌گردد، منسوخ شده است.
رادیوم به‌عنوان یک منبع نوترونی با انرژی زیاد در مطالعات فیزیکی کاربرد دارد.
رادیوم ( معمولا به‌صورت کلرید رادیوم) برای تولید گاز رادون که در درمان سرطان‌ها موثر است، در پزشکی کاربرد دارد.
کوری که واحد SI برای اندازه گیری خاصیت رادیو اکتیوی می‌باشد، بر اساس رادیوم 226 قرار داده شده است.
رادیوم که از بزرگترین عناصر می‌باشد، همچنین در منابع نوترونی به‌صورت ترکیبی با Francium بکار برده می‌شود.
ترکیبات
ترکیبات آن به رنگ قرمز عمیق ( قرمز پر رنگ crimson carmine با سایه ای از بنفش ) بوده و طیف مشخصی را ایجاد می‌کنند. ترکیبات رادیوم به‌علت نیم عمر کوتاه و رادیواکتیویته شدید ، بسیار کمیاب بوده ، به حالت جدا در سنگ معدن اورانیوم وجود دارد.

فلوریدها
رادیوم «II» فلوراید (RaF2)
کلریدها
رادیوم «II» کلرید (RaCl2)
برومیدها
رادیوم «II» برومید (RaBr2)
یدیدها
رادیوم «II» یدید (RaI2)
هیدریدها ( اطلاعاتی در دست نیست. )
اکسیدها
رادیوم «II» اکسید (RaO)
سولفیدها ( اطلاعاتی در دست نیست. )
سلیندها ( اطلاعاتی در دست نیست. )
تلوریدها ( اطلاعاتی در دست نیست. )
نیتریدها ( اطلاعاتی در دست نیست. )
ایزوتوپها
رادیوم ، 25 ایزوتوپ گوناگون دارد که چهار تا از آنها در طبیعت یافت می‌شوند که رادیوم 226 بیشترین و پایدارترین آنهاست. Ra223 ، Ra224 ، Ra226 و Ra228 همه از تجزیه عنصر U یا Th بوجود می‌آیند. Ra226 محصول تجزیه عنصر U238 بوده که طولانی‌ترین عمر ایزوتوپی رادیوم با نیم عمر 1602 سال را داراست. بعد از آن طولانی‌ترین عمر ایزوتوپی متعلق به Ra228 است که با نیمه عمر 6.7 سال می‌باشد که حاصل تجزیه عنصر Th232 است.

خاصیت رادیواکتیوی
رادیوم حدودا 1 میلیون برابر اورانیوم خاصیت رادیو اکتیوی دارد. تجزیه رادیوم در شش مرحله انجام می‌گیرد. محصولات اصلی و متوالی رادیوم که مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته‌اند، Emanation یا Exradio نام دارند: Radium A ، B ، C و … . (emanation یک گاز سنگین است و محصولات دیگر آن جامد می‌باشند.)

این عناصر که وزن اتمی آنها مقداری کمتر از وزن عناصر دیگر می‌باشد، عناصری ناپایدار هستند. رادیوم در هر 25 سال 1% از فعالیت خود را از دست می‌دهد، چراکه به عناصری با وزن اتمی کمتر تبدیل می‌شود. سرب ، آخرین محصول تجزیه رادیوم می‌باشد. کوری واحد اندازگیری خاصیت رادیو اکتیوی می‌باشد که میزان تجزیه آن برابر با تجزیه یک گرم رادیوم 226 است.

هشدارها
رادیوم ، سمی است. رادیوم به شدت رادیو اکتیو بوده و محصول تجزیه آن ، رادون ، برای شش بسیار کشنده است از آنجا که رادیوم با کلسیم در ارتباط است، می‌تواند صدمات جدی را بدلیل جایگزینی در استخوان بوجود آورد. استنشاق ، تزریق و یا تماس بدنی با رادیوم می‌تواند موجب سرطان شده و مشکلات جسمی دیگری را بوجود آورد. رادیوم ذخیره شده باید به هوا داده شود تا از جمع شدن و انباشتگی رادون جلوگیری به عمل آید.

انرژی ساطع شده از رادیوم ، گازها را به یون تبدیل می‌کند، بر روی صفحات عکاسی تاثیر می‌گذارد، باعث بوجود آمدن زخم بر روی پوست می‌شود و تاثیرات دیگری را نیز بر جای می‌گذارد. میزان این تاثیرات به مقدار رادیوم موجود بستگی دارد، نه ترکیب شیمیایی آن.
نام, علامت اختصاری, شماره Radium, Ra, 88
گروه شیمیایی قلیائی خاکیها
گروه, تناوب, بلوک 2«IIA), 7 , s
جرم حجمی, سختی) 5000 kg/m3, no data
رنگ سفید نقره‌ای براق
خواص اتمی
وزن اتمی (226.0254) amu
شعاع اتمی 215 pm
شعاع کووالانسی no data
شعاع وندروالس no data
ساختار الکترونی [Rn]7s2
-e بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2
درجه اکسیداسیون (اکسید) 2 ( باز قوی)
ساختار کریستالی بدنه مکعب مرکزی
خواص فیزیکی
حالت ماده جامد غیر مغناطیسی
نقطه ذوب 973 K (1292 °F)
نقطه جوش 2010 K (3159 °F)
حجم مولی 41.09 ((scientific notation|ש»10-6 m3/mol
گرمای تبخیر no data
گرمای هم جوشی 37 kJ/mol
فشار بخار 327 Pa at 973 K
سرعت صوت no data
متفرقه
الکترونگاتیویته 0.9 (درجه پاولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 94 J/kg*K
رسانائی الکتریکی no data
رسانائی گرمایی 18.6 W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون 509.3 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 979.0 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون no data

[shirin71]

برون

بورون ( بور ) ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان B و عدد اتمی 5 می‌باشد. این عنصر ، شبه فلز سه ظرفیتی به مقدار فراوان در سنگ معدن بوره (borax) وجود دارد. این عنصر به دو شکل ایزوتوپ یافت می‌شود: بورون غیر بلورین که بصورت پودر قهوه‌ای رنگ و بورون فلزی که سیاه رنگ است. نوع فلزی آن سخت بوده ( 9,3 در مقیاس Mohs ) که رسانای خوبی در حرارت اطاق نمی‌باشد. بورون هرگز بصورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود.

خصوصیات قابل توجه
بورون ، کمبود الکترون داشته ، دارای یک اوربیتال p آزاد است. ترکیبات بورون ، رفتاری همانند اسیدهای لوییس دارند و به‌سرعت ، جهت ارضاء میل بورون به جذب الکترون ، به گونه‌های دارای الکترون زیاد می‌چسبند. از ویژگیهای ظاهری این عنصر ، گسیل اشعه مادون قرمز است. در حرارتهای استاندارد ، بورون رسانای الکتریکی ضعیفی است، اما در حرارت بالا خاصیت هدایت الکتریکی خوبی دارد.

خاصیت کشش پذیری بورون از تمامی عناصر شناخته شده بیشتر است. از نیترید بورون می‌توان در ساخت موادی به سختی الماس استفاده نمود. از این نیترید بعنوان عایق استفاده می‌گردد، اما خاصیت هدایت حرارتی شبیه یک فلز دارد. این عنصر همچنین دارای خاصیت روان کننده مثل گرافیت است. بورون مانند کربن دارای توانایی ایجاد شبکه‌های مولکولی با پیوند کووالانسی است.

کاربردها
مهمترین ترکیب بورون از نظر اقتصادی تترابورات سدیم Na2B4O7, 5H2O یا بوراکس است که به میزان بسیار زیادی در ساخت عایقهای فایبر گلاسی و سفید کننده پربورات سدیم بکار می‌رود.
بورون غیر بلورین به‌سبب رنگ سبز مخصوصی که دارد، در فشفشه‌های نورافشان بکار می‌رود.
اسید بوریک ، ترکیب مهمی است که در محصولات پارچه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ترکیبات بورون دردر ترکیبات آلی و تولید شیشه‌های بوروسیلیکات کاربرد وسیعی دارند.
سایر ترکیبات ، بعنوان نگه‌دارنده‌های چوب مورد استفاده قرار می‌گیرند و ویژگی خاصی که در این مورد دیده می‌شود، درجه پایین سمی بودن آنها است.
بورون- 10به‌عنوان سپری در برابر تشعشعات و نوترون یاب در کنترل رآکتورهای اتمی بکار گرفته می‌شود.
مفتولهای بورون ، موادی سبک و بسیار مقاوم هستند و عمدتا" در سازه‌های پیشرفته هوا-فضا کاربرد دارند.
مطالعه بر روی ترکیبات بورون در حال انجام است تا از آنها در موارد گسترده دیگری از جمله غشاهای نفوذ پذیر قند ، دریافتگرهای کربوهیدرات و bioconjugates استفاده شود.
مطالعه بر روی کاربردهای دارویی نیز در حال انجام است، از جمله درمان با جذب نوترون بورون و تولید دارو. سایر ترکیبات بورون نیز نوید بخش معالجه ورم مفاصل (آرتروز) هستند.
تاریخچه
ترکیبات بورون ( از ریشه عربی Buraq و فارسی بوره ) هزاران سال پیش شناخته شده‌اند. در یونان باستان ، وابسته به سنگ معدنی به نام natron بود که علاوه بر سایر نمکهای معمول ، حاوی بورات نیز بود. لعابهای بوراکس درچین ، از 300 بعد از میلاد بکار می‌رفت و در روم باستان نیز از ترکیبات بورون در تولید شِشه استفاده می‌شد.

Sir Humphrt Davy ، Gay-Lussac و L.J.Thenard در سال 1808 این عنصر را با درصد خلوص 50 جدا کردند. آنها این ماده را بعنوان یک عنصر نپذیرفتند. در ســال 1824 "Jٱٱ Jacob Berzelius" بورون را بعنوان یک عنصر شناسایی کرد. "W.Weintraub" شیمیدان آمریکایی اولین کسی بود که سال 1909 موفق به تولید بورون خالص شد.

پیدایش
آمریکا و ترکیه ، بزرگترین تولید کنندگان بورون هستند. این عنصر در طبیعت به‌صورت اصلی خود یافت نمی‌شود، بلکه بصورت ترکیب در بوراکس ، اسید بوریک ، بورات کلسیم ، کربنیت ، ulexite و بوراتس وجود دارد. بوریک اسید گاهی در آب چشمه‌های آتشفشانی یافت می‌شود. Ulexite نوعی کانی است که بطور طبیعی خصوصیات فیبرهای نوری را دارا می‌باشد.

از نظر اقتصادی ، منابع مهم آن ، سنگ معدن راسوریت اوره ( kernite ) و تینکال ( سنگ معدن باروکس ) است که هر دوی آنها در صحرای موهاوی در کالیفرنیا وجود دارند، (در این محل باروکس مهمترین منبع است ).ترکیه محل دیگری است که میزان بسیار زیادی از این عنصر در آن وجود دارد.

بورون خالص به‌آسانی تهیه نمی‌شود. ابتدایی‌ترین روش برای تهیه آن ، کاهش اکسید بور با فلزاتی چون منیزیوم یا آلومینیوم بود.اما این محصول تقریبا" همیشه با بورید فلزات آلوده می‌با‌شد. (با این وجود این واکنش بسیار چشمگیر است ). بورون خالص را می‌توان با کاهش hologenide های بورون ناپایدار بوسیله هیدروژن و در حرارت بالا تهیه نمود. در سال 1997 بورون بلورین ( خلوص 99% ) هر گرم 5 دلار و نوع بی‌شکل آن هر گرم 2 دلار قیمت داشت.

ایزوتوپها
بورون دارای دو ایزوتوپ طبیعی پایدار است:( B-11 ( 1/80% و ( B-10( 9/19%. نتایج بسیار متفاوت در رشته وسیعی از 11 δB-، آنرا در آبهای طبیعی بین 16- تا 59+ برآورد می کند.(؟) شکنش ایزوتوپی بورون بوسیله واکنشهای تبادلی گونه های بورون ( BOH3 و BOH4 ) کنترل می‌شود. همچنین ایزوتوپهای بورون در خلال تبلور معدنی ، در طی تغییرات فازی H2O nv سیستمهای آب گرمایی ( hydrothermal ) و دگرگونی آب گرمائی سنگ شکنش می‌یابند. این تاثیر آخری ( ترجیحا خروج گونه یون 10B(OH)4 ) احتمالا" باعث غلظت بالای 11B در آب دریا به نسبت پوسته های اقیانوسی و قاره‌ای است.

هشدارها
بورون عنصری و بوراتها سمی نیستند، لذا هنگام سروکار با آنها نیاز به ملاحظات خاصی نیست. بعضی از ترکیبات هیدروژن –بورون سمی هستند که هنگام کار با آنها نیاز به توجهات ویژه‌ای می‌باشد.

[shirin71]

آلومینیوم


تاریخچه کشف آلومینیوم
"فردریک وهلر" بطور کلی به آلومینیوم خالص اعتقاد داشت .(لاتین :alum alumen). اما این فلز دو سال پیشتر بوسیله "هانس کریستین ارستد" شیمیدان و فیزیکدان دانمارکی بدست آمد. در روم و یونان باستان این فلز را بعنوان ثابت کننده رنگ در رنگرزی و نیز بعنوان بند آورنده خون در زخمها بکار می‌بردند و هنوز هم بعنوان داروی بند آورنده خون مورد استفاده است. در سال 1761 ، "گویتون دموروو" پیشنهاد کرد تا alum را آلومین (alumin) بنامند.

پیدایش و منابع
اگر چه Al ، یک عنصر فراوان در پوسته زمین است(18%) ، این عنصر در حالت آزاد خود بسیار نادر است و زمانی یک فلز گرانبها و ارزشمندتر از طلا به حساب می‌آمد. بنابراین ، بعنوان فلزی صنعتی اخیرأ مورد توجه قرار گرفته و در مقیاسهای تجاری تنها بیش از 100 سال است که مورد استفاده است. در ابتدا که این فلز کشف شد، جدا کردن آن از سنگها بسیار مشکل بود و چون کل آلومینیوم زمین بصورت ترکیب بود، مشکل‌ترین فلز از نظر تهیه به شمار می‌آمد.


آلومینیوم برای مدتی از طلا با ارزش‌تر بود، اما بعد از ابداع یک روش آسان برای استخراج آن در سال 1889 ، قیمت آن رو به کاهش گذاشت و سقوط کرد. تهیه مجدد این فلز از قطعات اسقاط (از طریق بازیافت) تبدیل به بخش مهمی از صنعت آلومینیوم شد. بازیافت آلومینیوم موضوع تازه ای نیست، بلکه از قرن نوزدهم یک روش رایج برای این کار وجود داشت. با اینهمه تا اواخر دهه 60 این یک کار کم منفعتی بود تا زمانیکه بازیافت قوطیهای آلومینیومی آشامیدنیها بالاخره بازیافـت این فلز را مورد توجه قرار داد. منابع بازیافت آلومینیوم عبارتند از: اتومبیلها ، پنجره ها ، درها ، لوازم منزل ، کانتینرها و سایر محصولات ... .

معرفی
آلومینیوم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای علامت Al و عدد اتمی 13 می‌باشد. آلومینیوم که عنصری نقره‌ای و انعطاف‌پذیر است، عمدتأ به صورت سنگ معدن بوکسیت یافت می‌شود و از نظر مقاومتی که در برابر اکسیداسیون دارد، همچنین وزن و قدرت آن ، قابل توجه است. آلومینیوم در صنعت برای تولید میلیونها محصول مختلف بکار می‌رود و در جهان اقتصاد ، عنصر بسیار مهمی است.

اجزای سازه‌هایی که از آلومینیوم ساخته می‌شوند، در صنعت هوانوردی و سایر مراحل حمل و نقل بسیار مهم هستند. همچنین در سازه‌هایی که در آنها وزن پایداری و مقاومت لازم هستند، وجود این عنصر اهمیت زیادی دارد.

ویژگی‌های قابل توجه
آلومینیوم ، فلزی نرم و سبک ، اما قوی است، با ظاهری نقره‌ای - خاکستری مات و لایه نازک اکسیداسیون که در اثر برخورد با هوا در سطح آن تشکیل می‌شود، از زنگ خوردگی بیشتر جلوگیری می‌کند. وزن آلومینیوم تقریبأ یک سوم فولاد یا مس است.ِ چکش خوار ، انعطاف پذیر و به راحتی خم می‌شود. همچنین بسیار بادَوام و مقاوم در برابر زنگ خوردگی است. بعلاوه ، این عنصر غیر مغناطیسی ، بدون جرقه ، دومین فلز چکش خوار و ششمین فلز انعطاف‌پذیر است.

کاربردها
چه از نظر کیفیت و چه از نظر ارزش ، آلومینیوم کاربردی‌ترین فلز بعد از آهن است و تقریبأ در تمامی بخشهای صنعت دارای اهمیت می‌باشد. آلومینیوم خالص ، نرم و ضعیف است، اما می‌تواند آلیاژهایی را با مقادیر کمی از مس ، منیزیوم ، منگنز ، سیلیکون و دیگر عناصر بوجود آورد که این آلیاژها ویژگی‌های مفید گوناگونی دارند. این آلیاژها اجزای مهم هواپیماها و راکتها را می‌سازند.

وقتی آلومینیوم را در خلاء تبخیر کنند، پوششی تشکیل می‌دهد که هم نور مرئی و هم گرمای تابشی را منعکس می‌کند. این پوششها لایه نازک اکسید آلومینیوم محافظ را بوجود می‌آورند که همانند پوششهای نقره خاصیت خود را از دست نمی‌دهند. یکی دیگر از موارد استفاده از این فلز در لایه آینه‌های تلسکوپ‌های نجومی است.

برخی از کاربردهای فراوان آلومینیوم عبارتند از:



حمل و نقل ( اتومبیل‌ها ، هواپیماها ، کامیون‌ها ، کشتی‌ها ، ناوگانهای دریایی ، راه آهن و ... )
بسته‌بندی ( قوطی‌ها ، فویل و... )
ساختمان ( درب ، پنجره ، دیوار پوشها و ... )
کالاهای با دوام مصرف کننده ( وسایل برقی خانگی ، وسایل آشپزخانه ، ... )
خطوط انتقال الکتریکی ( به‌علت وزن سبک اگرچه هدایت الکترِکی آن تنها 60% هدایت الکتریکی مس می‌باشد )
ماشین آلات
اکسید آلومینیوم (آلومینا) بطور طبیعی و بصورت کوراندوم ، سنگ سمباده (emery) ، یاقوت (ruby) و یاقوت کبود (sapphire) یافت می‌شود که در صنعت شیشه‌سازی کاربرد دارد. یاقوت و یاقوت کبود مصنوعی در لیزر برای تولید نور هم‌نوسان بکار می‌روند. آلومینیوم با انرژی زیادی اکسیده می‌شود و در نتیجه در سوخت موشکهای با سوخت و دمازاها مورد استفاده واقع می‌شود.

استخراج آلومینیوم
آلومینیوم یک فلز واکنشگر است و نمی‌تواند از سنگ معدن خود بوکسیت (Al2O ) بوسیله کاهش با کربن جدا شود. در عوض روش جداسازی این فلز از طریق الکترولیز است. (این فلز در محلول اکسیده شده ، سپس بصورت فلز خالص جدا می‌شود.) لذا جهت این کار ، سنگ معدن باید درون یک مایع قرار بگیرد. اما بوکسیت دارای نقطه ذوب بالایی است (2000 درجه سانتی‌گراد) که تامین این مقدار انرﮊی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

برای سالهای زیادی بوکسیت را در فلورید سدیم و آلومینیوم مذاب قرار می‌دادند و نقطه ذوب آن تا 900درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یافت. اما امروزه مخلوط مصنوعی ازآلومینیوم ، سدیم و فلوئورید کلسیم ، جایگزین فلورید سدیم و آلومینیوم شده است. این فرایند هنوز مستلزم انرژی بسیار زیاد است و کارخانجات آلومینیوم دارای ایستگاههای برق مخصوص خود در اطراف این کارخانه‌ها هستند.

الکترودهایی که در الکترولیز بوکسیت بکار می‌روند، هر دو کربن هستند. وقتی سنگ معدن در حالت مذاب است، یونهای آن آزادانه حرکت می‌کنند. واکنش در کاتد منفی اینگونه است:



Al3+ + 3e ----> Al

در اینجا یون آلومینیوم در حالت کاهش است(الکترونها اضافه می‌شوند). سپس فلز آلومینیوم به سمت پایین فرو می‌رود و خارج می‌شود.

آند مثبت ، اکسیژن بوکسیت را اکسیده می‌کند که بعد از آن با الکترود کربنی واکنش کرده تا تولید دی‌اکسید کربن نماید.

این کاتد باید عوض شود، چون اغلب تبدیل به دی‌اکسید کربن می‌شود. بر خلاف هزینه الکترولیز ، آلومینیوم فلزی ، ارزان با کاربرد وسیع است. امروزه آلومینیوم را می‌توان از خاکه معدنی (clay) استخراج کرد، اما این فرایند ، اقتصادی نیست.

ایزوتوپها
آلومینیوم ، دارای 9 ایزوتوپ است که عمده‌ترین آنها بین 23 تا 30 مرتب شده‌اند. تنها Al-27 ( ایزوتوپ پایدار ) و AL-26 (ایزوتوپ رادیو اکتیو) بطور طبیعی وجود دارند. AL-26 از پراشیدن ذرات اتم آرگون در اتمسفر که در نتیجه پروتونهای اشعه کیهانی رخ می‌دهد، تولید می‌شود. ایزوتوپهای آلومینیوم ، کاربردهای عملی در تعیین قدمت رسوبات دریایی ، خاستگاه منگنز ، یخهای دوران یخبندان ، کوارتز در صخره‌ها و شهاب سنگها دارد.

AL-26 اولین بار در مطالعات ماه و شهاب‌سنگها بکار رفت. اجزاء شهاب‌سنگها بعد از جدا شدن از پیکره مادر در مدت سفر خود در فضا در معرض شدید بمباران اشعه کیهانی هستند که باعث تولید آلومینیوم 27 پایدار می‌شود. بعد از سقوط روی زمین ، حفاظ اتمسفر مانع از تولید AL-26 بیشتر از قطعات شهاب‌سنگها می‌شود و واپاشی آن در تعیین عمر زمینی آنها موثر است. تحقیقات روی شهاب‌سنگها ثابت کرده است که AL-26 در زمان شکل‌گیری سیاره ما نسبتا به مقدار فراوان وجود داشته است. احتمالا انرژی آزاد شده در نتیجه واپاشی AL-26 ، ذوب شدن مجدد و جدایی سیارکها بعد از شکل گیری آنها را 2-4 میلیارد سال پیش در پی داشته است.

هشدارها
آلومینیوم یکی از معدود عناصر فراوانی است که ظاهرا هیچ فعالیت موثری در سلولهای زنده ندارد. اما درصد کمی از مردم به آن حساسیت دارند. آنها تجربه کرده‌اند تماس هر نوع از آن موجب التهاب پوستی می‌شود. مصرف داروهای بند آورنده خون و مواد ضد عرق باعث ایجاد جوشهای خارش آور و سوء هاضمه می‌گردد. عدم جذب مواد غذایی مفید از غذاهای پخته شده در ظروف آلومینیومی همچنین تهوع و سایر علائم مسمومیت در نتیجه خوردن اینگونه محصولات مانند Maalox ، Amphojel ، Kaopectate .

در سایر افراد آلومینیوم مانند فلزات سنگین ، سمی نیست، اما در صورت مصرف زیاد علائمی از مسمومیت دیده شده است. اگرچه استفاده از ظروف غذای آلومینیومی به خاطر مقاومت در برابر زنگ‌زدگی و خاصیت هدایت گرمایی بالای آنها بسیار رایج است، در کل ، هیچگونه علامتی در مورد ایجاد مسمومیت آنها دیده نشده است. مصرف زیاد داروهای ضد اسید و مواد ضد عرق که حاوی ترکیبات آلومینیومی هستند، احتمال مسمومیت بیشتری دارند. بعلاوه احتمال ارتباط آلومینیوم با بیماری آلزایمر مطرح شده است، گرچه اخیرا این فرضیه رد شده است.

املا
املاء رسمی این عنصر ، IUPAK) Aluminium) است، گرچه عموما آمریکایی‌ها و کانادایی‌ها آنرا بصورت Aluminum نوشته و تلفظ می‌کنند. "همفری دیوی" در سال1807 Aluminum را برای عنصر کشف شده در آن زمان ارائه کرد، اما بعدا تصمیم گرفت تا این نام را به Aluminium تغییر دهد که با وجود ium در نام بیشتر عناصر تطبیق کند. بعدها املا Aluminium در بریتانیا و آمریکا متداول شد، اما بعد بتدریج آمریکایی‌ها برای اهداف غیرتخصصی این نام را به Aluminum برگرداندند. نام رسمی این عنصر در آمریکا و در رشته شیمی تا سال 1926 بصورت Aluminium بکار رفت. از این تاریخ به بعد انجمن شیمی آمریکا تصمیم به استفاده از املاء Aluminum در نشرِات خود گرفت.

[shirin71]

گالیم

گالیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Ga و عدد اتمی 31 می باشد. گالیم فلز پست نرم، کمیاب و نقره ای رنگ است که در حرارت پایین شکننده بوده اما در بالاتر از دمای اطاق به حالت مایع در می آید و واقعا در کف دست می جوشد .این عنصر در مقادیر بسیار کم در سنگ معدن بوکسیت و روی وجود دارد. آرسنید گالیم بعنوان نیمه هادی و بیشتر در دیودهای نور افشان (LED ها)مورد استفاده می باشد.


خصوصیات قابل توجه

گالیم با درجه خلوص بالا رنگ نقره ای جذابی داشته و فلز جامد آن مانند شیشه می شکند. فلز گالیم در صورت سخت شدن 1/3 درصد انبساط می یابد بنابراین نباید آنرا درظروف شیشه ای یا فلزی نگهداری کرد. همچنین گالیم ، بیشتر فلزات دیگر را با نفوذ در شبکه فلزی آنها فرسوده می کند.

گالیم یکی از چهار فلزی «سزیم ، جیوه و روبیدیم) است که در دمای نزدیک به دمای معمولی اطاق به شکل مایع هستند و بنابراین می توان از آنها در دماسنجهای دمای بالا استفاده نمود.از نکات قابل توجه این عنصر ،دارا بودن یکی از بزرگترین بازه های مایع(منظور فاصله بین دمای ذوب و دمای تبخیر می باشد) برای یک فلز ،و دارا بودن فشار بخار کم در دماهای زیاد است.

این فلز تمایل شدیدی به فوق سرد شدن زیر نقطه ذوب خود دارد لذا برای سخت نمودن آن استفاده از ریزبلورها( ذرات ریزی که برای منجمد کردن بکار می رود) ضروری است.گالیم با درجه خلوص بالا توسط اسیدهای معدنی به آهستگی مورد حمله قرار می گیرند. نقطه ذوب آن بسیار پایین است (T=30°c) و چگالی آن در حالت مایع بیشتر از حالت بلوری آن می باشد.( همانند آب، برای فلزات معمولا" تاثیرات معکوس دیده می شود).

گالیم بصورت هیچ یک از ساختارهای بلوری ساده متبلور نمی شود. حالت پایدار در شرایط عادی به صورت قائم الزاویه با 8 اتم در سلول واحد معمولی می باشد. هر اتم تنها یک همسایه نزدیک ( در مسافت A 44/2 ) و شش همسایه دیگر در A39/0 دارد.بسیاری از حالات پایدار و فراپایدار، تابع دما و فشار هستند.

عامل اتصال اتمهای نزدیکتر، ویژگی کووالانسی است ،بنابراین دوتائی های Ga2 اساسی ترین بخش این ساختار بلوری می باشد. ترکیب آرسنید گالیم قادر است الکتریسیته را مستقیما" به نور هم فاز تبدیل کند( این ویژگی برای دیودهای نورفشان ضروری است).


کاربردها

عمده ترین مورد استفاده گالیم در IC های آنالوگ است ودومین کاربرد نهائی عمده آن در دستگاههای الکترونیک نوری ( بیشتر دیودهای لیزری و دیودهای نور فشان) می باشد.کاربردهای دیگر آن به شرح زیر است :


گالیم چون باعث خیس شدن شیشه یا چینی می شود در ساخت آئینه های بسیار شفاف بکار می رود.
به طور وسیع برای استحکام نیمه هادیها داشته و در ساخت ابزار جامد مثل ترانزیستور مورد استفاده قرار می گیرد.
گالیم به راحتی با بیشتر فلزات آلیاژ تشکیل داده و بعنوان بخشی از آلیاژهای زود ذوب بکار می رود.

استفاده از گالیت منیزیم دارای ناخالصی (مانند Mn+2 )، در ساخت پودر فسفر فعال شده با اشعه ماوراء بنفش آغاز گشته است.


تاریخچه

گالیم را( از واژه لاتین Gallia به معنی "فرانسه" ونیز gallus به معنی خروس) Lecoq de Boisbaudran در سال 1875 با مشخصه طیف نمایی خود ( 2 خط بنفش) و در آزمایش یک مخلوط روی از کوههای پیرنه کشف نمود. قبل از کشف بیشتر ویژگیهای این عنصر توسط Dmitri Mendeleev بر مبنای جایگاهش در جدول تناوبی پیش بینی و توصیف شده بود ( او این عنصر فرضی را eka-aluminum نامید) .بعدها Boisbaudran در سال 1875 با الکترولیز هیدروکسید در محلول KOH این عنصر آزاد را بدست آورد. او نام این عنصر را از نام سرزمین مادری اش فرانسه اقتباس کرد و در یکی از جناسهای چند زبانه مورد علاقه دانشمندان اوایل قرن نوزدهم ،نام این عنصر را از نــام "Lecoq " به معنی خروس گرفتند ،و کلمه لاتین برای خروس ، "gallus" است.





پیدایش

این فلز حقیقی اغلب بصورت اجزاء بسیار کم در بوکسیت ، ذغال سنگ ، دیاسپور ، ژرمانیت واسفالریت یافت می شود. غبار لوله حاصل از سوخت ذغال سنگ دارای مقادیر ب بزرگی 5/1 درصد گالیم می باشد.

[shirin71]

ایندیم

ایندیم عنصر شیمیایی است که با نشان In و عدد اتمی 49 در جدول تناوبی وجود دارد.این فلز حقیقی کمیاب که نرم و چکش خوار بوده وبه راحتی ذوب می شود، از نظر شیمیایی مانند آلومینیم و گالیم است اما از نظر ظاهری بیشتر شبیه روی می باشد(همچنین سنگ معدن روی منبع اولیه ایندیم است).در حال حاضر عمده کاربرد آن در ساخت لایه های نازکی است که از آنها بعنوان لایه های روغن کاری شده استفاده می شود.(در جنگ جهانی دوم بعنوان پوشش چرخ دنده هواپیماهایی که در ارتفاع بالا پرواز می کردند کاربرد زیادی داشت).


خصوصیات قابل توجه


ایندیم فلز حقیقی سفید رنگ و بسیار نرمی است که دارای سطح درخشانی می باشد.این فلزاگر خالص باشد هنگام خم شدن تولید صدایی ممتد و زیر می کند.گالیم و ایندیم هر دو توانایی خیس کرده شیشه را دارند.


کاربردهــــــــا


اولین و عمده ترین کاربرد ایندیم درپوشش چرخ دنده های موتورهواپیماهای بلند پرواز در طول جنگ جهانی دوم بود.بعدا" که کاربردهای بیشتری برای آن در آلیاژها، لحیم ها و علم الکترونیک یافت شد تولید آن به تدریج افزایش یافت.در اواسط و اواخر دهه 90 تولید افزایش نیمه هادیهای فسفید ایندیم ولایه های نازک اکسید ایندیم – قلع برای LCD«liquid crystal displays) بیشتر مورد توجه قرار گرفت.تا پایان سال 1992 این لایه های نازک عمده ترین کاربرد این عنصر بود.سایر موارد استفاده از ایندیم :

در ساخت آلیاژهای با نقطه ذوب پایین کاربرد دارد.آلیاژی که حاوی 24% ایندیم و 76% گالیم می باشد در دمای اطاق به حالت مایع است.
برای ساخت نوررسانها، ژرمانیم، ترانزیستور، یکسو کننده ها و دما یابها بکار می رود.
از آن می توان روکش فلزات استفاده کرد و با بخار آن روی شیشه تولید آئینه هایی نمود که به همان خوبی آئینه های ساخته شده با نقره است اما در مقابل فرسایش مقاومت بیشتری دارد.
اکسید آن برای ساخت صفحات کلید( Panels) برق درخشی «electroluminescent) مورد استفاده می باشد.


تاریخچــــــه


Ferdinand Reich و Theodore Richter در سال 1863 هنگامیکه برای یافتن تالیم، با یک طیف نگار مشغول آزمایش سنگ معدن روی بودند ایندیم را( نام آن از خط نیلی در طیف اتمی اش اقتباس شد indigoخط).Richterتا جداسازی این عنصر در سال 1867 به فعالیت ادامه داد.


پیدایــــــش





ایندیم را بیشتر از ته مانده هایی که در طول پردازش سنگ معدن روی بجا مانده تولید می کنند اما در سنگ معدن آهن ، سرب و مس نیز یافت می شود.بیشترین مقدار ایندیم مصرف شده مربوط به تولید جهانی LCD است.افزایش راندمان تولید و بازیافت آن ( بخصوص در ژاپن) بین عرضه و تقاضا تعادل ایجاد کرده است.میامگین قیمت ایندیم در سال 2000 هر کیلوگرم 188 دلار آمریکا بود.
تاسال 1924 مقدار ایندیم جدا شده در زمین تنها حدود یک گرم بود.ایندیم موجود در زمین حدود ppm1/0 برآورد شده که با این حساب فراوانی آن به مقدار نقره است.کانادا با تولید بیش از000 1000 اونس تروی در سال 1997 تولیدکننده عمده این عنصر به حساب می آید.


هشدارهـــــــا


مدارک تایید نشده ای مبنی بر میزان پایین سمی بودن ایندیم وجود دارد.اما در صنایع جوشکاری و نیمه هادیها که در آنها مقدار مواجهه با این عنصر زیاد است هیچ گزارشی درباره اثرات جانبی مسمومیت در دست نیست.

[shirin71]

تالیم

اطلاعات اولیه
تالیم ، یک عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Tl و عدد اتمی 81 می‌باشد. این فلز ضعیف نرم و چکش‌خوار و خاکستری رنگ شبیه قلع است، ولی در معرض هوا رنگ خود را از دست می‌دهد. تالیم به‌شدت سمی است و در سم موش و حشرات بکار می‌رود، اما این کاربرد آن به‌علت احتمال سرطان‌زایی در بسیاری از کشورها متوقف شده است. همچنین از این عنصر در یابنده‌های اشعه مادون قرمز بکار می‌رود.

تاریخچـــــــه
تالیم ( واژه یونانی thallos به معنی جوانه یا شاخه کوچک سبز ) در سال 1861 در انگلستان توسط "Sir William Crookes" هنگامیکه مشغول بررسی‌های طیف‌نمایی برای تالیم موجود در باقیمانده‌های اسید سولفوریک گیاه بود، کشف نمود. نام آن از خطوط طیفی درخشان سبز تالیم گرفته شده است. "Crookes" و "Claude-Auguste Lamy" سال 1862 مستقلا" این فلز را جدا کردند.

پیدایــــــــــش
اگرچه این عنصر به مقدار فراوان در پوسته زمین و به میزان تقریبا" ppm7,0% وجود دارد، تالیم بیشتر بصورت ترکیب با مواد معدنی پتاسیم در خاک معدنی ،خاکها و گرانیت دیده می‌شود و بنابراین عموما" بطور تجاری از این موارد بازیافت نمی‌شود. منبع اصلی تالیم تجاری مقادیر کم آن در کانی‌های مس ، سرب ، روی و سایر کانیهای سولفید است.

تالیم در مواد معدنیcrooksite ، hutchinsonite و lorandite یافت می‌شود. این فلز در پیریتها هم وجود دارد و بعنوان یک محصول جانبی تولید اسید سولفوریک هنگام تسویه کانی پیریت جدا می‌گردد. روش دیگر تهیه این فلز از ذوب کانی‌های غنی سرب و روی می‌باشد.

ریز گره‌های کوچک منگنز نیز که در کف اقیانوسها وجود دارند، حاوی تالیم هستند، اما استخراج این ریز گره‌ها بسیار گران و از نظر زیست محیطی مخرب است. علاوه بر اینها مواد معدنی بسیار زیاد دیگری برای تالیم که حاوی 16% تا 60% تالیم هستند، مثل ترکیبات سلنید یا سولفید با آنتیمونی ، آرسنیک ، مس ، سرب و نقره وجود دارند. ولی کمیاب بوده ، بعنوان منابع این عنصر اهمیت تجاری ندارند.

خصوصیات قابل توجه
این عنصر بسیار نرم و چکش‌خوار بوده ، با چاقو بریده می‌شود. تالیم در اولین مواجهه با هوا دارای درخشش فلزی است، اما به‌سرعت با ته‌رنگ خاکستری مایل به آبی همانندسرب کدر می‌شود ( آنرا با نگهداری زیر آب حفظ می‌کنند ). اگر در هوا باقی بماند، لایه ای از اکسید روی تالیم ایجاد شده ، در حضور آب ، هیدرید تالیم تولید می‌گردد.

کاربردهـــــا
در گذشته از سولفات تالیم بی‌بو و بی‌طعم ، بعنوان کشنده موش و مورچه استفاده می‌شد. در ایالات متحده و بسیاری کشورهای دیگر به دلایل سلامتی ، این کاربرد مجاز نیست.
رسانای الکتریکی سولفید تالیم در معرض نور مادون قرمز تغییر می‌کنند، بنابراین از این ترکیب در سلولهای نوری بهره می‌برند.
بلورهای یدید-برمید تالیم ، بعنوان مواد نورشناختی اشعه مادون قرمز بکار می‌روند.
از اکسید تالیم در ساختشیشه هایی که دارای ضریب شکست بالا هستند، استفاده می‌شود.
در مواد نیمه هادی برای یکسو کننده‌های سلنیم کاربرد دارند.
در وسایل ردیابی اشعه گاما کاربرد دارد.
در مایعات با چگالی بالا برای جداسازی به روش شناور - ته نشینی مواد معدنی بکار می‌روند.
برای درمان کچلی موضعی و سایر بیماریهای پوستی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما این کاربرد ، به‌علت اختلاف کوچکی که بین سمیت و منافع درمانی آن وجود دارد، محدود گشته است.
تالیم رادیواکتیو 201 برای اهداف تشخیصی در پزشکی هسته‌ای کاربرد دارد، بخصوص در تستهای تنشی که برای رده بندی خطر در بیماران مبتلا به ناراحتی شریانهای قلبی بکار می‌رود ( CAD).
تالیم در ترکیب با گوگرد ، سلنیم و آرسنیک در ساخت شیشه‌های دارای چگالی زیاد که نقطه ذوب پایین بین 125 تا 150 درجه سانتیگراد دارند، مورد استفاده‌اند. این شیشه‌ها ویژگیهای دمای اطاق را دارند که مشابه شیشه‌های معمولی است و بادوام و نامحلول در آب هستند و ضریبهای شکست منحصر به فردی دارند.
علاوه بر اینها تحقیقاتی بر روی تالیم در حال انجام است تا مواد ابررسانا در دماهای بسیار زیاد برای کاربردهایی چون MRI ، ذخیره انرژی مغناطیسی ، رانشگران مغناطیسی ، تولید نیروی برقی و دستگاه انتقال نیرو ساخته شود.
ایزوتوپهــــــــا
تالیم دارای 25 ایزوتوپ است که دارای جرم اتمی بین 184 تا 210 هستند. Ti-203 و Tl-205 تنها ایزوتوپهای پایدار هستند و Tl-204 پایدار ترین ایزوتوپ رادیواکتیو با نیمه عمر 3,78 سال به حساب می‌آید.

هشدارهــــــــا
تالیم و ترکیبات آن به‌شدت سمی هستند و باید با کمال احتیاط با آنها رفتار شود. مسمومیت زایی این عنصر موجب استفاده از آن به‌عنوان سم موش شده است ( و هنوز در بسیاری از کشورها از آن استفاده می‌شود ). از میان اثرات مختلف مسمومیت‌زایی تالیم می‌توان به ریزش مو و صدمه به اعصاب سطح بدن اشاره کرد. تماس آن با پوست بدن خطرناک و هنگام ذوب این فلز باید تهویه مناسب انجام شود. تماس با ترکیبات قابل حل تالیم نباید از 0,1 میلی گرم در هر متر مکعب پوست بدن در میانگین دوره 8 ساعته (40 ساعت کار هفتگی ) فراتر رود. احتمال سرطان‌زایی تالیم در انسان وجود دارد.

ریزش مو نتیجه استفاده از تالیم در درمان کچلی موضعی است، اما این کاربرد مدت زیادی است که متوقف شده است. داستانی مبنی بر تلاش CIA به‌منظور بی‌آبرویی "Fidel Castro" با استفاده از مسموم کردن او بوسیله تالیم که منجر به ریزش ریش او می‌شد، وجود دارد. اما تشخیص او مانع از به ثمر رسیدن تلاش آنها شد.
br>"آگاتا کریستی" نویسنده داستانهای پلیسی که به‌عنوان یک داروساز کار کرده بود، از تالیم به‌عنوان عامل قتل در داستان خود به نام The pale horse استفاده نموده است ( اولین سرنخ روش قتل از ریزش موی قربانیان به دست آمد )

فیلم The Young Poisoner's Handbook در سال 1996 بر اساس فعالیتهای "Graham Frederick Young" بود که در دهه‌های 60 و 70 حداقل 3 نفر را با تالیم کشته بود.

[shirin71]

کربن


معنی جایگزین: کربن « کامپیوتر)
کربن عنصری شیمیائی در جدول تناوبی است ، با نشان C و عدد اتمی 6. کربن عنصری غیر فلزی و فراوان ، چهارظرفیتی ودارای سه صورت مختلف( آلوتروپی ) می باشد:



الماس ( سخت ترین کانی شناخته شده)
گرافیت( یکی از نرم ترین مواد)
Covalend bound sp1 orbitals are of chemical interest only

فولریت ( فولرینز، مولکولهایی در حد بیلیونیوم متر هستند که در شکل ساده آن ، 60 اتم کربن یک لایه گرافیتی با ساختمان 3 بعدی منحنی ، شبیه به روروئک (روروئکی که قسمت جلوی آن مانند چوب اسکی خم شده) ، تشکیل می دهند .
دوده چراغ از سطوح کوچک گرافیت تشکیل شده . این سطوح بصورت تصادفی توزیع شده، به همین دلیل کل ساختمان آن ایزوتروپیک است .

چنین کربنی ایزوتروپیک و مانند شیشه محکم است. لایه های گرافیت آن مانند کتاب مرتب نشده اند ، بلکه مانند کاغذ خرد شده می باشند.

الیاف کربن شبیه کربن شیشه ای می باشند . تحت مراقبتهای خاص ( کشیدن الیاف آلی و کربنی کردن) می توان لایه های صاف کربن را در جهت الیاف مرتب کرد . هیچ لایه کربنی در جهت عمود بر محور الیاف قرار نمی گیرد . نتیجه الیافی با استحکام بیشتر از فولاد می باشد .
کربن در تمامی جانداران وجود داشته و پایه شیمی آلی را تشکیل می دهد.همچنین این غیر فلز ویژگی جالبی دارد که می تواند با خودش و انواع زیادی از عناصر دیگر پیوند برقرار کند( تشکیل دهنده بیش از ده میلیون ترکیب ).در صورت ترکیب با اکسیژن تولید دی اکسید کربن می کند که برای رشد گیاهان ، حیاتی می باشد.در صورت ترکیب با هیدروژن ترکیبات مختلفی بنام هیدرو کربنها را بوجود می آورد که به شکل سوختهای فسیلی، در صنعت بسیار بنیادی هستند. وقتی هم با اکسیژن و هم با هیدروژن ترکیب گردد ،گروه زیادی از ترکیبات را از جمله اسیدهای چرب را می سازند که برای حیات و استر ، که طعم دهنده بسیاری از میوه ها است ، ضروری است.ایزوتوپ C-14 به طور متداول در سن یابی رادیواکتیو کاربرد دارد.


ویژگیهای قابل توجه

کربن به دلایل زیادی قابل توجه است. اشکال مختلف آن شامل یکی از نرم ترین ( گرافیت ) و یکی از سخت ترین ( الماس) موادر شناخته شده توسط انسان می باشد. بعلاوه کربن میل زیادی به پیوند با اتمهای کوچک دیگر از جمله اتمهای دیگر کربن ، داشته و اندازه بسیار کوچک آن امکان پیوندهای متعدد را بوجود می آورد. این خصوصیات باعث شکل گیری ده میلیون ترکیبات کربنی شده است .ترکیبات کربن زیر بنای حیات را در زمین می سازند و چرخه کربن – نیتروژن قسمتی از انرژی تولید شده توسط خورشید و ستارگان دیگر را تامین می کند.

کربن در اثر انفجار بزرگ( Big Bang) حاصل نشده ، چون این عنصر برای تولید نیاز به یک برخورد سه مرحله ای ذرات آلفا ( هسته اتم هلیم) دارد. جهان در ابتدا گسترش یافت و به چنان به سرعت سرد شد که امکان تولید آن غیر ممکن بود. به هر حال ، کربن درون ستارگانی که در رده افقی نمودار H-R قرار دارند ، یعنی جائی که ستارگان هسته هلیم را با فرایند سه گانه آلفا به کربن تبدیل می کنند ، تولید شد.


کاربردهـــــــــا

کربن بخش بسیار مهمی در تمامی موجودات زنده است و تا آنجا که می دانیم بدون این عنصر زندگی وجود نخواهد داشت( به برتر پنداری کربن مراجعه کنید).عمده ترین کاربرد اقتصادی کربن ، فرم هیدروکربنها می باشد که قابل توجه ترین آنها سوختهای فسیلی ، گاز متان و نفت خام است.نفت خام در صنایع پتروشیمی برای تولید محصولات زیادی از جمله مهمترین آنها بنزین ، گازوئیل و نفت سفید بکار می رود که از طریق فرآیند تقطیر در پالایشگاهها بدست می آیند. از نفت خام مواد اولیه بسیاری از مواد مصنوعی ، که بسیاری از آنها در مجموع پلاستیک نامیده می شوند ، شکل می گیرد.

سایر کاربردها :

ایزوتوپ C-14 که در 27 فوریه 1930 کشف شد در سن یابی کربن پرتوزا مورد استفاده است.
گرافیت در ترکیب با خاک رس بعنوان مغز مداد بکار می رود.
الماس جهت تزئین ونیز در مته ها و سایر کاربردهایی که سختی آن مورد استفاده است کاربرد د ارد.
برای تولید فولاد، به آهن کربن اضافه می کنند.
کربن در میله کنترل در رآکتورهای اتمی بکار می رود.

گرافیت به شکل پودر و سفت شده بعنوان ذغال چوب برای پخت غذا ،در آثار هنری و موارد دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.
قرصهای ذغال چوب در پزشکی که به صورت قرص یا پودر وجود دارند برای جذب سم از دستگاه گوارشی مورد استفاده اند.
خصوصیات ساختمانی و شیمیایی فولرن به شکل ریزتیوب کربن ، کاربردهای بالقوه امیدوار کننده ای در رشته در حال شکل گیری نانوتکنولوژی ذارد.


تاریخچـــــه

کربن ( واژه لاتین carbo به معنی ذغال چوب) در دوران ماقبل تاریخ کشف شد و برای مردم باستان که آنرا از سوختن مواد آلی در اکسیژن ضعیف تولید می کردند ، آشنا بود.( تولید ذغال چوب).مدت طولانی است که الماس بعنوان ماده ای زیبا و کمیاب به حساب می آید. فولرن ،آخرین آلوتروپ شناخته شده کربن در دهه 80 بعنوان محصولات جانبی آزمایشات پرتو مولکولی کشف شدند.


اشکال مختلف، ( آلوتروپها)

تاکنون چهار شکل مختلف از کربن شناخته شده است: غیر متبلور(آمورف) ، گرافیت ، الماس و فولرن .

کربن در نوع غیر بلورین آن اساسا گرافیت است اما بصورت ساختارهای بزرگ بلورین وجود ندارد.این شکل کربن ، بیشتر بصورت پودر است که بخش اصلی موادی مثل ذغال چوب و سیاهی چراغ ( دوده ) را تشکیل می دهد.
در فشار معمولی کربن به شکل گرافیت در می آید که در آن هر اتم با سه اتم دیگر بصورت حلقه های شش وجهی- درست مثل هدروکربنهای مطر - به هم متصل شده اند. هردو گونه شناخته شده از گرافیت ، آلفا (شش ضلعی ) و بتا ( منشور شش وجهی که سطوح آن لوزی است) خصوصیات فیزیکی مشابه دارند تنها تفاوت آنها در ساختار بلوری آنها می باشد.گرافیتهای طبیعی شامل بیش از 30% نوع بتا هستند در حالیکه گرافیتهای مصنوعی تنها حاوی نوع آلفا می باشند.نوع آلفا از طریق پردازش مکانیکی می تواند به بتا تبدیل شود و نوع بتا نیز براثر حرارت بالای 1000 درجه سانتیگراد دوباره بصورت آلفا بر می گردد.

گرافیت به سبب پراکندگی ابر pi هادی الکتریسیته است. این ماده نرم بوده و ورقه های آن که اغلب بوسیله اتمهای دیگر تفکیک شده اند ، تنها بوسیله نیروهای وان در والس به هم چسبیده اند به گونه ایکه به راحتی یکدیگر را کنار می زنند.

در فشارهای خیلی بالا آلوتروپ کربن به صورت الماس در می آید که در آن هر اتم با چهار اتم دیگر پیوند دارد.الماس ساختار مکعبی همانند سیلیکن و جرمانیم دارد و ( به سبب نیروی پیوندهای کربن – کربن) با نیترید بورون ایزوالکترونیک(BN) در کنارهم بوده و سخت تریم جسم از نظر مقاومت در برابر خراشیدگی به شمار می رود.تبدیل الماس به گرافیت در حرارت اطاق به قدری کند است که محسوس نمی باشد.در بعضی شرایط کربن به شکل Lonsdaleite متبلور می شود که مشابه الماس ولی شش ضلعی است.
فولرین ساختاری مثل گرافیت دارد اما بجای بخشهای تماما" شش ضلعی ، حاوی پنج ضلعیها ( یا احتمالا" هفت ضلعیهای) اتمهای کربن نیز می باشند که ورقه را به شکل کره ، بیضی یا استوانه بوجود می آوند..خصوصیات فولورین (buckyballs یا buckytubes هم نامیده می شود) هنوز کاملا" تجزیه و تحلیل نشده است. کل اسامی فولرین برگرفته از نام Buckminster Fuller ، توسعه دهنده گنبد میله ای می باشد که از ساختارهــــــای buckyballs تقلید کرد.


پیدایــــــــــش

تقریبا" ده میلیون ترکیبات کربنی که برای علم شناخته شده اند وجود دارد که هزاران نوع آنها در فرآیندهای حیاتی و واکنشهای آلی بسیار مهم اقتصادی ، ضروری می باشند.این عنصر به مقدار فراوان در خورشید ، ستارگان ، ستاره های دنباله دار و نیز در جو بیشتر سیارات یافت می شود.بعضی از شهاب سنگها حاوی الماسهای میکروسکپی هستند که در زمانیکه منظومه شمسی هنوز یک دیسک گازی شکل بود شکل گرفته اند.کربن به صورت ترکیب با سایر عناصر در جو زمین وجود دارد و در همه گونه آب حل می شود.کربن به همراه مقادیر کمتر کلسیم ، منیزیم و آهن ، عنصر اصلی سازنده جرم زیادی از سنگ کربنات ( سنگ آهک ، دولمیت ، سنگ مرمر و ...) می باشد. این عنصر در صورت ترکیب با هیدروژن تولید ذغال سنگ ، نفت خام و گاز طبیعی می کند که آنها را هیدرو کربن می نامند.
گرافیت به مقدار فراوان در نیویورک و تگزاس ، آمریکا ، روسیه ، مکزیک ، گرینلند و هند یافت می شود.
الماس طبیعی در کیمبرلیت معدنی موجود درچینه ها یا ستونهای سنگهای آذرین یافت می شوند.بیشترین الماس در آفریقا بویژه آفریقای جنوبی ، نامیبیا ، بوتسوانا ، جمهوری کنگو و سیرالئون وجود دارد. همچنین کانادا ، قسمتهای قطبی روسیه ، برزیل و بخشهای غربی و شرقی استرالیا دارای الماس می باشد.


ترکیبات غیر آلــــــــی
( به شیمی آلی هم مراجعه کنید)

معروف ترین اکسید کربن ، دی اکسید کربن ( CO2) است که به مقدار کمتری در اتمسفر زمین وجود دارد . این اکسید توسط موجودات زنده ، و برخی موارد دیگر تولید شده و مورد استفاده قرار می گیرد. آب مقدار کمی اسید کربنیک تولید می کند اما دی اکسید کربن مانند بیشتر ترکیباتی که دارای پیوندهای ساده چندگانه با اکسیژنهای روی یک کربن هستند، ناپایدار است . به هر حال ، از طریق این واسطه، یونهای کربنات با تشدید تثبیت شده ، بوجود می آیند. تعدادی از مواد معدنی مهم ، کربناتها هستند که معروف ترین آنها کلسیت است. دی سولفید کربن ، (2 CS) ، هم مانند آن می باشد.

اکسیدهای دیگر آن، مونوکسید کربن (CO) و زیرکسید (suboxide) نادر C3O2 هستند.مونوکسید کربن که گازی بی رنگ و بی بو است بوسیله اکسیده شدن ناقص بوجود می آید.هر یک از این مولکولها دارای یک پیوند سه گانه و نسبتا" قطبی هستند که ناشی از تمایل به یک پیوند دائمی با مولکولهای هموگلوبین می باشد به طوریکه این گاز بسیار سمی است.سیانید (CN-) دارای ساختار و رفتاری بسیار شبیه به یون هالید بوده و نیترید سیانوژن (CN2) نیز به آن مربوط است .

کربن با فلزات قوی ، کاربید C- , و یا استیلید C22- ; بوجود می آورد که با متان و استیلن همراه بوده و هر دوی آنها اسیدهای به طور باور نکردنی پائتیک اسید هستند. در کل ،کربن با الکترو نگاتیوی 5/2 به تشکیل پیوندهای کووالانسی تمایل دارد. تعداد کمی از کاربیدها مثل کربوراندوم و Sic ، که شبیه الماس می باشند ، بصورت شبکه های کوالانسی هستند.



زنجیره کربن

در ساختار اتمی هیدروکربنها ، گروهی از اتمهای کربن ( اشباع شده با اتمهای هیدروژن ) تشکیل یک زنجیره می دهند.روغنهای فرار زتجیره های کوچک تری دارند.چربیها دارای زنجیره های بلندتر و پارافینها زنجیره هایی فوق العاده بلندی دارند .


چرخه کربن

فرآیند مداوم ترکیب و آزادسازی کربن و اکسیژن که در آن انرژی و حرارت ذخیره و دفع می شود را چرخه کربن می گویند.کاتابولیسم + آنابولیسم = متابولیسم. به چرخه کربن مراجعه کنید


ایزوتوپها

اتحادیه بین المللی شیمی کابردی و محض در سال 1961 ایزوتوپ کربن- 12 را برای اوزان اتمی اتخاذ کرد.کربن- 14 رادیوایزوتوپی است با نیمه عمر 5715 سال و برای تاریخ یابی رادیو کربن چوب ، نقاط باستان شناسی و نمونه ها کاربرد بسیار زیادی دارد.
کربن دارای دو ایزوتوپ پایدار طبیعی می باشد: (C-12(%98.89 و C-13(%1.11) .نسبت این ایزوتوپها در ؟ به نسبت الگوی VPDB (Vienna Pee Dee Belemnite from the Peedee Formation of South Carolina).
d)) C-13 در اتمسفر 7 - ؟ است است. هنگام ((فتوسنتز، کربنی که در بافت گیاه تثبیت می شود ، به طور قابل ملاحظه ای به C-13 موجود در جو بستگی دارد.

دو حالت برای توزیع مقادیر dC-13 در گیاهان خشکی وجود دارد که ناشی از تفاوتهایی است که گیاهان در واکنشهای فتوسنتز بکار می برند.بیشتر گیاهان خشکی ، گیاهان مسیر C3 هستند و دارای ارزشهای dC-13 بوده که بین 24- و 34- قرار دارند(؟).دومین گروه از گیاهان ( گیاهان مسیر C4 ) می باشند که ترکیبی از گیاهان آبی ، صحرایی ، شوراب زار و مرغزارهای استوایی هستند ، و دارای ارزشهای dC-13 بین 6- و 19- می باشند. یک گروه واسطه «CAM plants) ، متشکل از جلبک و گلسنگ ، دارای ارزشهای dC-13 می باشد که بین 12- و 23- ؟ هستند. dC-13 گیاهان و موجودات زنده اطلاعات مفیدی درباره مواد مغذی و ارتباطات شبکه غذایی ارائه می کند.


هشدارها

ترکیبات کربن گستره وسیعی از اثرات سمی دارند.مونوکسید کربن ( C O) موجود در اگزوز موتورهای احتراقی و سیانید (CN) که گاهی اوقات در آلودگیهای معدنی وجود دارد برای پستانداران بسیار سمی هستند. بسیاری از ترکیبات دیگر کربن نه تنها سمی نیستند بلکه در واقع برای حیات ضروری می باشند.گازهای آلی مثل اتیلین ( H2C=CH2) و اتان و (HCCH) ، و متان (CH4) در صورت مخلوط شدن با هوا قابلیت انفجار و اشتعال خطرناکی پیدا می کنند.


منبع
Los

[shirin71]

سیلیکن

سیلیکن یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Si و عدد اتمی آن 14 میباشد. این شبه فلز 4 ظرفیتی به واکنش پذیری کربن نیست. این عنصر دومین عنصر از نظر فراوانی در سطح پوسته زمین است که 25.7% از وزن آن را به خود اختصاص میدهد. این عنصر در خاک رس Feldspar گرانیت کوارتز و ماسه معمولا به شکل دی اکسید سیلیکن وجود دارد که با عنوان سیلیکا شناخته میشود. ترکیبات سیلیکاتی حاوی سیلیکن اکسیژن و فلزات هستند . سیلیکن ماده اصلی شیشه ماده های نیمه رسانا سیمان سرامیک و Silicones میباشد که ماده پلاستیکی است که نام آن معمولا با سیلیکن اشتباه میشود.


خصوصیات قابل توجه

سیلیکن به صورت کریستال و متبلور درخشش فروزانی و رنگ مایل به خاکستری دارد. اگرچه سیلیکن یک عنصر بی اثر است ولی با هالوژنها واکنش نشان داده و مواد قلیایی را رقیق میکند. اما بیشتر اسیدها بجز اسید هیدروفلوریک بر آن اثر نمیگذارند. سیلیکن Element بیش از 95% طول موج نور مادون قرمز را انتقال میدهد.


کاربردها

سیلیکن ماده بسیار مهمی است که برای بسیاری از صنایع بشری نقش حیاتی دارد. دی اکسید سیلیکن به شکل ماسه و خاک رس ماده اصلی ساخت بتون و آجر بوده و در ساخت سیمان نیز استفاده میشود. سیلیکن یک عنصر بسیار مهم برای زندگی گونه های حیوانات و گیاهان است. دیاتم ها سیلیکا را از آب میگیرند تا دیواره های سلولی محافظ خود درا بسازند. دیگر کاربردهای سلیکن عبارتند از:


سیلیکن از مواد بسیار مقاوم و نسوزی است که تولید مواد با درجه حرارت بالا استفاده میشود . همچنین سیلیکاتهای آن در مینا کاری و سفالگری کاربرد دارد.

سیلیکن جزء اصلی برخی از فلزات میباشد.

سیلیکا ی ماسه از ترکیبات مهم شیشه است. شیشه میتواند به شکلهای گوناگون ساخته شده و در پنجره ها ظرفهای نگه دارنده و عایق ها استفاده شود.

کاربد سیلیکن از مواد ساینده بسیار مهم به شمار میرود.

سیلیکن Ultrapure میتواند با آرسنیک , بورون ,گالیوم یا فوسفور تخدیر شده و رسانایی سلیکن را برای استفاده در ترانزیستورها سلولهای خورشیدی و وسایل نیمه هادی که در الکترونیک کاربرد دارند افزایش دهد.

سیلیکن میتواند در لیزرها برای تولید نور منسجم با طول موج 2560Angstrom به کار رود.

Silicones ها ترکیبات قابل انعطافی هستند که شامل Silicon-Oxygen Silicon Carbon, میشوند که به میزان گسترده ای در کاشت سینه مصنوعی و لنزهای تماسی استفاده میشوند.

به نظر میرسد که سیلیکن بی نظم هیدروژنه در مقیاس وسیع در الکترونیک و سلولهای خورشیدی بکار گرفته شود.

سیلیکا به دلیل واکنش پذیری پایینش عنصر اصلی سازنده آجر میباشد.



تاریخچه

سلیکن که از واژه لاتین Silex به معنی سنگ چخماق گرفته شده است برای اولین بار توسط Antonie Lavoisier در سال 1787 شناسایی شد و بعدا توسط Humphry Davy برای یک ترکیب بصورت نادرست دوباره گرفته شد. در سال 1811 Gay)) Lussac))و Thenard سیلیکن بی نظم و ناخالصی را بوسیله گرما دادن پتاسیوم
سیلیکن به دست آوردند. در سال 1824 Berzelius سیلیکن بی نظم را تقریبا با همان شیوه Lussac به دست آورد. Berzelius همچنین این عنصر را با شستن مکرر آن پالایش کرد.


پیدایش

سیلیکن ماده اصلی شهاب سنگهای Aerolite بوده که یک گروه از شهاب سنگها میباشد. همچنین سیلیکن ماده اصلی Tektites ها که ماده اصلی شیشه میباشند را نیز تشکیل میدهد.

سیلیکن بعد از اکسیژن دومین عنصر در پوسته زمین است که 25.7% آن را به خود اختصاص میدهد. عنصر سیلیکن به صورت آزاد در طبیعت وجود ندارد و معمولا به صورت اکسید (سیلیکات) وجود دارد. ماسه یاقوت عقیق کوارتز سنگ کریستال سنگ چخماق یشم و اوپال همگی موادی هستند که در آنها اکسید سیلیکن وجود دارد. گرانیت پنبه نسوز Feldspar خاک رس Hornblende و میکا تعدادی از کانی های سیلیکات میباشند.


تولید

سیلیکن به صورت اقتصادی با حرارت دادن سیلیکای خالص در کوره با استفاده از الکترودهای کربنی به دست می آید. در دمای بالا 1900 درجه سانتیگراد کربن سیلیکا را بر طبق معادله زیر به سیلیکن تبدیل میکند.

SiO+ 2C → Si + CO2

سلیکن مایع در زیر کوره جمع شده و سپس سرد و خشک میشود. سلیکنی که از ای راه به دست آید Metallurgical Grade Silicon نامیده میشود 99% خالص میباشد. در سال 1997 این شیوه حدودا 50 سنت در هر گرم هزینه در بر داشت.


پالایش

استفاده از سلیکن در وسایل نیمه هادی تخلیص بیشتری از شیوه Metallurgical Grade Silicon را میطلبید. در طول تاریخ شیوه های گوناگونی برای تولید سیلیکن خالص وجود داشته است.


روشهای فیزیکی

روشهای اولیه پالایش سیلیکن بر این اساس بوده است که اگر سیلیکن ذوب شود و دوباره منجمد شود آخرین قسمت جسم که جامد میشود بیشترین خلوص را دارد. اولین شیوه پالایش سلیکن در سال 1919 شرح داده شد و در ساخت اجزاء رادارها در طی جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار گرفت. که این عمل در واقع فشردن سلیکن به دست آمده از طریق شیوه Metallurgical Grade Silicon و حل کردن پودر سلیکن در اسید بود. به هنگام فشردن سیلیکن قسمت ناخالص در بیرون تفاله سلیکن قرار میگرفت و به این طریق دانه های خالص سلیکن به دست می آمد. و در نتیجه سلیکن نا خالص اولین چیزی بود که در اسید حل میشد و سلیکن خالصتر را باقی میگذاشت.


در مرحله آب شدن در اولین شیوه پالایش سلیکن که در صنعت بسیار استفاده میشود میله های Metallurgical Grade گرما داده میشوند تا آب شوند سپس طول میله ها به تدریج کاهش میابد و زمانی که سلیکن سرد و جامد میشود قسمت کوچکی از میله بصورت ذوب شده باقی می ماند. از آنجا که بیشتر ناخالصی ها در قسمت ذوب شده باقی می مانند تا در قسمت جامد وقتی که این فرایند کامل میشود تمام ناخالصی ها به آخر میله روانه میشوند که آخرین قسمتی است که ذوب میشود. قسمت آخر پس از سرد شدن جدا میشود و دور انداخته میشود اگر خلوص بیشتری مد نظر باشد این فرایند مجددا تکرار میشود.


روشهای شیمیایی

امروزه سیلیکن با تبدیل آن به ترکیبات سیلیکن و سپس پالایش آنها خالص میشود چرا که این عمل به مراتب ساده تر از پالایش خود سیلیکن به تنهایی میباشد. بعد از عمل پالایش ترکیب سیلیکن آن ترکیب مجددا به سیلکن خالص تبدیل میشود. تری کلرو سیلان یکی از ترکیبات سلیکن است که به عنوان میانجی برای عمل پالایش استفاده میشود. البته تترا کلرید سلیکن و سیلان نیز استفاده میشوند . هنگامی که این گازها در دمای بالا به سیلکن دمیده میشوند سیلیکن خالص را بوجود می آورد.

در فرآیند Siemens میله های خالص سیلیکن در دمای 1150 درجه سانتیگراد در معرض تری کلروسیلان قرار میگیرد. گاز تریکلروسیلان تجزیه شده و سیلیکن بیشتری را در روی میله ها باقی به وجود میاورد و باعث بزرگتر شدن آنها بر طبق فرمول شیمیایی زیر میشود:

:HSiCl3 → Si + 2HCl + SiCl4

سیلیکن به دست آمده از این شیوه و همچنین فرآیندهای مشابه سیلیکن Polycrystalline نامیده میشود. سیلیکن Polycrystalline معمولا دارای ناخالصی یک قسمت در هر یک میلیارد قسمت میباشد.

DuPont یک بار توانست سیلیکن بسیار خالصی را با واکنش دادن تتراکلرید سیلیکن با بخار روی خالص در دمای 950 درجه را بر طبق معادله شیمیایی زیر تولید کند:

:SiCl4 + 2 Zn → Si + 2 ZnCl2


با این حال این روش از مشکلات عملی رنج میبرد (مانند بوجود آمدن محصول دوم کلرید روی و منجمد شدن آن) و سرانجام با بودن فرایند Siemens به فراموشی سپرده شد.


تبلور

فرایند Czochralski معمولا برای ساخت کریستالهای خالص سیلیکن برای استفاده در Solid State و وسایل نیمه رسانا استفاده میشود.


ایزوتوپها

سیلیکن نه ایزوتوپ با عدد جرمی 25 تا 33 دارد. Si-28 (فراوانترین ایزوتوپ آن 92.23%) Si-29(%4.67) و Si-30(%3.1) پایدار بوده Si-32 ایزوتوپ رادیواکتیوی آن میباشد که از تجزیه آرگون به دست میاید. نیمه عمر آن بعد از مدتها بحث و جدل 276 روز تعیین شد.


هشدارها

یک بیماری ریوی جدی که معمولا با نام silicosisشناخته میشود در معدنچی ها سنگ تراش ها و دیگر افرادی که در معرض استنشاق گرد و غبار Siliceous قرار دارند اتفاق می افتد.


اطلاعات دیگر

از آنجا که سیلیکن یک عنصر مهم در ابزار نیمه رسانا و پیشرفته میباشد . منطقه High Tech در خیابان Silicon کالیفرنیا به این نام نامگذاری شده است.


منابع
Los

[shirin71]

ژرمانیم

ژرمانیم عنصر شیمیایی است که با نشان Ge و عدد اتمی 32 در جدول تناوبی وجود دارد. ژرمانیم شبه فلزی است سخت، درخشان ، به رنگ سفید خاکستری که از نظر شیمیایی شبیه قلع می باشد. این عنصر تعداد بسیار زیادی از ترکیبات آلی – فلزی را تشکیل داده و ماده نیمه هادی مهمی در ترانزیستورها و نورسنج ها به حساب می آید.


خصوصیات قابل توجه

ژرمانیم عنصری سخت و به رنگ سفید مایل به خاکستری است که دارای درخشش فلزی و ساختار بلوری همانند الماس می باشد.توجه به این نکته ضروری است که ژرمانیم یک نیمه هادی با ویژگیهای الکتریکی بین فلز و عایق می باشد.نوع خالص این شبه فلز ، بلورین و شکننده بوده و در دمای اطاق درخشش خود در هوا را حفظ می کند.روشهای تصفیه منطقه ای باعث تولید ژرمانیم بلورین برای نیمه هادیها گشته که فقط دارای یک جزءدر 1010 ناخالصی هستند.

تاریخچه

ژرمانیم ( از واژه لاتین Germania به معنی آلمان) یکی از عناصری بود که Dmitri Mendeleev در سال 1871 وجود آنرا بعنوان یک آنالوگ گم شده گروه سیلیکون پیش بینی کرده بود (مندلیف آنرا "ekasilicon " نامید). وجود این عنصر را Clemens Winkler در سال 1886 اثبات نمود.این کشف تاییدیه مهمی برای نظریه مندلیف در مورد وضعیت تناوبی عناصربود.
خاصیت اکاسیلیکون ژرمانیوم
جرم اتمی 72 72.59
چگالی(g/cm3) 5.5 5.35
نقطه جوش(°C) بالا 947
رنگ خاکستری خاکستری
ساخت ترانزیستورهای ژرمانیم مقدمه استفاده های بی شمار از علم الکترونیک solid-state گشت. از سال 1950 تا اوایل دهه 80 این حوزه بازار روزافزونی برای ژرمانیم بوجود آورد اما بعد از آن سیلیکون خالص کم کم در ترانزیستورها، دیودها و یکسو کننده ها جایگزین ژرمانیم شد. سیلیکون خصوصیات الکتریکی برتری دارد اما نمونه های بسیار خالص تری نیاز دارد- درجه خلوصی که در روزهای اولیه بصورت تجاری قابل دستیابی نبود- درحالیکه نیاز به ژرمانیم در شبکه های ارتباطی فیبر نوری ، سیستم های مادون قرمز دید در شب و کاتالیزورهای پلیمریزاسیون شدیدا" افزایش یافت.این کاربردهای نهائی ، 85% مصرف جهانی ژرمانیم را در سال 2000 تشکیل می دهد.
کاربردها
ژرمانیم برخلاف بیشتر نیمه هادیها دارای band gap (شکاف نوار) کوچکی است که امکان واکنش موثربه اشعه مادون قرمز را بوجود می آورد.بنابراین ژرمانیم در طیف نماهای مادون قرمز و سایر تجهیزات دیداری که نیازمند یابنده های حساس مادون قرمز است کاربرد دارد.ضریب شکست و ویژگیهای تجزیه اکسید آن ،استفاده از ژرمانیم را در عدسیهای زاویه باز دوربین و عدسیهای شیئی میکروسکوپ سودمند می کند. موسیقیدانانی که مایل به بازآفرینی حالت خاص تقویت کننده های اوایل دوره Rock and roll هستند ، هنوز هم در تقویت کننده های گیتار برقی از ترانزیستورهای ژرمانیم استفاده می کنند. آلیاژ ژرمانید سیلیکون ( SiGe ) در حال تبدیل سریع به ماده نیمه هادی مهم در IC های سرعت بالا می باشد.مدارهایی که از پیوندهای Si-SiGe استفاده می کنند می توانند نسبت به مدارهایی که تنها سیلیکون بکار می برند سرعت خیلی بیشتری داشته باشند. سایر کاربردها:
عامل آلیاژساز،
بعنوان ماده درخشان در ؛
و بعنوان کاتالیزور
ترکیبات خاصی از ژرمانیم برای پستانداران مسمومیت کمی دارند اما برای باکتریهای خاصی اثرات سمی دارند.این ویژگی، اینگونه ترکیبات را به عوامل شیمی درمانی مفیدی تبدیل کرده است.
پیدایش
این فلز درکانیهای آرژیرودیت یا سیم سنگ( سولفید ژرمانیم و نقره) ، ذغال سنگ، ژرمانیت ، روی و کانیهای دیگر یافت می شود. ژرمانیم بصورت تجاری از پردازش سنگ معدن مذاب روی و از سوختن محصولات جانبی ذغال سنگهای خاصی بدست می آید.بنابراین اندوخته زیادی از این عنصر در منابع ذغال سنگ وجود دارند.
این شبه فلز را می توان بوسیله تقطیر جزئی تتراکلرید فرار آن از فلزات دیگر نیز تهیه نمود. این روش باعث تولید ژرمانیم با خلوص بسیار بالا می شود. قیمت هر گرم ژرمانیم در سال 1997 تقریبا" 3 دلار آمریکا وقیمت هر کیلو آن در پایان سال 2000 معادل 1150 دلار بود.

[shirin71]

قلع

قلع عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Sn وعدد اتمی 50 وجود دارد.این فلز ضعیف چکش خوار و نقره ای که به آسانی در آزمایش‌های مربوط به هوا اکسیده نمی شود و در برابر فرسایش مقاوم است ، در بسیاری از آلیاژها وجود داشته و بعنوان پوشش مواد دیگر جهت جلوگیری از فرسایش آنها بکار می رود.قلع را عمدتا" از ماده معدنی کاسی تریت که در آن بصورت اکسید وجود دارد ، بدست می آورند.


خصوصیات قابل توجه

قلع فلزی است چکش خوار ، قابل انعطاف، شدیدا" بلورین وسفید نقره ای که ساختار بلوری آن هنگام خم شدن قطعه ای از قلع صدای خاصی ایجاد می کند( علت آن شکست بلورها است).این فلز دربرابر فرسایش ناشی از آب تقطیر شده دریا و آب لوله کشی مقاومت می کند اما بوسیله اسیدهای قوی و موادقلیایی و نمکهای اسیدی مورد حمله قرار می گیرد. هنگامیکه اکسیژن بصورت محلول است قلع بعنوان کاتالیزور عمل کرده و واکنشهای شیمیایی را تسریع می کند.
درصورتیکه آنرا درحضور آزمایش‌های مربوط به هوا حرارت دهند Sn2 حاصل می شود. Sn2 اسید ضعیفی بوده و با اکسیدهای بازی تولید نمکهای قلع می کند.قلع را می توان به مقدار زیادی جلا داد و بعنوان پوشش سایر مواد جهت ممانعت از فرسودگی یا واکنشهای شیمیایی دیگرمورد استفاده قرار می گیرد.این فلز مستقیما" با کلر و اکسیژن ترکیب می شود و و جایگزین هیدروژن اسیدهای رقیق می گردد.قلع در دماهای معمولی انعطاف پذیر است اما در صورتیکه گرم شود شکننده می شود.


شکلهای مختلف

در فشار طبیعی قلع جامد دارای دو شکل مختلف است . در دماهای پایین به شکل خاکستری یا قلع آلفا وجود دارد که دارای ساختار بلوری مکعبی مانند سیلیکن و ژرمانیم است. وقتی دما بالاتر از 2/13 درجه سانتیگراد باشد به رنگ سفید یا قلع بتا تبدیل می شود که فلزی بوده و دارای ساختار چهار وجهی است. درصورتیکه سرد شود به آهستگی بصورت خاکستری برمی گردد که بیماری قلع نامیده می شود.بهر حال این تغییر شکل تحت تاثیر ناخالصیهایی از قبیل آلومینیم و روی قرار می گیرد که با افزودن آنتیموان یا بیسموت می توان از آن جلوگیری کرد.


کاربردهــــــا

قلع به آسانی به آهن متصل شده وبرای پوشش سرب روی و فولاد مورد استفاده قرار می گیرد تا از پوسیدگی آنها جلوگیری شود.قوطیهای فولادی با پوشش قلع برای نگهداری غذا کاربردی وسیع دارد و این کاربرد بخش وسیعی از بازار قلع فلزی را تشکیل می دهد.


سایر کاربردها :


برخی از آلیاژهای مهم قلع عبارتند از: برنز، مفرغ، بابیت، آلیاژ ریخته گری شده تحت فشار، پیوتر، برنز فسفردار،لحیم نرم وفلز سفید.
مهمترین نمک آن کلرید قلع است که بعنوان عامل کاهنده و یک خورنده در چاپ روی پارچه کاربرد دارد.اگر نمک قلع روی شیشه پاشیده شود لایهای بوجود می آید که خاصیت هدایت الکتریکی دارد. از این پوششها در شیشه های اتومبیل ضد یخ و روشنایی تابلو فرمان استفاده می شود.
برای ساخت شیشه پنجره با سطحی تخت ،بیشتر ازروش شناور نمودن شیشه مذاب روی قلع مذاب( شیشه شناور) استفاده می شود ( این روش را فرآیند Pilkington می نامند).
از قلع همچنین در لحیم کاری برای اتصال لوله ها یا مدارهای الکتریکی ، در آلیاژهای چرخ دنده، در شیشه سازی وطیف وسیعی از کاربردهای شیمیایی قلع استفاده می شود.
زیر دمای k))72/3 قلع تبدیل به یک ((ابر رسانا می شود.در واقع قلع یکی از اولین ابررساناهایی بود که مورد بررسی قرار گرفت ؛Meissner effect که یکی از ویژگیهای ابررساناها می باشد اولین بار در بلورهای قلع ابررسانا کشف شد.آلیاژ نیوبیوم – قلع (Nb3Sn) بعلت دمای بحرانی بالا(k 18) و میدان مغناطیسی بحرانی( T 25) بصورت سیمهایی برای آهنرباهای ابررسانا کاربرد تجاری پیدا کرده است .یک آهنربای ابررسانا به وزن چند کیلوگرم قادر به تولید میدانهای مغناطیسی مشابه الکترومغناطیسهای چند تنی می باشد.


تاریخچـــــــه

قلع ( انگلوساکسون tin و لاتین stannum) یکی از قدیمی ترین فلزات شناخته شده است و از دوران باستان بعنوان بخشی از برنز مورد استفاده بوده است.چون موجب سخت شدن مس می گردد از 3500 سال قبل از میلاد در وسایل برنزی بکار رفته است.



رونق تجارت قلع در دوران باستان بین معادن Cornwall و تمدنهای مدیترانه وجود داشته است. با این وجود شکل خالص این فلز تا تقریبا" 600 قبل از میلاد کاربرد نداشته است.


پیدایــــــــــش




تقریبا" 35 کشور در جهان به استخراج قلع مشغولند. تقریبا" هر قاره ای یک کشور مهم تولید کننده قلع دارد. قلع را با کاهش سنگ معدن بوسیله ذغال سنگ درکوره های بازتابی تولید می کنند. این عنصر نسبتا" کمیاب با فراوانی تقریبا" ppm2 در پوسته زمین در مقایسه با ppm94 برای روی ،ppm63 برای مس و ppm 12 برای سرب وجود دارد.بیشتر قلع جهان از رسوبات زردار ( Placer) بدست می آید و حداقل نیمی از آن در جنوب شرقی آسیا تولید می شود.تنها ماده معدنی که از نظر تولید تجاری قلع اهمیت دارد کاسی تریت ( SnO))2) نام دارد اگرچه مقادیر کمی قلع نیز از نمکهای مرکبی مانند(( stanite, cylindrite, frankeite, canfieldite, و teallite بدست می آید.قلع ثانویه یا قراضه نیز منبع مهم دیگری از قلع به حساب می آید.


ایزوتوپهــــــا

قلع معمولی از 9 ایزوتوپ پایدارو 18 ایزوتوپ ناپایدار تشکیل شده است.


هشدارهــــــا

مقادیر کم قلع که در قوطی کنسروها وجود دارد برای انسان بی ضرر است. ترکیبات قلع تری آلکیل وتری آریل زیست کشهایی هستند که هنگام کار با آنها باید احتیاط کرد.

[shirin71]

سرب

سرب عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Pb و عدد اتمی 82 وجود دارد.سرب عنصری سنگین ، سمی و چکش خوار است که دارای رنگ خاکستری کدری می باشد .هنگامیکه تازه تراشیده شده سفید مایل به آبی است اما در معرض هوا به رنگ خاکستری تیره تبدیل می شود.از سرب در سازه های ساختمانی ، خازنهای اسید سرب ، ساچمه و گلوله استفاده شده و نیز بخشی از آلیاژهای لحیم ، پیوتر و آلیاژهای گدازپذیر می باشد.سرب سنگین ترین عنصر پایدار است.


خصوصیات قابل توجه


سرب فلزی است براق ،انعطاف پذیر، بسیار نرم ، شدیدا" چکش خوار و به رنگ سفید مایل به آبی که از خاصیت هدایت الکتریکی پایینی برخوردار می باشد.این فلز حقیقی به شدت در برابر پوسیدگی مقاومت می کند و به همین علت از آن برای نگهداری مایعات فرسایشگر ( مثل اسید سولفوریک) استفاده می شود. با افزودن مقادیر خیلی کمی آنتیموان یا فلزات دیگر به سرب می توان آنرا سخت نمود.


کاربردها


کاربردهای اولیه سرب عبارت بودند از:سازه های ساختمانی ، رنگدانه های مورد استفاده در لعاب سرامیک و لوله های انتقال آب. کاخها و کلیساهای بزرگ اروپا دروسایل تزئینی ، سقفها ، لوله ها و پنجره ها یشان دارای مقادیر قابل توجهی سرب هستند.این فلز ( در حالت عنصری) پس از آهن ، آلومینیم ، مس و روی بیشترین کاربرد را دارد.موارد استفاده معمولی سرب به شرح زیر است :


در باطریهای اسید سرب ، در اجزای الکترونیکی ، روکش کابل ،مهمات ، در شیشه CTR ها، سرامیک ،شیشه های سربدار( به glass making مراجعه شود) ، لوله های سربی ( اگرچه استفاده از اتصالات سربی در لوله های آب آشامیدنی در دهه 90 در آمریکا قانونی شد ، امروزه کاربرد آنچنانی ندارند) در رنگها( از سال 1978 در آمریکا وبه تدریج از دهه 60 تا دهه 80 در انگلستان ممنوع شد اگرچه رنگ سطوح قدیمی می توانست تا 50% وزن از سرب باشد) آلیاژها،پیوتر، اتصالات و مواد پر کننده دندان.همچنین در بامها بعنوان درزگیر برای محافظت اتصالات در برابر باران مورد استفاده قرار می گیرد.در گازوئیل ( بنزین) بعنوان تترا اتیل و تترا متیل سرب برای کاهش صدای موتور کاربرد دارد(pre-detonation ، pre-ignitionو pinking هم نامیده می شود) فروش بنزین سربدار در آمریکا از سال 1986 و در اتحادیه اروپا از سال 1999 ممنوع شد.
سرب یک ابررسانا با دمای بحرانی K=20/7 c T ( 95/265 – درجه سانتیگراد)؟ می باشد.


تاریخچـــــــه





به علت فراوانی سرب ( هنوز هم اینگونه است) ، تهیه آسان، کارکردن آسان با آن ،انعطاف پذیری و چکش خواری بالا و پالایش راحت ، حداقل از 7000 سال پیش مورد استفاده بشر می باشد.در کتاب خروج ( بخشی از انجیل) به این عنصر اشاره شده است.کیمیاگران می پنداشتند سرب قدیمی ترین فلز بوده و به سیاره زحل مربوط می شود.لوله های سربی که نشانه های امپراتوری روم را حمل می کردند هنوز هم بکار می روند.نشان Pb برای سرب خلاصه نام لاتین آن plumbum است.
در اواسط دهه 80 تغییر مهمی در الگوهای پایان استفاده از سرب بوجود آمده بود.بیشتر این تغییر ناشی از پیروی مصرف کنندگان سرب آمریکا از قوانین زیست محیطی بود که بطرز قابل ملاحظه ای استفاده از سرب را درمحصولات بجز باطری از جمله گازوئیل، رنگ،اتصالات و سیستمهای آبی کاهش داده یا حتی حذف کرد.


جداسازی


سرب محلی در طبیعت یافت می شود اما کمیاب است.امروزه معمولا" سرب در کانیهایی همراه با روی ، نقره و ( بیشتر) مس یافت می شود و به همراه این مواد جدا می گردد.ماده معدنی اصلی سرب گالن(PbS) است که حاوی 6/86% سرب می باشد.سایرکانیهای مختلف و معمول آن سروسیت ( PbCO3 ) و انگلسیت (PbSO4) می باشند.اما بیش از نیمی از سربی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد بازیافتی می باشد.

سنگ معدن بوسیله مته یا انفجار جداشده سپس آنرا خرد کرده و روی زمین قرار می دهند.بع از آن سنگ معدن تحت تاثیر فرآیندی قرار می گیرد که در قرن نوزدهم در Broken Hill استرالیا بوجود آمد.یک فرآیند شناورسازی ، سرب و دیگر مواد معدنی را از پس مانده های سنگ جدا می کند تا با عبور سنگ معدن ، آب و مواد شیمیایی خاص از تعدادی مخزن که درون آنها دوغاب همیشه مخلوط می شود ، عصاره ای بوجود آید.درون این مخزنها هوا جریان یافته و سولفید سرب به حبابها می چسبد و بصورت کف بالا آمده که میتوان آنرا جدا نمود.این کف ( که تقریبا" دارای 50% سرب است) خشک شده سپس قبل از پالایش به منظور تولید سرب 97% سینتر می شوند. بعد ازآن سرب را طی مراحل مختلف سرد کرده تا ناخالصیهای(ریم) سبک تر بالا آمده و آنها را جدا می کنند.سرب مذاب با گداختن بیشتر بوسیله عبورهوا از روی آن وتشکیل لایه ای از تفاله فلز که حاوی تمامی ناخالصیهای باقی مانده می باشد تصفیه شده و سرب خالص 9/99% بدست می آید.


ایزوتوپهــــــــــــا


سرب بطور طبیعی دارای چهار ایزوتوپ پایدار است : Pb-204(1.4%)-Pb-206(24.1%)-Pb-207(22.1%)-Pb-208(52.4%).سرب 206-207 و208 همگی پرتوزاد بوده و محصولات پایانی زنجیره فروپاشی پیچیده ای هستند که به ترتیب درU-238 ،U-235 وTh-232 رخ می دهند.نیمه عمرهای مساوی این آرایشهای فرسایشی بسیار متغیر است به ترتیب:
9 10 ،04/7 X 8 10X 47/4 و4/1 X 10 10سال .هر کدام از آنها به نسبت Pb-204 تنها ایزوتوپ پایدار غیر پرتوزاد گزارش می شود.ترتیب نسبتهای ایزوتوپی برای بیشتر مواد معدنی طبیعی 0/30 –00/14 برای Pb-206/Pb-204، 15-17 برای Pb-207/Pb-204 و 50-35 برای Pb-208/Pb-204 می باشد اگرچه نمونه های بسیار زیادی خارج از این حوزه در نوشته ها به چشم می خورد.


هشدارهــــــــــا


سرب فلز سمی است که به پیوندهای عصبی آسیب رسانده ( بخصوص در بچه ها) و موجب بیماریهای خونی و مغزی می شود.تماس طولانی با این فلز یا نمکهای آن ( مخصوصا" نمکهای محلول یا اکسید غلیظ آن PbO2) می تواند باعث بیماریهای کلیه و دردهای شکمی شود.به اعتقاد بعضی افراد استفاده تاریخی از سرب توسط امپراطوری روم برای لوله های آب ( و نمک آن ،استات سرب که بعنوان شیرین کننده شراب و به نام شکر سرب هم معروف است ) عامل دیوانگی بسیاری از امپراطوران بود.نگرانی درباره نقش سرب در عقب ماندگی ذهنی کودکان موجب کاهش استفاده از آن در سطح جهان گردید.

فروش رنگهای حاوی سرب در کشورهای صنعتی متوقف شده گرچه احتمالا" بسیاری از خانه های قدیمی هنوزدارای مواد سربی در رنگهایشان هستند: کلا" پیشنهاد می شود رنگهای قدیمی را با سمباده ازبین نبرند چون این کار باعث ایجاد غباری قابل استنشاق می گردد.نمکهای سرب که در لعاب ظروف سفالی بکار می رود گاهی اوقات ایجاد مسمومیت کرده اند چون هنگامیکه در آنها اسید نوشیده می شود- مانند آبمیوه ها- یونهای سرب از لعاب ظرف جدا می شوند.گفته می شود استفاده از سرب برای فشردن سیب جهت تهیه آب سیب ، عامل بیماری "Devon colic" می باشد.گمان می رود سرب پیامدهای ناگواری برای دختران و خانمهای جوان داشته باشد به همین علت بسیاری از دانشگاهها در تجزیه و تحلیلهای دختران ، سرب را در اختیار آنها نمی گذارند.
سرب در واقع برای ساخت مدادهای اولیه مورد استفاده قرار می گرفت ، اگرچه در چند دهه اخیر مغز مدادها از گرافیت که شکل طبیعی کربن می باشد ( چند گونه) ساخته شده است.


ریشه های کلمــــــه


واژه لاتین plumbum باعث شکل گیری اصطلاحات زیادی در زبان انگلیسی شده است:

Plumbing ( لوله کشی) یا سیستمی از لوله کشی . چون در گذشته لوله ها از سرب ساخته می شدند ، این واژه ریشه در آن دوران دارد.
Plumb bob یا plummet ( شاغول کوچک) جسم فلزی باریک و نوک تیز که از وزن آن برای کشیده نگه داشتن ریسمان بصورت افقی استفاده می شود، اشاره به این حقیقت دارد که این شاغولها در آغاز از سرب ساخته می شدند.
Plumb wall نام آن به این علت است که از شاغول( Plumb bob )برای یافتن خط عمود استفاده می شود.
Plumbing the depths( ژرف یابی) از کاربرد وزنه سربی برای انداختن ژرف یاب تا انتهای آبها اقتباس شده است ( یا در انتهای قلاب ماهیگیری اگر آب واقعا" عمق داشته باشد!)
Plumb crazy احتمالا" چون مسمومیت سرب می تواند منجر به دیوانگی شود این واژه بدست آمده یا بنابر OED – از یک مفهوم آمریکایی plum ( مشتق از واژه plumb ) به معنی " کاملا" برگرفته شده است.
Plumbism (مسمومیت سربی) اصطلاح پزشکی به معنی مسمومیت سربی می باشد.
Aplomb ( اعتماد به نفس) از واژه فرانسوی plomb برگرفته شده که به معنی دقیقا" عمود وبنابراین مطمئن و خونسرد می باشد.
ریشه نام میوه آلو ( Plum) ربطی به این موضوع ندارد.

[shirin71]

نیتروژن

نیتروژن (که لاتین آن nitrum و یونانی آن nitron به معنی جوش شیرین محلی ، شکل دادن و ژن یا عامل می‌باشد) ، توسط شخصی به نام "Daniel Rutherford" که آن را هوای مهلک نامید، در سال 1772 کشف شد. دو اواخر قرن 18 ، شیمیدانان بخشی از هوا را یافتند که عمل احتراق را همراهی نمی‌کرد. در همان زمان ، نیتروژن توسط Carl Wilhelm Scheele ، Henry Cavendish و Joseph Priestley که آن را هوای سوخته نامیدند، مطالعه و برسی شد. گاز نیتروژن به‌قدری بی‌اثر بود که Antoine Lavoisier ، آن را ازت که به معنی بدون زندگی است، نام نهاد.

ترکیبات نیتروژن در قرون وسطی شناخته شده بود. کیمیاگران ، اسید نیتریک را به‌عنوان بازدم آب می‌شناختند. ترکیب نیتریک و اسید هیدروکلریک که به‌عنوان تیزاب سلطانی شناخته شده بود، برای آب کردن طلا مشهور بود.

اطلاعات کلی
نیتروژن ، یکی از عناصر شیمیایی در جدول تناوبی است که نماد آن ، N و عدد اتمی آن 7 است. نیتروژن معمولا به صورت یک گاز ، غیر فلز ، دو اتمی بی‌اثر ، بی‌رنگ ، بی‌مزه و بی‌بو است که 78% جو زمین را در بر گرفته و عنصر اصلی در بافتهای زنده است. نیتروژن ، ترکیبات مهمی مانند آمونیاک ، اسید نیتریک و سیانیدها را شکل می‌دهد.

خصوصیات قابل توجه
نیتروژن ، از گروه غیر فلزات بوده ، دارای بار الکترون منفی 3.0 می‌باشد. نیتروژن ، پنج الکترون در پوسته خود داشته ، در نتیجه در اکثر ترکیبات سه‌ظرفیتی می‌باشد. نیتروژن خالص یک گاز بی‌اثر و بی‌رنگ می‌باشد و 78% جو زمین را به خود اختصاص داده است. در 77K منجمد شده و در 63k به‌صورت مایع تبدیل به ماده برودتی معروف Cryogen می‌شود.

کاربردها
مهمترین کاربرد اقتصادی نیتروژن برای ساخت آمونیاک از طریق فرایند هابر (Haber) می‌باشد. آمونیاک ، معمولا برای تولید کود و مواد تقویتی و اسید نیتریک استفاده می‌شود. نیتروژن همچنین بعنوان پر کننده بی‌اثر ، در مخزنهای بزرگ برای نگهداری مایعات قابل انفجار در هنگام ساخت قطعات الکترونیک مانند ترانزیستور ، دیود و مدار یکپارچه و همچنین برای ساخت فلزات ضد زنگ استفاده می‌شود.

نیتروژن همچنین به‌صورت ماده خنک کننده ، برای هم منجمد کردن غذا و هم حمل و نقل آن ، نگهداری اجساد و سلولهای تناسلی (اسپرم و تخم مرغ) و در بیولوژی برای نگهداری پایدار از نمونه‌های زیستی کاربرد دارد. نمک اسید نیتریک شامل ترکیبات مهمی مانند نیترات پتاسیم و سدیم و نیترات آمونیم می‌باشد که اولی ، برای تولید باروت و دومی برای تولید کود بکار می‌رود. ترکیبات نیترات شده مانند نیتروگلیسرین و تری‌نیترو تولوئن (TNT) معمولا منفجر شونده هستند.

اسید نیتریک به‌عنوان ماده اکسید کننده در مایع سوخت راکت‌ها استفاده می‌شود. هیدرازین و مشتقات آن نیز در سوخت راکت‌ها بکار می‌روند. نیتروژن ، اغلب در مبردها (Cryogenic) ، به‌صورت مایع (معمولا LN2) استفاده می‌شود. نیتروژن مایع با عمل تقطیر هوا بدست می‌آید. در فشار جو ، نیتروژن در دمای 195.8- درجه سانتی‌گراد (320.4- درجه فارنهایت) مایع می‌شود.

پیدایش
نیتروژن ، بیشترین عنصر جو کره زمین از نظر حجم می‌باشد. (78.1 % حجمی) و برای اهداف صنعتی با عمل تقطیر هوای مایع بدست می‌آید. ترکیباتی که حاوی این عنصر هستند، در فضای بیرونی نیز مشاهده شده‌اند . نیتروژن -14 در اثر عمل هم‌جوشی هسته‌ای در ستارگان ، تولید می‌گردد. نیتروژن از ترکیبات عمده ضایعات حیوانی (مانند چلغوز یا کود) بوده ، معمولا به‌صورت اوره ، اسید اوریک و ترکیباتی از محصولات نیتروژنی یافت می‌شود.

ترکیبات
اصلی‌ترین هیدرید نیتروژن ، آمونیاک است ( NH3). البته هیدرازین (N2H4) نیز مشهور است. ترکیب آمونیاک ، ساده‌تر از آب بوده ، در محلول ، یون آمونیم (4+NH4) را تشکیل می‌دهد. آمونیاک مایع در حقیقت کمی آمفیروتیک بوده ، آمونیاک و یونهای آمینه (-NH2) را بوجود می‌آورد که البته هر دو نمک آمیدها و نیترید شناخته شده‌اند، ولی در آب تجزیه می‌شوند. ترکیبات جانشین آمونیاک به‌تنهایی یا باهم ، آمین نامیده می‌شوند. زنجیره‌ها ، حلقه‌ها و ساختارهای بزرگتر هیدریدهای نیتروژنی نیز شناخته شده‌اند، ولی در واقع ناپایدار هستند.

گروههای دیگر آنیونهای نیتروژن ، آزیدین‌ها (-N3) هستند که خطی بوده ، نسبت به دی‌اکسید کربن ، ایزو الکتریک می‌باشند. مولکول دیگر با ساختار مشابه ، منوکسید دی‌نیتروژن N2O یا گاز خنده می‌باشد و یکی از اکسیدهای گوناگون بوده ، برجسته‌تر از منوکسید نیتروژن (NO ) و دی‌اکسید نیتروژن (NO2) است که هر دوی آنها الکترون غیر زوج دارند که دومی تمایلی را به دی‌مر شدن نشان داده ، از اجزای تشکیل دهنده هوای آلوده است.

اکسیدهای استاندارد بیشتری مانند تری‌اکسید دی‌نیتروژن (N2O3) و پنتاکسید دی‌نیتروژن (N2O5) معمولا تا حدی ناپایدار و قابل انفجار هستند. اسیدهای متناظر آنها ، نیتروس (HNO2) و اسید نیتریک (HNO3) بوده ، ‌با نمکهای متناظر که نیتریتها و نیتراتها نامیده می‌شوند. اسید نیتریک یکی از چند اسیدی است که از هیدرونیوم ، قوی‌تر می‌باشد.

نقش بیولوژیکی
نیتروژن ،‌ عنصر اصلی اسیدهای آمینه و اسیدهای هسته‌ای که نیتروژن را ماده ای حیاتی برای ادامه زندگی می‌کنند، می‌باشد. لوبیا مانند اکثر گیاهانی که دانه‌های سبوسی دارند، می‌تواند عمل بازیافت نیتروژن را بطور مستقیم از هوا انجام دهد، چراکه ریشه‌های آنها دارای برآمدگی‌هایی برای نگهداری میکروبهایی است که عمل تبدیل به آمونیاک را با فرایندی به نام تثبیت نیتروژن انجام می‌دهند، می‌باشد. این گیاهان ، آمونیاک را به اکسیدهای نیتروژن و آمینو اسید تبدیل کرده ، پروتئین می‌سازند.

ایزوتوپها
نیتروژن ، دو ایزوتوپ پایدار دارد: (N-14 , N-15) که مهمترین آن دو N-14 99.634% می‌باشد که در چرخه CNO در ستارگان تولید می‌شود. مابقی ، ایزوتوپ N-15 می‌باشد. یکی از ده ایزوتوپی که به‌صورت مصنوعی تولید می‌شوند، دارای نیمه عمر نه دقیقه‌ای بوده ، ایزوتوپهای دیگر ، نیمه عمر چند ثانیه یا کمتر دارند. واکنشهای بیولوژیکی-واسطهای (مانند همانند سازی ، جذب و ترکیب نیترات‌سازی) و ... ، پویایی نیتروژن در خاک را به‌شدت کنترل می‌کنند.

این ترکیبات ، معمولا باعث عمل غنی‌سازی N-15 لایه زیرین و تخلیه محصول می‌شود. البته این فرایند سریع ، اغلب مقادیری از آمونیوم و نیترات نیز در بردارد. خاک نیتراتی نسبت به خاک آمونیومی ، توسط ریشه درختان بهتر جذب و ترکیب می‌شود.

هشدارها
کودهای نیتراتی شسته شده ، منبع اصلی آلودگی رودها و آبهای زیرزمینی است. سیانو (-CN) ، حاوی ترکیباتی است که بی‌نهایت سمی بوده ، برای حیوانات و همه پستانداران کشنده است.

[shirin71]

فسفر

فسفر یک عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن P و عدد اتمی آن 15 میباشد. فسفر یکی از نافلزات چند ظرفیتی گروه نیتروژن بوده و معمولا در سخره ها و کانی های فسفاتی و همچنین در تمام سلولهای زنده یافت میشود ولی هیچگاه به صورت طبیعی تنها و بدون ترکیب با عناصر دیگر وجود ندارد. فسفر بسیار واکنش پذیر بوده و هنگام ترکیب با اکسیژن نور کمی از خود ساتع میکند. از عناصر لازم و حیاتی ارگان های زنده بوده و نامش به شکلهای گوناگون ذکر میشود. مهمترین استفاده فسفر در تولید کود میباشد. همچنین در تولید مواد منفجره کبریت آتش بازی مواد حشره کش خمیر دندان و مواد شوینده و همچنین مانیتورهای کامپیوتر نیز کاربرد دارد.


خصوصیات قابل توجه

فسفر معمولا به شکل یک ماده جامد و موم مانند سفید رنگ است که بوی نامطبوعی دارد. فسفر خالص بی رنگ و شفاف است. اگرچه این نافلز در آب قابل حل نیست ولی در دی سولفید کربن حل میشود. فسفر خالص به سرعت در هوا میسوزد و تبدیل به پنتا اکسید فسفر میشود.


گونه ها

فسفر به چهار پنج شکل مختلف وجود دارد . سفید (یا زرد) قرمز سیاه (یا بنفش). که متداول ترین آنها فسفر قرمز و سفید میباشند که که هر دوی آنان از گروه چهار اتمی های چهار وجهی میباشند. فسفر سفید در تماس با هوا میسوزد و در مجاورت با گرما یا نور به فسفر قرمز تبدیل میشود که دو حالت آفا و بتا دارد که با انتقال دمای -3.8 درجه سانتیگراد از هم تفکیک میشوند. در عوض فسفر قرمز پایدار تر بوده و در فشار بخار 1 اتمسفر در 17 درجه سانتیگراد تصعید می شود و از تماس و یا گرمای مالشی میسوزد. فسفر سیاه چندشکلی Allotrope هم در ساختاری مشابه گرافیت که در آن اتمها در یک صفحه شش وجهی چیده شده و هادی جریان الکتریسیته هستند وجود دارد.


کاربردها

اسید فسفریک غلیظ شده که 70% تا 75% P2O))5 دارد. در(( کشاورزی و تولید کود بسیار مهم میباشد. در نیمه دوم قرن بیستم نیاز بیشتر به کودها تولیدات فسفری را به مقدار قابل توجهی افزایش داد.
دیگر کاربردهای فسفر عبارتند از:

فسفر برای تولید شیشه مخصوص برای لامپهای سودیومی استفاده میشود.
فسفات کلسیم یا Bone-Ash برای تولید ظروف چینی مرغوب و Mono_calcium Phosphate که در بکینگ پودر مصرف دارد استفاده میشود.
همچنیند این عنصر در تولید فلزات برنز فسفات و دیگر فلزات استیل کاربرد دارد.
تری سدیوم فسفات در ماده های تصفیه کننده برای شیرین کردن آب و همچنین جلوگیری از فرسایش لوله ها کاربرد دارد.
از فسفر سفید در ساخت بمبهای آتش زا و دود زا و گلوله های رسام استفاده میشود.
فسفر کاربردهای گوناگون دیگری در ساخت کبریتهای بی خطر مواد آتش زا حشره کش ها خمیردندان ها و مواد پاک کننده دارد.


نقش بیولوژیکی

ترکیبات فسفری نقش حیاتی در تمام گونه های حیات شناخته شده در زمین دارد. فسفرهای معدنی نقش کلیدی در ملوکولهای بیولوژیکی مانند DNA و RNA که قسمتی از استقامتهای ملوکولی را شکل میدهند بازی میکنند. همچنین سلولهای زنده از فسفرهای معدنی برای ذکیره و انتقال انرژی سلولی از طریق تری فسفات آدنوزین ATP استفاده میکنند. نمکهای فسفات کلیسیوم هم توسط حیوانات برای سفت شدن استخوان استفاده میشود. ضمناً فسفر یک عضو حیاتی برای پروتوپلاسمهای سلولی و بافتهای عصبی میباشد.


تاریخچه

فسفر (که یونانی آن فسفروس به معنای"حامل روشنایی" و از نامهای باستانی سیاره زهره میباشد ) در سال 1669 توسط شیمیدان آلمانی Henning Brand در حین تولید یک دارو از ادرار کشف شد. براند با تبخیر ادرار سعی در تقطیر نمک داشت که در این فرایند ماده سفید رنگی تولید شد که در تاریکی میدرخشید و با نور زیادی میسوخت. از آن روز تابندگی فسفری برای شرح اشیاءی که در شب بدون سوختن میدرخشند بکار برده شد.

کبریتهای اولیه که از فسفر سفید در ترکیباتشان اسفاده میشد به دلیل سمی بودن خطرناک بودند و استفاده از آنها موجبات قتل و خودکشی و .... را فراهم میکرد. (یک داستان نا معلوم حکایت از این دارد که زنی با اضافه کردن فسفر سفید به غذای شوهرش قصد کشتن وی را داشت که هنگام جوشانیدن غذا به دلیل به وجود آمد بخار نورانی لو رفت.)

همچنین کارگران کبریت ساز به دلیل مجاورت با بخار آن دچار مردگی استخوانهای فک میشدند. زمانی که فسفر قرمز که خاصیت آتش زایی و سمی به مراتب کمتری را دارد کشف شد جایگزین فسفر سفید در صنعت کبریت سازی گردید.


پیدایش

فسفر به دلیل واکنش پذیری در هوا و دیگر مواد حاوی اکسیژن به تنهایی در طبیعت یافت نمیشود ولی به صورت ترکیبی به مقدار زیادی در معادن گوناگون پخش شده اند. که بزرگترین این معادن در روسیه مراکش فلوریدا Idaho, Tennesse و Utah قرار دارد.

فسفرهای چندشکلی سفید میتوانند به شیوه های گوناگونی تهیه شوند. در یک فرایند تری کلسیم فسفات که از سخره های فسفاتی گرفته شده در مجاورت کربن و سیلیکا در کوره های سوختی یا برقی حرارت داده میشود. در این فرایند عناصر فسفری به صورت بخار آزاد شده و به صورت اسید فسفریک جمع آوری میشوند.


هشدارها

فسفر یک ماده بسیار سمی میباشد و حتی مقدار 50 mg آن کشنده و مرگ آور است.

فسفر سفید باید همیشه در زیر آب نگهداری شود چرا که در مجاورت هوا بسیار واکنش پذیر میباشد. هنگام کار با آن حتما باید از انبر استفاده شود چرا که تماس آن با پوست میتواند باعث سوختگی های مزمن شود. خاصیت سمی و مزمن فسفر سفید باعث میشود که کارگرانی که باید با آن کنند دچار بیماری Necrosis of the Jaw مردگی فک که اصطلاحا PhossyJaw نامیده میشود گرفتار آیند. استرهای فسفاتی برای سیستم عصبی سمی هستند اما فسفاتهای معدنی و کانی معمولا غیر سمی میباشند.

آلودگی فسفاتی نیز زمانی رخ میدهد که کودها و مواد پاک کننده در خاک ها باقی بمانند.

هنگامی که گونه سفید آن در مجاورت نور خورشید قرار بگیرد و یا در بخار خود تا دمای 250 درجه سانتیگراد حرارت داده شود به گونه قرمز که در هوا ترکیب نمیشود تبدیل میشود. فسفر قرمز فورا در هوا آتش نمیگیرد و به خطرناکی فسفر سفید نیست. با این حال باید با فسفر قرمز نیز با احتیاط کار شود چرا که در شرایطی و در تحت دماهای خاص ممکن است به فسفر سفید تبدیل شود . ضمنا در صورت گرما دیدن گازهای بسیار سمی که حاوی اکسیدهای فسفر هستند از خود ساتع میکند.


ایزوتوپها

p32 ایزوتوپ رایج است که رادیو اکتیو نیز می باشد.


املاء

تنها املاء درست این عنصر Phosphorus میباشد که به شکل صفت برای ظرفیتهای کوچکتر آن استفاده میشود و درست همانند ترکبات گوگرد (sulfurour and sulfuric) میباشد و با کلمات Phosphorous و Phosphoric نامیده میشود.

شناخت محیط رشد:فسفر
فسفر از زمان های بسیار قدیم با اهمیت دانسته شده و مورد مصرف بوده است. در بیشتر اعمال فیزیولوژیکی گیاه ، فسفر اهمیت حیاتی دارد (از آن جمله : در تولید ATP و اسید نوکلئیک و آنزیم ها)، کمبود فسفر باعث توقف رشد گیاه شده و به علت انتقال فسفر از برگ های پیر به برگهای جوان، منجر به ریزش برگهای پیر میگردد. گهگاه، کمبود فسفر باعث تجمع مواد قندی در برگ و ساقه شده و در نتیجه تولید آنتوسیانین بالا رفته و برگها و ساقه ها به رنگ قرمز در می آیند.
در خاک، فسفر ممکن است به صورت معدنی و آلی یافت شود. واکنش (pH) خاک در قابل استفاده ساختن فسفر اهمیت زیادی دارد. فسفر در خاک های قلیایی، به املاح کلسیم، و در خاک های اسیدی با آهن و آلومینیم ترکیب شده غیر قابل استفاده میشود.
بنابراین مناسبترین واکنش برای قابل استفاده بودن فسفر واکنش های 6 تا 7 می باشد. فسفر به صورت های و یا جذب گیاه می شود.
از کودهای فسفره معمول که به مصرف می‌رسد می توان فسفات آمونیم، را نام برد.پودر استخوان گرچه دارای فسفر زیادی می باشد ولی فسفر آن زیاد قابل جذب نیست.

[shirin71]

آرسنیک

آرسنیک ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با علامت As مشخص است و دارای عدد اتمی 33 می‌باشد. آرسنیک ، شبه فلز سمی معروفی است که به سه شکل زرد ِ سیاه و خاکستری یافت می‌شود. آرسنیک و ترکیبات آن ، بعنوان آفت‌کش مورد استفاده قرار می‌گیرند: علف کش ، حشره کش و آلیاﮊهای مختلف.

تاریخچه
آرسنیک ( واﮊه یونانی arsenikon به معنی اریپمنت زرد ) در دوران بسیار کهن شناخته شده است . از این عنصر به کرات برای قتل استفاده شده است. علائم مسمومیت با این عنصر تا قبل از آزمایش مارش تا حدی نا مشخص بود. "آلبرتوس مگنوس" را اولین کسی می دانند که در سال 1250 این عنصر را جدا کرد . "جوان شرودر" در سال 1649 دو روش برای تهیه آرسنیک منتشر کرد.

عکس پیدا نشد


پیدایش
آرسوپیزیت ( سنگ آرسنیک) که میس پیکل Mispickel هم نامیده می‌شود، سولفوری است که بر اثر حرارت ، بیشترِن مقدار آرسنیک از سولفید آهن آن جدا می‌شود. مهمترین ترکیبات آرسنیک عبارت است از: آرسنیک سفید ، سولفید آن ، گرد حشره کش ، آرسنیت کلسیم و آرسنیت سرب.

از گرد حشره کش ، آرسنیت کلسیم و آرسنیت سرب بعنوان سموم و حشره کشها در کشاورزی استفاده می‌شود .این عنصر گاها" بصورت خالص یافت می‌شود، ولی معمولا" بصورت ترکیب با نقره ، کبالت ، نیکل ، آهن ، آنتیموان یا سولفور وجود دارد.

خصوصیات قابل توجه
آرسنیک از نظر شیمیایی شبیه فسفر است، تا حدی که در واکنشهای بیوشیمیایی می‌تواند جایگزین آن شود. لذا سمی می‌باشد. وقتی به آن حرارت داده شود، بصورت اکسید آرسنیک در می‌آید (اکسیده می‌شود) که بوی آن مانند سیر است. آرسنیک و ترکیبات آن همچنین می‌توانند بر اثر حرارت به گاز تبدیل شوند. این عنصر به دو صورت جامد وجود دارد: زرد و خاکستری فلز مانند.

کاربردها
در قرن بیستم ، آرسنِت سرب بعنوان یک آفت کش برای درختان میوه به‌خوبی مورد استفاده قرار گرفت، ( استفاده از آن در افرادِکه به این کار اشتغال داشتند، ایجاد آسیبهای عصب شناسی کرد ) و آرسنیت مس در قرن نوزدهم بعنوان عامل رنگ کننده در شیرینی‌‌ها بکار رفت.
در سموم کشاورزی و حشره کشهای مختلف استفاده می‌شود.
آرسنید گالیم یک نیمه رسانای مهمی است که در IC ها بکار می‌رود. مدارهایی که از این ترکیب ساخته شده‌اند، نسبت به نوع سیلیکونی بسیار سریعتر هستند ( البته گرانتر هم می‌باشند ). آرسنید گالیم بر خلاف سیلیکون آن band gap مستقیم است. پس می‌تواند در دیودهای لیزری و LED ها برای تبدیل مستقیم الکتریسیته به نور بکار رود.
تری‌اکسید آرسنیک در خون شناسی برای درمان بیماران سرطان خون حاد که در برابر ATRA درمانی مقاومت نشان می‌دهند، بکار می‌رود.
در برنز پوش کردن و ساخت مواد آتش بازی و ترقه مورد استفاده قرار می‌گیرد.
هشدارها
آرسنیک و بسیاری از ترکیبات آن سمی هستند. آرسنیک با مختل کردن وسیع سیستم گوارشی و ایجاد شوک ، منجر به مرگ می‌شود.

[shirin71]

آنتیموان

آنتیموان ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Sb و عدد اتمی 51 است. آنتیموان که یک شبه فلز است، دارای چهار حالت آلوتروپیک می‌باشد. شکل پایدار این عنصر ، فلزی آبی – سفید است و انواع زرد و سیاه آن ناپایدار می‌باشد. این عنصر در مواد ضد آتش ، رنگها ، سرامیک ، لعاب و آلیاژهای گوناگون و لاستیک بکار می‌رود.

تاریخچـــــــه
آنتیموان ( یونانی anti بعلاوه monos به‌معنی فلزی که به‌تنهایی یافت نمی‌شود ) در دوران باستان درترکیبات مختلف شناخته شد و بعدها در اوایل قرن 17 و احتمالا" زودتر بعنوان یک فلز شناسایی شد. وجود این فلز را اولین بارسال 1450 ، "Tholden" بطور علمی گزارش کرد. استیب نیت ، سولفید طبیعی آنتیموان در دوران انجیل بعنوان دارو و وسیله آرایش کشف و مورد استفاده قرار گرفت.

ارتباط بین نام جدید آنتیموان و نماد آن پیچیده است؛ نام قبطی پودر آرایشی سولفید آنتیموان ، توسط یونانیان قرض گرفته شد و بعد در زبان لاتین هم وارد شد که نتیجه آن واژه stibium است. "Jacob Berzelius" کاشف علم شیمی در نوشته‌های خود نام اختصاری برای آنتیموان بکار برده و این نام همچنان مورد استفاده است.

خصوصیات قابل توجه
آنتیموان در حالت عنصری خود شکننده ، گدازپذیر ، نقره فام و بلوری است که خاصیت هدایت الکتریکی و حرارتی ضعیفی دارد و در دمای کم تبخیر می‌شود. شبه فلز آنتیموان از نظر ظاهری و خصوصیات فیزیکی شبیه فلز است، اما از نظر شیمیایی مثل فلز واکنش نمی‌دهد. همچنین این عنصر مورد حمله اسیدهای اکسید کننده و هالوژنها قرار می‌گیرد.

فراوانی آنتیموان در پوسته زمین بین ppm 5,0 تا 0,2 برآورد شده است. آنتیموان ، کالکوفیل است و با گوگرد و فلزات سنگین سرب ، مس و نقره وجود دارد.

کاربردهــــــــا
استفاده از آنتیموان در صنایع نیمه هادی و در تولید دیود ها ، موج یابهای مادون قرمز و وسایل Hall-effect رو به افزایش است.
این شبه فلز ، بصورت آلیاژ موجب افزایش سختی و مقاومت مکانیکی سرب می‌شود. مهمترین کاربرد فلز آنتیموان بعنوان سخت‌کننده سرب در خازنها می‌باشد.
در باطریها
آلیاژهای ضد اصطکاک
فلز ویژه حروف چاپ
گلوله های رسام و جنگ‌افزارهای کوچک
روکش کابل
از ترکیبات آنتیموان به‌صورت اکسیدها ، سولفیدها ، آنتیمونات سدیم و تری‌کلرید آنتیموان در ساخت ترکیبات ضدحریق ، لعاب سرامیک ، شیشه ، رنگ و سفالگری استفاده می‌شود. تری‌اکسید آنتیموان مهمترین ترکیبات آنتیموان است و بیشتر در تنظیمات واپسگر آتش بکار می‌رود. کاربردهای واپسگر آتش در مواردی مثل لباس بچه ، اسباب بازی ، هواپیما و روکش صندلی اتومبیل است.
منابع در طبیعت
اگرچه این عنصر فراوان نیست، در بیش از 100 گونه ماده معدنی وجود دارد. آنتیمـوان گاهی اوقات بصورت بومی یافت می‌شود، اما عمدتا" در سولفید استیب نیت ( Sb2S3) که سنگ معدنی فراوانی است، وجود دارد. اشکال تجاری آنتیموان بیشتر بصورت شمش ، قطعات خرد شده ، ریزدانه و قالبهای ریخته شده می‌باشد. سایر شکلهای آن ، پودر ، گلوله و بلورهای مجزا است.

هشدارهـــا
آنتیموان و بسیاری از ترکیبات آن ، سمی هستند.

[shirin71]

بیسموت

بیسموت ، عنصر شیمیایی است با عدد اتمی 83 که در جدول تناوبی با نشان Bi مشخص شده است. بیسموت ، فلز ضعیف سه ظرفیتی ، سفید بلورین ، سنگین و شکننده ای است که اثر خفیفی از رنگ صورتی در آن وجود دارد و از نظر شیمیایی شبیه آرسنیک و آنتیموان است.

بیسموت از تمامی فلزات مغناطیسی‌تر است و بجز جیوه از تمامی عناصر خاصیت هدایت حرارتی کمتری دارد. از ترکیبات بیسموت که فاقد سرب باشند، درساخت لوازم آرایش و اهداف پزشکی استفاده می‌شود.

تاریخچه
بیسموت ( کلمه آلمانی Weisse Masse به معنی جرم سفید ، بعدها Wisuth و Bisemutum ) در ابتدا بخاطر شباهتش با سرب و قلع با این عناصر اشتباه گرفته شد. "کلاد جوفروی جونین" در سال 1753 تمایز آن را از سرب اثبات کرد.

پیدایش
بیسموتینیت و بیسمیت ، مهمترین سنگهای معدن بیسموت هستند و کشورهای کانادا ِ بولیوی ِ ﮊاپن ِ مکزیک و پرو عمده‌ترین تولید کنندگان آن می‌باشند. بیسموتی که در آمریکا تولید می‌شود بعنوان محصول فرعی برای به عمل آوردن سنگهای معدن مس ِ طلا ِ سرب ِ نقره ِ قلع و بخصوص سرب فراهم آمده است. میانگین قیمت آن در سال 2000 ، هر پوند معادل 3,50 دلار آمریکا بود.

ویژگیهای قابل توجه
تا قبل از سال 2003 تصور بر این بود که بیسموت سنگین‌ترین و پایدارترین عنصر است، اما تحقیقات در موسسه "Astrophysique Spatial" در ورسای فرانسه ثابت کرد بیسموت یک عنصر پایدار نیست. این عنصر ، یِک فلز شکننده دارای ته‌رنگ صورتی با یک ماتی رنگین کمانی است. دربین فلزات سنگین ، بیسموت سنگین‌ترین آنها و غیر سمی است. بجز جیوه ، هیچ فلز دیگری مغناطیسی‌تر از بیسموت نمی‌باشد.

این فلز که به شکل خالصش وجود دارد، دارای مقاومت الکتریکی بالا و Hall effect آن از تمامی فلزات بیشتر است (یعنی وقتی بیسموت در یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، بیشترین افزایش مقامت الکتریکی را دارد). وقتی در مجاورت هوا به آن حرارت داده شود، با شعله آبی رنگی شروع به سوختن می‌کند و اکسید آن ، بخار زرد رنگی تولید می‌کند.

کاربردها
اکسی کلرید بیسموت در لوازم آرایش کاربرد وسیعی دارد.
ساب نیترات و ساب کربنات بیسموت در پزشکی بکار می‌رود.
بیسمونال ( manganese Bi ) آهن ربای دائمی قویی می‌باشد.
آلیاﮊهای بیسموت ، درجه ذوب پایینی دارند و به میزان زیادی برای یافتن آتش و وسایل ایمنی سیستمهای سرد کننده بکار می‌روند.
بیسموت در تولید آهنهای چکش خوار و بعنوان کاتالیزور در ساخت الیاف اکریلیک بکار می‌رود.
بیسموت بعنوان مواد ترموکوبل کاربرد دارد.
حاملی برای سوخت U-235 یا uranium-234 در رآکتورهای اتمی می‌باشد.
بیسموت در لحیم هم مورد استفاده واقع می‌شود.
در اوایل دهه 90، تلاشهایی انجام شد تا از بیسموت بعنوان جایگزین غیر سمی سرب در مواردی مثل لعاب ظروف سفالی ِ وزنه های ماهیگیری ِ وسایل تهیه غذا ِ ابزارهای دستی در مصارف لوله کشی ِ روغنهای مربوط به روغن‌کاری و ساچمه‌های شکار پرندگان استفاده شود.

[shirin71]

گوگرد

گوگرد یک از عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن S و عدد اتمی آن 16 میباشد. گوگرد یک نافلزفراوران بی بو بی مزه و چند ظرفیتی است که بیشتر به شکل کریستالهای زرد رنگ که در کانی های سولفید و سولفات بدست می آید شناخته شده میباشند.گوگرد یک عنصر حیاتی و لازم برای تمامی موجودات زنده میباشد که مورد نیاز اسید آمینوها و پروتئین ها میباشد. این عنصر به صورت اولیه در کودها استفاده میشود ولی بصورت گسترده تر در باروت ملین ها کبریت ها و حشره کش ها بکار گرفته میشود.


خصوصیات قابل توجه


ظاهر این نافلز به رنگ زرد کمرنگ میباشد که بسیار سبک و نرم است. این عنصر به هنگام ترکیب با هیدروژن بوی مشخصی دارد که مشابه بوی تخم مرغ فاسد شده میباشد. گوگرد با شعله آبی رنگ میسوزد و بوی عجیبی از خود ساتع میکند. گوگرد در آب حل شدنی نیست ولی در دی سولفید کربن حل میشود. حالتهای معمول اکسیداسیون این عنصر -2و+2و+4 و +6 میباشد. گوگرد در تمام حالتهای مایع جامد و گاز شکلهای چند گانه دارد که ارتباط بین آنها هنوز کاملا درک نشده است. گوگرد کریستالی به صورت حلقه گوگردی S8 نشان داده میشود.

نیترید گوگرد پولیمری خواص فلزی دارد و این در حالی است که هیچ گونه اتم فلزی در خود ندارد. این عنصر همچنین خواص نوری و الکتریکی غیر معمولی نیز دارد. گوگرد غیر متبلور یا پلاستیک با عمل سرد کردن سریع کریستال گوگرد حاصل میشود. مطالعات در زمینه اشعه ایکس نشان میدهد که گونه غیر متبلور و بی نظم ممکن است که 8 اتم در هر ساختار پیچشی ستاره مانند داشته باشد.

گوگرد میتواند به دو حالت کریستالی بدست آید Orthorhombic octahedral یا بلورمونو کلینیک که اولی در دماهای معمولی پایدارتر میباشد.


کاربردها

این عنصر برای استفاده های صنعتی مانند تولید (H2SO4)اسیر سولفوریک برای باطریها تولید باروت و حرارت دادن لاستیک تولید میشود. گوگرد در فرایند تولید کودهای فسفاتی به عنوان ماده ضد قارچ عمل میکند. سولفاتها در کاغذهای شستشو و خشکبار نیز کاربرد دارند. همچنین گوگرد در ساخت کبریت و آتش بازی نیز بکار گرفته میشود. تیو سولفات آمونیوم یا سدیم به عنوان عامل ثابت کننده در عکاسی کاربرد دارد . سولفات منیزیم می تواند به عنوان ماده ضد خشکی و ملین که یک مکمل منیزیم گیاهی است به کار گرفته شود.


نقش بیولوژیکی



اسید آمینوها Cysteine, Methionine, Homocysteine و Taurine و همچنین برخی از آنزیمها حاوی گوگرد میباشند که در واقع گوگرد را به یک عنصر حیاتی برای سلولهای زنده تبدیل کرده اند. ترکیبات دیسولفیدی مابین polypeptidها در ساختار پروتئینی بسیار مهم میباشند. برخی از گونه های باکتری از سولفید هیدروژن بجای آب در فرایند فتوسنتز خود استفاده میکنند. گوگرد توسط گیاهان بصورت ین سولفات از خاک جذب میشود. گوگرد غیر آلی یک قسمت از کلاسترهای آهن- گوگرد را تشکیل می دهد، و گوگرد لیگاند اتصال دهنده درCuA می با شد.

تاریخچه
گوگرد که لاتین آن Sulpur میباشد از زمانهای باستان شناخته شده بود. این عنصر با نام Brimstone در افسار پنجگانه کتاب مقدس آمده است . هومر نیز گوگرد حشره کش را در قرن 9 قبل از میلاد ذکر کرده بود. در سال 424 قبل از میلاد قبیله Bootier دیوارهای یک شهر را با سوزاندن مخلوطی از ذغال و گوگرد سوزانیده و خراب کردند. زمانی نیز در قرن 12 در چین باروت که مخلوطی از نیترات پتاسیومKNO3 کربن و گوگرد بود کشف شد. کیمیا گران اولیه برای گوگرد نماد مثلثی که در بالای یک خط قرار داشت در نظر گرفته یودند. این کیمیا گران از روی تجربه میدانستند که عنصر جیوه میتواند با گوگرد ترکیب شود. در اواخر دهه 1770 Antoine Lavoaisier توانست مجامع علمی را متقاعد کند که گوگرد یک عنصر است نه یک ترکیب.

پیدایش
گوگرد به صورت طبیعی در مقادیر زیاد به صورت ترکیبی با دیگر عناصر به صورت سولفید (مانند:pyrite) و سولفات مانند «Gypsum) یافت میشود و به صورت آزاد نزدیک چشمه های آب گرم و مناطق آتش فشانی و معادنی نظیر Cinnabar Galena و Sphalerite بدست می آید. این عنصر در مقادیر کم نیز از ذغال سنگ و نفت که در هنگام سوختن دی اکسید گوگرد تولید میکنند بدست می آید. استانداردهای سوختی بصورت فزاینده ای به گوگرد برای استخراج سوختهای فسیلی نیاز دارند. چرا که دی اکسید گوگرد با قطرات آب ترکیب شده و باعث بوجود آمد باران اسیدی میشود. این گوگرد استخراج شده بعد از پالایش یکی از بیشترین ذخایر تولید گوگرد را به خود اختصاص میدهد. این گوگرد در ساحل US Gulf با پمپاژ آب داغبه ذخایر گوگردی باعث ذوب شدن گوگرد میشود که گوگرد ذوب شده به سطح زمین پمپ میشود.





گوگرد با وجود مهمتری مشتق خود یعنی اسید سولفوریک یکی از مهمترین عناصر مواد خام صنعتی میباشد که برای هر قسمت از صنعت اهمیت بسزایی دراد. تولید اسید سولفوریک مهمترین استفاده از گوگرد میباشد و مصرف اسید سولفوریک نی به عنوان شاخصی برای جوامع توسعه یافته صنعتی در نظر گرفته میشود. ایالات متحده سالانه بیشتر از هر عنصر دیگری اسید سولفوریک تولید میکند.

رنگهای متمایز قمر Io سیاره مشتری به دلیل وجود گونه های مختلف گوگرد بصورت گاز جامد و گداخته شده میباشد. همچنین یک منطقه تاریک نزدیک دهانه آتش فشان Lunar مشاهده میشود که احتمالا منبع گوگردی میباشد. همچنین گوگرد در بسیاری از گونه های شهاب سنگی نیز وجود دارد.

ترکیبات
بسیاری از بوهای نا خوشایند که مرتبط به اندام موجود زنده هستند به دلیل وجود ترکیبات گوگردی مانند سولفید هیدروژن میباشد که بوی تخم مرغ فاسد شده را میدهد. اگر سولفید هیدروژن را در آب حل کنیم محلول اسیدی بدست خواهد آمد که با فلزات واکنش داده و سولفید فلزات را تشکیل میدهد. سولفید فلزات طبیعی مخصوصا سولفید آهن به راحتی یافت میشوند. سولفید آهن Iron Pyrites نیز نام دارد که به آن طلای احمقان نیز میگویند. این ترکیب بطور قابل توجه ای خاصیت رسانایی دارد. Galena که یک سولفید سرب طبیعی میباشد اولین نیمه رسانااصلی بود که کشف گردید.

برخی از ترکیبات مهم گوگرد عباتند از:


sodium dithionite, Na2S2O عامل کاهنده پر قدرت
sulfurous acid, H2SO3, این ترکیب با حل کردن SO2 در آب بدست می آید. این اسید و سولفیدهای مرتبط با آن از کاهنده های نسبتا قوی میباشند. ترکیبات دیگر بدست آمده از So2 شامل Pyrosulfite یونS2O5-2 میشود.
thiosulfates (S2O3-2>-).که برای ثابت کردن عکسها بکار میرود. این ترکیب یک عامل اکسید کننده است و تیو سولفات آمونیم جایگزین سیانید در تصفیه خاک طلا میباشد.
ترکیبات dithionic acid (H2S2O6)
polythionic acids, (H2SnO6 که در آن n از 3 تا 80 میتواند تغییر کند.
سولفات ها . نمک اسید سولفوریک و نمک Epsom از سولفاتهای منیزیم میباشند.
اسید سولفوریک با غلظت SO3 که اسید پیروسولفوریک را شکل میدهد.
peroxymonosulfuric acid و peroxydisulfuric acids, که هر دو از عملکرد SO3 در H2O2 و H2SO4 غلیظ شده حاصل میشوند.
thiocyanogen, (SCN)2.
tetrasulfur tetranitride S4N4.


ایزوتوپها
گوگرد 18 ایزوتوپ دارد که چهار تا از آنها پایدار هستند: S-32 (95.02%), S-33 (0.75%), S-34 (4.21%), و S-36 (0.02%). به غیر از S35 بقیه ایزوتوپهای رادیو اکتیوگوگرد عمر کوتاهی دارند. گوگرد 35 از Spalation اشعه Cosmic آرگون 40 در جو شکل میگیرد که نیمه عمری برابر 87 روز دارد.

هنگامی که کانی های سولفیدی ته نشین میشوند موازنه ایزوتوپی بین جامد و مایع کمی در مقادیر dS34 تفاوت خواهد کرد. تفاوت بین کانی ها میتواند در حدس دمای موازنه بکار گرفته شوند. dC13 و dC34 از کربناتها و سولفیدهای موجود میتوانند برای تعیین بی دوامی pH و اکسیژن کانی ها استفاده شوند.

در بیشتر اکوسیستم های جنگلی سولفات از هوا بدست می آید فرسایش در اثر هوا و تبخیر نیز کمی گوگرد بوجود می آورد. گوگردهایی که ترکیب ایزوتوپی مجزا دارند برای بررسی منابع آلوده کننده بکار میروند . گوگردهای غنی شده نیز در مطالعات آب شناسی کاربرد دارند . تصور میشود دریاچه های کوه های راکی که با منابع سولفاتی جو احاطه شده اند حاوی مقادیر گوناگونی dS34 باشند.

هشدارها
به هنگام کار کردن با دی سولفید کربن سولفید هیدروژن و دی اکسید گوگرد باید مراقب باشید. دی اکسید گوگرد علاوه بر اینکه کاملا سمی است (سمی تر از سیانید) با آبی که در جو وجود دارد واکنش نشان داده و باران اسیدی را بوجود میاورد. در اگر غلظت این عنصر زیاد باشد بلافاصله با توقف در عمل دم و بازدم موجب مرگ میشود. گوگرد به سرعت حس بویایی را از کار می اندازد و از این رو قربانیان ممکن است از وجود آن بی اطلاع باشند.

دیکته
گوگرد در انگلیسی بریتاینایی Sulphur نوشته میشود که IUPAC دیکته Sulfur را با توجه به Royal Society of Chemistry Nomenclature Committee برگزیده است که استفاده از این نام در انگلیسی بریتانیایی در حال گسترش است.


شناخت محیط رشد:گوگرد
گوگرد در تهیه پروتئین و اسیدهای آمینه به کار می رود. و مزه پاره ای از محصولات باغبانی (مثل سیر و پیاز و خردل) مربوط به گوگرد می باشد. کمبود گوگرد در پاره ای از گیاهان علایمی شبیه به کمبود ازت ایجاد می کند که مربوط به کمبود تولید پروتئین در گیاه است. علایم کمبود، بیشتر در برگهای جوان دیده میشود تا برگ های پیر، در خاک گوگرد هم به صورت آلی و هم به صورت معدنی یافت میشود. گوگرد آلی از تجزیه مواد پروتئینی به دست می آید. گوگرد معدنی به صورت یون سولفات SO-4 در محلول خاک یافت میشود.
گوگرد را می توان بصورت های سوپر فسفات معمولی (نه سوپر فسفات تریبل)، سولفات آمونیوم و گل گوگرد و یا سولفات کلسیم به خاک اضافه کرد.

[shirin71]

سلنیم

سلنیوم یک عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Se و عدد اتمی آن 34 میباشد. این عنصر یک نافلز سمی بوده که از نظر شیمیایی به گوگرد و تلوریوم شباهت دارد. این عنصر در شکل های گوناگون وجود دارد ولی بیشتر به شکل شبه فلز مانند که هادی جریان الکتریسیته میباشد بوده ودر سلولهای نوری کاربرد دارد. این عنصر در معادن سولفید مانند پیریت یافت میشود.

خصوصیات قابل توجه
سلنیوم به حالتهای گوناگونی یافت میشود. سلنیوم به صورت پودر به رنگ قرمز بوده و در حالت آزمایشگاهی سیاه میباشد. کریستال شش گوش سلنیم به رنگ خاکستری فلزی میباشد و این در حالی است که کریستال منو کلینیک به رنگ قرمز تیره است.

این عنصر همچنیناثر فتو ولتیک از خود نشان داده است که نور را به الکتریسیته تبدیل کرده و تاثیر رسانای نوری دارد که در این حالت خاصیت رسانایی سلنیوم که در مجاورت نور قرار گرفته است بیشتر میشود. سلنیوم در دماهای پایین تر از نقطه جوش یک نیمه رسانا از نوع P میباشد.

کاربردها
سلینویم یک ماده مغزی کوچک برای تمامی گونه های حیات بوده و مکمل یک اسید آمینو غیر معمول به نام Selenocyteine میباشد. سلنیوم به دلیل داشتن خاصیت رسانای نوری و فتو ولتیک به صورت وسیعی در الکترونیک به عنوان سلولهای تصویری و سلولهای خورشیدی بکار گرفته میشود.

سلنیوم برای پاک کردن رنگ از شیشه بکار گرفته شده و رنگ سبز رنگ که حاوی ناخالصیهای آهن دار است را به راحتی از بین میبرد. این عنصر همچنین در قرمز کردن شیشه و مینا کاری نیز کاربرد دارد. سلنیوم به صورت ماده ضد خش در لاستیکهای ولکانیزه نیز استفاده میشود. این عنصر در فتوکپی نیز کاربرد دارد.
کاربرد دیگر سلنیوم رنگ دادن به عکسها و تصاویر میباشد و به صورت گسترده توسط کمپانی های عکاسی مانند Kodak و Fotospeed فروخته میشود. کاربرد هنری آن در شدت دادن به طیف رنگها در تصاویر سیاه و سفید بوده و همچنین در افزایش طول عمر عکس نیز تاثیر دارد.

تاریخچه
سلنیوم که لاتین آن Selene به معنی ماه میباشد در سال 1817 توسط Jons Jacob Berzelius که ارتباط این عنصر با تلوریوم را دریافت کشف شد.
کاربردهای گسترده این عنصر از قبیل استفاده آن در ترکیبات لاستیکی آلیاز فولاد و یکسوکننده های سلنیومی باعث رشد چشمگیری در مصرف این عنصر شد. در سال 1970 سلنیوم جایگزین سیلیکن در یکسو کننده های برق شد اما کاربرد گسترده آن به عنوان رسانای نور در کاغذ کپی مهمترین استفاده آن بود.در طی دهه 1980 با تولیدرساناهی نور آلی استفاده از سلنیوم به عنوانرسانای نور منسوخ شد. در سال 1996 رابطه مثبتی در خصوص مصرف سلنیوم و خاصیت ضد سرطان آن کشف شد اما کاربرد گسترده و مستقیم این کشف بزرگ نمیتوانست به صورت قابل توجهی تقاضای آن را در دوز های مصرفی کوچک بکند. در اواخر دهه 1990 کاربرد سلنیوم (معمولا با بیسموت) به عنوان یک ماده اضافه کننده در لوله کشی برنجی برای داشتن یک محیط بدون سرب افزایش یافت.

پیدایش
سلنیوم به صورت سلنید از کانیهای سولفیدی مانند مس نقره و سرب بدست می آید. این عنصر از گل و لای آنودی مس و گل و لای سربی حاصل از گیاهان اسید سولفوریک به صورت یک محصول جانبی بدست میاید.

ایزوتوپها
سلنیوم 38 ایزوتوپ دارد که 5 ایزوتوپ از آنها پایدار میباشند.

هشدارها
اگرچه سلنیوم خالص سمی نمیباشد ولی ترکیبات آن بسیار سمی بوده و خواصی همانند آرسنیک دارند. سلنید هیدروژن و دیگر ترکیبات آن بسیار سمی میباشند. گیاهانی که در خاکهای حاوی سلنید رشد میکنند مانند Locoweed تاثیرات بسیار جدی بر تغذیه جانوران و حیوانات دارد.

سلنیوم و سلامت
سلنیوم یک عنصر ردیابی در انسان میباشد. که در حذف رادیکال آزاد و دیگر آنزمهای آنتی اکسیدان استفاده میشود. و در عملکرد غده تروئید نقش مهمی ایفا میکند. رژیم سلنیوم حاوی غلات گوشت ماهی و تخم مرغ میباشد.

کمبود سلنیوم در افراد سالم بسیار کم رخ میدهد و بیشتر در بیمارانی که از عمکلردهای نادرست روده ای رنج میبرند مشاهده میشود. رژیم غذایی پیشنهادی برای بزرگسالان عبارت است از 55 میکروگرم سلنیوم در هر روز. مصرف روزانه بیش از 400 میکروگرم موجب مسمومیت میشود.

[shirin71]

تلوریم

تلوریم ، ((عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Te و عدد اتمی 52 قرار دارد. تلوریم که شبه فلزی شکننده و سفیـــد نقره‌ای شبیه قلع می‌باشد، از نظر شیمیایی همانند سلنیم و گوگرد است. از این عنصر بیشتر در آلیاژها و بعنوان یک نیمه هادی استفاده می‌شود.

تاریخچـــــه
تلوریم (در زبان لاتین tellus به معنی زمین) در سال 1782 بوسیله "Franz Joseph Muller von Reichstein" در رومانی کشف شد. سال 1798، "Martin Heinrich Klaproth" کسی که قبلا" آنرا جدا کرده بود، این عنصر را نامگذاری کرد. دهه 70، دوران رونق کاربردهای ترموالکتریک تلوریم و نیز کاربرد آن در فولاد غیر ماشینی بود که کاربرد عمده آن دوران محسوب می‌شد.

پیدایــــــــش
تلوریم گاهی اوقات به شکل خالص یافت می‌شود، اما اغلب بصورت تلورید طلا (کالاوریت) و در ترکیب با سایر فلزات دیده می‌شود. منبع اصلی تلوریم رسوبات آند است که در خلال تصفیه الکترولیزی مس جوشدار بوجود می‌آید.

تلوریم به میزان تجاری و غیر سمی معمولا" به صورت پودر mesh-200 عرضه می‌شود، ولی بصورت تخته‌ای ، شمش ، لوله‌ای یا گرد نیز موجود است. قیمت هر پوند تلوریم در سال 2000 معادل 14 دلار آمریکا بود.

خصوصیات قابل توجه
تلوریم ، عنصر نسبتا" کمیابی است و از نظر شیمیایی جزو خانواده اکسیژن ، گوگرد ، سلنیم و پلونیوم ( chalcogens ) محسوب می‌شود. تلوریم در حالت بلوری به رنگ سفید نقره‌ای و در حالت خالص خود دارای درخشش فلزی است. تلوریم شبه فلزی شکننده است که براحتی له می‌شود. تلوریم غیر متبلور را بوسیله جداسازی آن از محلول دارای تلوریم یا اسید تلوریک بدست می‌آورند. بهر حال در این باره که آیا این شکل تلوریم واقعا" غیر بلورین است یا از بلورهای بسیار کوچک تشکیل شده است، اختلافاتی وجود دارد. تلوریم نیمه هادی ، p-type است که در شرایط خاص و بر اساس پیوند اتمی ، رسانایی بیشتری را نشان داده است.

چون از نظر شیمیایی مانند سلنیم و گوگرد است، رسانایی این عنصر در صورت مواجهه با نور تاحدی افزایش می‌یابد. تلوریم را می‌توان به مس ، طلا ، نقره ، قلع و فلزات دیگر اضافه کرد. در صورت سوختن در هوای عادی شعله‌هایی به رنگ آبی مایل به سبز ایِجاد می‌کند که نتیجه آن تولید اکسید تلوریم است. این عنصر در حالت مذاب موجب فرسایش مس ، آهن و فولاد ضد زنگ می‌گردد.

کاربردهــــــا
از این عنصر بیشتر برای ساخت آلیاژ با فلزات دیگر استفاده می‌شود. آن را به سرب اضافه می‌کنند تا استحکام و دوام آنرا افزایش داده ، تاثیر فرسایشی اسید سولفوریک را بر آن کاهش دهند. افزودن تلوریم به فولاد ضد زنگ و مس باعث افزایش کارآمدی آنها می‌گردد.
برای کنترل سرما بصورت چدن آلیاژ می‌شود.
در سرامیکها کاربرد دارد.
تلوریم بیسموت در وسایل ترموالکتریک بکار می‌رود.
تلوریم همچنین در کلاهکهای انفجاری مورد استفاده بوده ، دارای کاربردهای بالقوه در پهنه‌های آفتابگیر تلوریم کادمــــــــیم می‌باشد. بخشی از راندمان بالای تولید برق سلولهای خورشیدی مربوط به استفاده از این ماده می‌باشد، اما در عمل هنوز از این کاربرد استقبال نشده است.
ترکیبات
تلوریم در گروه گوگرد و سلنیم قرار دارد و ترکیباتی مشابه آنها می‌سازد. ترکیب با فلز یا هیدروژن و یونهای مشابه یک تلورید نامیده می‌شود. تلوریدهای طلا و نقره کانه‌های خوبی به حساب می‌آیند.

ایزوتوپهــــــــا
برای تلوریم 30 ایزوتوپ با جرمهای اتمی بین 108 تا 137 شناسایی شده است. تلوریم طبیعی دارای 8 ایزوتوپ است.

هشدارهــــــــا
افرادی که در معرض 0.01 میلی‌گرم یا کمتر تلوریم در هر متر مکعب هوا قرار می‌گیرند، با بویی شبیه بوی سیر مواجه می‌شوند. تلوریم و ترکیبات آن را باید سمی انگاشت و با کمال احتیاط با آنها رفتار کرد.

[shirin71]

پلونیوم

پلونیوم یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Po بوده و عدد اتمی آن 84 میباشد. پلونیوم به عنوان یک شبه فلز رادیو اکتیو نادر از نظر شیمیایی شبیه به Tellurium و Bismuth میباشد و از سنگ معدن اورانیوم به دست می آید. پولونیوم برای استفاده گرمایی در سفینه های فضایی مطالعه میشود.


خصوصیات قابل توجه

این ماده رادیو اکتیوی به صورت خیلی سریع در اسیدهای رقیق حل شده و این در حالی است که به مقدار بسیار کمی در Alkalis که از نظر شیمیایی بسیار شبیه به Bismuth و Tellurium میباشند قابل حل میشود.

پلونیوم 210 یک فلز سبک میباشد که 50% آن در هوا و بعد از 45 ساعت قرار گرفتن در دمای 328K بخار میشود. این ایزوتوپ یک ساتع کننده آفا بوده که نیمه عمر آن 138.39 روز میباشد. تنها یک میلیگرم از این فلز سبک ذرات آلفا به میزان 5 گرم رادیوم را از خود ساتع میکند.

در دوره تجزیه آن انرژی بسیار زیاده ساتع شده که نیم گرم آن به سرعت به دمای بالای 750k میرسد. چند Curie پلونیوم یک نور آبی رنگ ساتع میکند که باعث آشفتگی و برانگیختگی هوای مجاور میشود.



کاربردها

پولونیوم هنگامی که با برلیوم آلیاژ تشکیل دهد میتوان یک منبع نوترون باشد. موارد کاربردی دیگر عبارتند از:


این عنصر در ساخت وسایلی که بار الکتریکی استاتیک را در کاخانجات نساجی و دیگر نقاط از بین میبرند استفاده میشود با این وجود از منابع بتا که خطرات کمتری دارند بیشتر استفاده میشود.
پلونیوم در ساخت شانه هایی که گرد و غبار انباشته شده بر روی فلیمهای عکاسی را پاک میکنند نیز استفاده میشود. مقدار پولونیوم بکار رفته در این شانه ها کنترل شده و در نتیجه خطرات رادیو اکتیوی بسیار کمی دارند.

از آنجا که میتوان با ظرفهای معمولی تقریبا تابش تمام پرتوی آلفا را متوقف کرد و با حرارت دادن سطح آن انرژی آزاد کرد پلونیوم نیز به عنوان یک منبع گرمایی نیروهای سلولهای ترمو متریک در ماهواره های مصنوعی پیشنهاد میشود.


تاریخچه

پلونیوم که آن را Radium F نیز مینامند در سال 1898 توسط Marie Curie و Pierre Curie کشف شد و بعدها از روی نام Poland «لهستان) سرزمین مادری ماری کوری نامگذاری شد.

این عنصر توسط کوری ها هنگامی آنها برای یافتن دلیل خاصیت رادیو اکتیویته pitchblende تحقیق میکردند کشف شد. پیچپلنت بعد از جداسازی اورانیوم و رادیوم رادیو اکتیوتر بود .این انها را ترغیب کرد که عنصر را بیابند .الکتروسکوپ آن را هنگام جدا شدن از Bismuth نشان میداد.


پیدایش

پلونیوم که یک عنصر بسیار کمیاب در طبیعت است در معادن اورانیوم با میزان 100 میکروگرم در هر تن یافت میشود. فراوانی طبیعی آن تقریبا 0.2% رادیوم میباشد.

در سال 1934 یک تجربه نشان داد که هنگامی که Bismuth Bi209 توسط نوترونها بمباران میشود Bi-210 که در واقع مادر پلونیوم است به وجود میاید. امروزه پلونیوم در مقادیر میلیگرمی در فرایند ذوب نوترونی در رآکتورهای هسته ای به وجود می آید.


ایزوتوپها

پلونیوم از تمامی عناصر دیگر بیشتر ایزوتوپ دارد که تمام آنها رادیو اکتیو میباشند. 25 ایزتوپ پلونیوم با جرم اتمی از 194 تا 218 شناخته شده است. Po210 در دسترس ترین نوع آن میباشد و po209 با نیمه عمر 103 سال و Po208 با نیمه عمر 2.9 سال توسط بمباران Deteron سرب یا Bismuth در یک Cyclotron به وجود میاید. با این وجود ساخت این ایزوتپها بسیار گران میباشد .

خصوصیات قابل توجه

این ماده رادیو اکتیوی به صورت خیلی سریع در اسیدهای رقیق حل شده و این در حالی است که به مقدار بسیار کمی در Alkalis که از نظر شیمیایی بسیار شبیه به Bismuth و Tellurium میباشند قابل حل میشود.

پلونیوم 210 یک فلز سبک میباشد که 50% آن در هوا و بعد از 45 ساعت قرار گرفتن در دمای 328K بخار میشود. این ایزوتوپ یک ساتع کننده آفا بوده که نیمه عمر آن 138.39 روز میباشد. تنها یک میلیگرم از این فلز سبک ذرات آلفا به میزان 5 گرم رادیوم را از خود ساتع میکند.

در دوره تجزیه آن انرژی بسیار زیاده ساتع شده که نیم گرم آن به سرعت به دمای بالای 750k میرسد. چند Curie پلونیوم یک نور آبی رنگ ساتع میکند که باعث آشفتگی و برانگیختگی هوای مجاور میشود.



کاربردها

پولونیوم هنگامی که با برلیوم آلیاژ تشکیل دهد میتوان یک منبع نوترون باشد. موارد کاربردی دیگر عبارتند از:


این عنصر در ساخت وسایلی که بار الکتریکی استاتیک را در کاخانجات نساجی و دیگر نقاط از بین میبرند استفاده میشود با این وجود از منابع بتا که خطرات کمتری دارند بیشتر استفاده میشود.
پلونیوم در ساخت شانه هایی که گرد و غبار انباشته شده بر روی فلیمهای عکاسی را پاک میکنند نیز استفاده میشود. مقدار پولونیوم بکار رفته در این شانه ها کنترل شده و در نتیجه خطرات رادیو اکتیوی بسیار کمی دارند.

از آنجا که میتوان با ظرفهای معمولی تقریبا تابش تمام پرتوی آلفا را متوقف کرد و با حرارت دادن سطح آن انرژی آزاد کرد پلونیوم نیز به عنوان یک منبع گرمایی نیروهای سلولهای ترمو متریک در ماهواره های مصنوعی پیشنهاد میشود.


تاریخچه

پلونیوم که آن را Radium F نیز مینامند در سال 1898 توسط Marie Curie و Pierre Curie کشف شد و بعدها از روی نام Poland «لهستان) سرزمین مادری ماری کوری نامگذاری شد.

این عنصر توسط کوری ها هنگامی آنها برای یافتن دلیل خاصیت رادیو اکتیویته pitchblende تحقیق میکردند کشف شد. پیچپلنت بعد از جداسازی اورانیوم و رادیوم رادیو اکتیوتر بود .این انها را ترغیب کرد که عنصر را بیابند .الکتروسکوپ آن را هنگام جدا شدن از Bismuth نشان میداد.


پیدایش

پلونیوم که یک عنصر بسیار کمیاب در طبیعت است در معادن اورانیوم با میزان 100 میکروگرم در هر تن یافت میشود. فراوانی طبیعی آن تقریبا 0.2% رادیوم میباشد.

در سال 1934 یک تجربه نشان داد که هنگامی که Bismuth Bi209 توسط نوترونها بمباران میشود Bi-210 که در واقع مادر پلونیوم است به وجود میاید. امروزه پلونیوم در مقادیر میلیگرمی در فرایند ذوب نوترونی در رآکتورهای هسته ای به وجود می آید.


ایزوتوپها

پلونیوم از تمامی عناصر دیگر بیشتر ایزوتوپ دارد که تمام آنها رادیو اکتیو میباشند. 25 ایزتوپ پلونیوم با جرم اتمی از 194 تا 218 شناخته شده است. Po210 در دسترس ترین نوع آن میباشد و po209 با نیمه عمر 103 سال و Po208 با نیمه عمر 2.9 سال توسط بمباران Deteron سرب یا Bismuth در یک Cyclotron به وجود میاید. با این وجود ساخت این ایزوتپها بسیار گران میباشد .


هشدارها

پلونیوم یک عنصر بسیار رادیو اکتیو و سمی بوده و کار کردن با آن بسیار خطرناک است. حتی مقادیر میلیگرمی یا میکروگرمی آن در پلونیوم 210 بسیار خطرناک بوده و کار کردن با آنها نیاز به تجهیزات خاصی دارد. همچنین آسیبهای جدی از جذب انرژی توسط بافتهای سلولی از طریق ذرات آفا به وجود می آید.
مقدار مجاز پلونیوم برای بدن تنها 0.03 میکروکوری که معادل وزن 6.8 x 10-12 گرم بوده، میباشد. پولونیوم تقریبا


منبع
http://periodic.lanl.gov/elements/84.html Los Alamos National Laboratory - Polonium

[shirin71]

فلوئور


"Georigius Agricola" در سال 1529 ، فلورین را (از واژه لاتین fluere به معنی جریان یا تغییر مداوم) به شکل فلورسپار و به خاطر کاربرد آن بعنوان یک گداز آور ( ماده ای که برای بهبود جوشکاری فلزات یا کانی‌ها)) بکار می‌رود ) شناسایی کرد. "Schwandhard" در سال 1670 متوجه شد سطح شیشه در صورتیکه در معرض فلورسپار همراه با اسید قرار گیرد، نقشهایی بر روی آن حک می‌گردد. "Karl Scheele" و بسیاری از محققان ، بعد از او از جمله Humphry Davy ، Gay-Lussac Antoine Lavoisier و Louis Thenard همگی با اسید هیدروفلوریک به آزمایش پرداختند. ( بعضی از آزمایشات به یک فاجعه ختم شد).

این عنصر سالهای زیادی بعد از آن بدست نیامد، چون هنگامیکه آنرا از یکی از ترکیباتش جدا می‌کردند ، فورا" به مواد باقی مانده آن ترکیب حمله می‌کرد. سرانجام بعد از تقریبا" 74 سال تلاش مداوم ، "Henri Moissan" در سال 1886 موفق به تهیه فلوئور شد.

اولین تولید تجاری فلوئور ، در پروژه بمب اتمی ، پروژه Manhattan ، در جنگ جهانی دوم بود که ازترکیب هگزا فلورئورید اورانیم (UF6) برای جداسازی ایزوتوپهای اورانیوم استفاده شد. این فرآیند ، هنوز هم در تجهیزات نیروی هسته‌ای کاربرد دارد.

اطلاعات کلی
فلوئور ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان F و عدد اتمی 9 یافت می‌شود. این عنصر ، گازی یک‌ظرفیتی ، هالوژن ، به رنگ زرد کم‌رنگ و سمی می‌باشد و از تمامی عناصر ، الکترونگاتیوتر و واکنش‌پذیرتر است. نوع خالص آن ، بسیار خطرناک و درصورت تماس با پوست ، سوختگی‌های شیمیائی شدید ایجاد می‌کند.

خصوصیات قابل توجه
فلوئور خالص ، گاز زرد رنگ و فرسایشگری است که عامل اکسید کننده ای قوی می‌باشد. این گاز از تمامی عناصر ، الکترونگاتیوتر و واکنش‌پذیرتر است و با بیشتر عناصر دیگر از جمله گازهای بی‌اثر ، زنون و رادون تولید ترکیب ایجاد می‌کند. فلوئور ، حتی در تاریکی و شرایط سرد با هیدروژن بصورت انفجاری واکنش می‌دهد. در فوران گاز فلوئور ، شیشه ، فلزات ، آب و مواد دیگر بصورت شعله‌های درخشان می‌سوزند. این گاز ، همیشه بصورت ترکیب وجود داشته ، چنین تمایلی را با سایر عناصر مخصوصا" سیلیکون دارد که نه می‌توان آنرا در ظروف شیشه‌ای تهیه و نه در آنها نگهداری کرد.

فلوئور در محلولهای آبی عموما" به شکل یون فلورید -F دیده می‌شود. حالتهای دیگر آن ، کمپلکسهای فلوئور ، مانند -FeF4 یا +H2F هستند. فلورایدها ، ترکیباتی هستند که در آنها فلوئورید با بعضی از بقایای مثبت بار شده ، ترکــیب می‌شود و اغلب آنها یون‌دار می‌باشند.

کاربردها
فلوئور در تولید پلاستیکهای کم‌اصطکاک از قبیل تفلون و نیز در هالونها مانند فریون کاربرد دارد. سایر کاربردهای آن ‌، عبارتند از:



اسید هیدرو فلوئوریک ( فرمول شیمیایی HF ) برای حکاکی روی شیشه در لامپ و محصولات دیگر بکار می‌رود.


از فلوئور تک اتمی در تولید نیمه هادی به‌منظور Plasma ashing استفاده می‌گردد.
فلوئور به همراه ترکیباتش در تولید اورانیوم ( از هگزا فلوراید) و بیش از صد نوع ماده شیمیایی فلورین‌دار تجاری از جمله تعداد زیادی از پلاستیکهای مقاوم در برابر حرارتهای زیاد ، کاربرد دارد.


فلوئورو کلرو هیدروکربنها Fluoro chloro hydrocarbons ، در تهویه هوا و در سرد سازی کاربرد وسیعی دارند. استفاده از فلوئورو کلرو کربنها Chloro fluoro carbons در این موارد ممنوع شده است، چون آنها مشکوک به بزرگ کردن سوراخ اوزون می‌باشند. هگزا فلوراید گوگرد Sulfur hexafluoride ، گازی بسیار راکد و غیر سمی است. این گروه از ترکیبات گازهای گلخانه ای قوی هستند.


آلومینیات هگزافلورید پتاسیم ، که – اصطلاحا" Cryolite یا یخ‌سنگ نامیده می‌شود، در الکترولیز آلومینیوم مورد استفاده قرار می‌گیرد.


از فلوئورید سدیم بعنوان یک حشره کش بخصوص علیه سوسکها استفاده می‌شود.


بعضی دیگر از فلوئوریدها برای جلوگیری از پوسیدگی دندان به خمیر دندان و به منابع آب شهری افزوده می‌شوند.


بعضی از محققین ، امکان استفاده از گاز فلورین خالص را بعنوان سوخت موشک بررسی کرده‌اند، چون این گاز ، دارای ضربه مخصوص بالائی می‌باشد.
ترکیبات
فلوئور اغلب می‌تواند در ترکیبات آلی جایگزین هیدروژن شود. با این مکانیسم ، فلوئور می‌تواند ترکیبات بسیار زیادی داشته باشد. ترکیبات فلورین که شامل گازهای نادر هستند با فلوئوریدهای کریپتون ، رادون و زنون تایید شده‌اند. این عنصر از fluotite ، cryolite و fluorapatite بازیافت می‌شود.

هشدارها
در کار با فلوئور و HF باید با دقت زیادی رفتار شود و از هرگونه تماس آنها با پوست و چشم جدا" اجتناب گردد.
یونهای فلوراید و فلوئور خالص هردو بسیار سمی هستند. فلورین وقتی عنصر آزاد است، دارای بوی تندی است که با غلظتی به کمی ppb 20 قابل شناشائی می‌باشد. حداکثر غلظت مجاز برای تماس 8 ساعته روزانه با آن PPM 1 پیشنهاد می‌شود ( کمتر از مثلا" اسید پروسیک). با اینهمه ، روشهای ایمن جابجائی این عنصر ، امکان حمل و نقل فلورین مایع را بصورت مقادیر تنی امکان‌پذیر می‌کند.
نام, علامت اختصاری, شماره Fluorine, F, 9
گروه شیمیایی هالوژنها
گروه, تناوب, بلوک 17 «VIIA), 2 , p
جرم حجمی , سختی 1.696 kg/m3 (273 K), NA
رنگ گاز زرد مایل به سبز کمرنگ

خواص اتمی
وزن اتمی 18.9984 amu
شعاع اتمی (calc.) 50 (42) pm
شعاع کووالانسی 71 pm
شعاع وندروالس 147 pm
ساختار الکترونی He]2s2 2p5]
-e بازای هر سطح انرژی 2, 7
درجه اکسیداسیون (اکسید) -1 (اسید قوی)
ساختار کریستالی مکعبی
خواص فیزیکی
حالت ماده Gas (غیر مغناطیسی)
نقطه ذوب 53.53 K (-363.32 °F)
نقطه جوش 85.03 K (-306.62 °F)
حجم مولی 11.20 ((scientific notation|ש»10-6 m3/mol
گرمای تبخیر 3.2698 kJ/mol
گرمای هم جوشی 0.2552 kJ/mol
فشار بخار اطلاعات موجود نیست
سرعت صوت اطلاعات موجود نیست
متفرقه
الکترونگاتیویته 3.98 (درجه پائولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 824 J/kg*K
رسانائی الکتریکی اطلاعات موجود نیست
رسانائی گرمایی 0.0279 ((وات بر متر کلوین|W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون 1681.0 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 3374.2 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون 6050.4 kJ/mol
4th پتانسیل یونیزاسیون 8407.7 kJ/mol
5th پتانسیل یونیزاسیون 11022.7 kJ/mol
6th پتانسیل یونیزاسیون 15164.1 kJ/mol
7th پتانسیل یونیزاسیون 17868 kJ/mol
8th پتانسیل یونیزاسیون 92038.1 kJ/mol
9th پتانسیل یونیزاسیون 106434.3 kJ/mol

[shirin71]

کلر

کلر ( از واژه یونانی χλωρος به معنی زرد مایل به سبز ) را "Carl Wilhelm Scheele" در سال 1774 کشف نمود و اشتباها" تصور کرد، این عنصر حاوی اکسیژن است. "Humphry Davy" در سال 1810 ، نام کلر را برای این ماده انتخاب کرد و اصرار داشت که این ماده در واقع یک عنصر است.

پیدایش
بوسیله الکترولیز محلول آبداری از کلرید سدیم ، کلر تولید می‌شود. این عنصر در طبیعت فقط بصورت ترکیب با سایر عناصر و عمدتا" سدیم به شکل نمک طعام (NaCl) و همچنین در کارنالیت و سیلویت یافت می‌شود.

اطلاعات کلی
کلر ، عنصر شیمیایی با عدد اتمی 17 و نشان Cl می‌باشد. کلر ، هالوژن است و در جدول تناوبی در گروه IV قرار دارد. گاز کلر ، زرد مایل به سبز است، دو و نیم مرتبه از هوا سنگین‌تر ، دارای بوی بسیار بد و خفه کننده و بسیار سمی است. این عنصر ، عاملی اکسید کننده ، سفید کننده و گندزدا می‌باشد. کلر ، بعنوان بخشی از نمکهای طعام و ترکیبات دیگر به مقدار زیادی در طبیعت و لزوما" در بیشتر جانداران وجود دارد.

خصوصیات قابل توجه
نوع خالص این عنصر شیمیایی به شکل گازی دو اتمی و سبز رنگ می‌باشد. نام کلر برگرفته از کلمه chloros به معنی سبز است که اشاره به رنگ این گاز دارد. این عنصر ، جزئی از گروه هالوژنهای نمک‌ساز می‌باشد و بوسیله اکسیداسیون کلریدها یا به روش رایج الکترولیز تهیه می‌گردد. کلر گازی است به رنگ زرد مایل به سبز که تقریبا" با تمامی عناصر به‌سرعت ترکیب می‌شود. در 1 لیتر آب 10 °C ، 3.10 لیتر و در آب 30 درجه تنها 77/1 لیتر کلر حل می شود.

کاربردها
کلر ، عنصر شیمیایی مهمی در تصفیه آب ، مواد گندزدا در سفید کننده و نیز در گاز خردل به‌شمار می‌رود. همچنین کلر در ساخت طیف وسیعی از اقلام روزمره کاربرد دارد.



برای از بین بردن باکتری و سایر میکروبهای موجود در ذخائر آب آشامیدنی بکار می‌رود. امروزه حتی به ذخائر کوچک آب همواره کلر افزوده می‌گردد.


در تولید محصولات کاغذی ، مواد ضدعفونی کننده ، رنگدانه‌ها ، مواد غذائی ، حشره کشها ، رنگها ، فرآورده‌های نفتی ، پلاستیک ، دارو ، منسوجات ، حلالها و محصولات مصرفی بسیار زیاد دیگری کاربرد دارد. در ترکیبات آلی در صورتی‌که کلر جایگزین هیدروژن شود، (لاستیک مصنوعی) ، اغلب باعث ایجاد خصوصیات مورد نیاز در این ترکیبات می‌گردد، لذا در ترکیب آلی از این عنصر بعنوان عامل اکسید کننده و جانشین ، بطور گسترده استفاده می‌گردد.

سایر موارد کاربرد کلر در تولید کلراتها ، کلروفرم ، تترا کلرید کربن و در استخراج برم می‌باشد.
ترکیبات
کلریدها ، کلریتها ، کلراتها ، پرکلراتها و کلرامینها ، از جمله ترکیبات کلر هستند.

ایزوتوپها
دو ایزوتوپ پایدار اصلی برای کلر با جرم 35 و 37 وجود دارد که به نسبتهای به ترتیب 3:1 یافت شده ، وزن اتمی مقادیر عمده و مشهود 35,5 را در اتمهای کلر ایجاد می‌کنند. کلر دارای 9 ایزوتوپ با Mass number ( عدد جرمی ) بین 32 و 40 می‌باشد که تنها سه عدد از این ایزوتوپها بصورت طبیعی یافت می‌شوند. کلر پایدار 35 (75,77%) ، کلر 37(24,23%) و کلر رادیواکتیو 36 .

نسبت کلر 36 به کلر پایدار در محیط زیست تقریبا" E -15 : 1 700 است. Cl-36 در جو بوسیله پراشیدن Ar-36 بر اثر فعل و انفعالات پروتونهای اشعه کیهانی حاصل می‌گردد. در زیر سطح زمین Cl-36 عمدتا" در نتیجه جذب نوترون توسط Cl-35 یا جذب موآن بوسیله Ca-40 تولید می‌گردد. Cl-36 به‌صورت S-36 و Ar-36 با نیمه عمر درهم 308000 سال متلاشی می‌شود. نیمه عمر این ایزوتوپ آبدوست و غیر واکنشی ، آنرا مناسب تاریخ‌گذاری زمین شناسی با دامنه ای از 60000 تا 1 میلیون سال می‌نماید.

بعلاوه ، مقادیر زیادی Cl-36 بوسیله پرتوافشانی بر آب دریا ، در خلال انفجارات جوی سلاحهای اتمی بین سالهای 1958 و 1952تولید شد. مدت زمان حضور Cl-36 در جو ، تقریبا" یک هفته است، بنابراین Cl-36 بعنوان رویداد شمار آبهای داخل خاک و زیرزمینی دهه 50 برای تاریخ‌گذاری آبهای کمتر از 50 سال پیش نیز سودمند است. Cl-36 در مراحل دیگری از علم زمین شناسی از جمله تاریخ‌گذاری یخها و رسوبات بکار می‌رود.

هشدارها
کلر ، موجب تحریک دستگاه تنفسی بخصوص در کودکان و کهنسالان می‌شود. کلر در حالت گازی ، باعث تورم غشای مخاطی شده ، درحالت مایع موجب سوختگی پوست می‌شود. مقدار 3.5ppm آن لازم است تا بعنوان بویی متمایز شناخته شود و مقدار ppm 1000 آن کشنده است. به همین علت ، در طول جنگ جهانی اول ، کلر یکی از گازهایی بود که بعنوان گاز جنگی مورد استفاده قرار گرفت.

مواجهه با این گاز نباید از 0.5 ppmفراتر رود ( با میانگین وزنی زمان 8 –40 ساعت در هفته ). مواجهه شدید با مقدار زیاد کلر غلیظ ( اما نه مقدار کشنده) می‌تواند باعث ادم ریه یا آب آوردن آن که وضعیتی بسیار ناگوار است، گردد. تماس دائم با مقادیر کم آن ریه‌ها را ضعیف کرده ، آسیب پذیری ریه‌ها را در برابر بیماری‌های دیگر افزایش می‌دهد. در صورت مخلوط شدن مواد سفید کننده با آمونیاک ، اوره و سایر محصولات شوینده ، احتمال تولید گازهای سمی وجود دارد. این گازها حاوی مخلوطی از گاز کلر و تری‌کلرید نیتروژن هستند؛ بنابراین باید از چنین ترکیبی اجتناب کرد.

روند شیمیائی تولید گاز کلر
کلر را می‌توان از الکترولیز محلول سدیم کلراید ، مانند بورین ، بدست آورد.

الکترولیز سلول جیوه
الکترولیز سلول جیوه ، اولین روش تولید کلر در مقیاس صنعتی بود. آندهای تیتانیوم بالای یک کاتد جیوه مایع قرار می‌گیرد. محلولی از کلرید سدیم بین دو الکترود قرار داده می‌شود. وقتی جریان الکتریکی برقرار می‌شود، کلراید در سمت آندهای تیتانیم آزاد شده ، در همین حال ، سدیم بصورت ملغمه ای در جیوه رسوب می‌کند.

ملغمه را می‌شود با فعال کردن مجددش توسط آب ، به جیوه تبدیل کرد که ایجاد هیدروژن و هیدروکسید سدیم می‌کند. اینها خود ، محصولات جنبی مفیدی هستند. این روش ، مقادیر زیاد انرژی را مصرف می‌کند و در عین حال ، نگرانی‌هایی درباره خروج جیوه به محیط نیز وجود دارد.

الکترولیز سلول دیافراگم
یک صفحه آزبست ، روی شبکه آهنی کاتد قرار می‌گیرد تا از اخلاط مجدد کلرین تشکیل شده در آند و هیدروکسید سدیم تشکیل شده در کاتد جلوگیری نماید. این روش ، از روش سلول جیوه کمتر انرژی مصرف می‌کند، اما هیدروکسید سدیم را به‌سختی می‌توان جمع‌آوری و به ماده ای مفید تبدیل کرد.

الکترولیز سلول پوسته
سلول الکترولیز توسط یک پوسته که به‌عنوان یک تبادل کننده یون عمل می‌کند، به دو قسمت تقسیم می‌شود. محلول کلرید سدیم خیس در سمت آند قرار گرفته ، آب مقطر در سمت کاتد قرار داده می‌شود. این روش ، تقریبا به اندازه سلول دیافراگم به‌صرفه بوده ، باز هم تولید هیدروکسید سدیم بسیار خالص می‌کند.


شناخت محیط رشد:کلر
لزوم کلر برای گیاهان‏ به تازگی مورد تایید قرار گرفته است. اما از آنجا که این عنصر‏ هم در هوا و هم در محلول خاک (Soil solution) وجود دارد به ندرت کمبود آن گزارش می شود کلر برای آزاد کردن اکسیژن به هنگام فتوسنتز لازم است و کمبود کلر باعث پژمردگی گیاه می گردد. در خاک ، یون آن بصورت Clx موجود است که به راحتی قابل استفاده گیاه می باشد. در صورت کمبود می توان از کلرورپتاسیم استفاده کرد.
نام , علامت اختصاری , شماره Chlorine, Cl, 17
گروه شیمیایی هالوژنها
گروه, تناوب, بلوک 17 «VIIA), 3 , p
جرم حجمی , سختی 3.214 kg/m3 (273 K), NA
رنگ سبز مایل به زرد

خواص اتمی
وزن اتمی 35.5 amu
شعاع اتمی (calc.) 100 (79) pm
شعاع کووالانسی 99 pm
شعاع واندروالس 175 pm
ساختار الکترونی Ne]3s2 3p5]
-eبازای هر سطح انرژی 2, 8,7
درجه اکسیداسیون ( اکسید ) ±1,3,5,7 (اسید قوی)
ساختار کریستالی اورتورومبیک
خواص فیزیکی
حالت ماده gas (غیر مغناطیسی)
نقطه ذوب 171.6 K (150.7 °F)
نقطه جوش 239.11 K (29.27 °F)
حجم مولی 17.39 ש»10-6 ««متر مکعب بر مول
گرمای تبخیر 10.2 kJ/mol
گرمای هم جوشی 3.203 kJ/mol
فشار بخار 1300 Pa
سرعت صوت اطلاعات موجود نیست
متفرقه
الکترونگاتیویته 3.16 (درجه پائولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 480 J/kg*K
رسانائی الکتریکی اطلاعات موجود نیست
رسانائی گرمایی 0.0089 W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون 1251.2 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 2298 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون 3822 kJ/mol
4th پتانسیل یونیزاسیون 5158.6 kJ/mol
5th پتانسیل یونیزاسیون 6542 kJ/mol
6th پتانسیل یونیزاسیون 9362 kJ/mol
7th پتانسیل یونیزاسیون 11018 kJ/mol
8th پتانسیل یونیزاسیون 33604 kJ/mol
9th پتانسیل یونیزاسیون 38600 kJ/mol
10th پتانسیل یونیزاسیون 43961 kJ/mol

[shirin71]

برومین


تاریخچه اکتشاف برم
برم ( bromos یونانی ، بمعنای بوی گند ) بوسیله "Antoin Balard" در سال 1826 کشف شد، اما تا سال 1860 به مقدار زیاد تولید نشد.

پیدایش
برم در طبیعت بصورت نمکهای برمید و بصورت مقادیر بسیار پراکنده در سنگهای پوسته زمین وجود دارد. چون نمکهای برمید شسته شده در آب دریاها انباشته می‌شوند، ppm )85 ) ممکن است بصورت اقتصادی تا ppm 5000 از چاههای آب شور و بحرالمیت بازیافت گردند. تقریبا" هر سال 500 میلیون کیلوگرم (350 میلیون USDآمریکا) برم در جهان تولید می‌شود و آمریکا و اسرائیل تولید کنندگان عمده آن هستند.

معرفی
برم یکی از عناصرشیمیائی جدول تناوبی است که دارای نشان Br و عدد اتمی 35 می‌باشد. برم که عنصری هالوژن است، در حرارت اتاق به صورت مایع قرمز رنگ فراری می‌باشد که با کلر و ید واکنش پذیری دارد. این عنصر در حالت مایع برای بافتهای بدن انسان مضر و بخار آن چشم و گلو را تحریک می‌کند.

خصوصیات قابل توجه
برم تنها عنصر غیر فلز مایع در حرارت اتاق است. این عنصر ، مایعی سنگین ، سیال و قهوه‌ای متمایل به قرمز است که براحتی در دما و فشار استاندارد تبخیر می‌شود ( رنگ آن شبیه دی‌اکسید نیتروژن است) و بوی بسیار ناخوشایندی دارد. برم که هالوژن می‌باشد، از نظر شیمیایی مثل کلر اما با فعالیتی کمتر است، (اما بهرحال از ید فعال‌تر است.) برم در آب یا دی‌سولفید کربن بسیار قابل حل بوده ، تولید محلولی قرمز رنگ می‌کند. این عنصر براحتی با عناصر زیادی پیوند برقرار کرده ، از قدرت سفید کنندگی بالایی برخوردار است.

برم بسیار واکنشگر و عامل اکسید کننده قوی در حضور آب است. این عنصر علاوه بر هیدروکربنهای معطر ،کتونها و اسیدها ، (اینها با اضافه شدن و یا بوسیله جایگزینی با برم ترکیب می‌شوند) ، به‌شدت با آمینها ، آلکینها و فنلها واکنش نشان می‌دهند. برم بی‌آب نسبت به برم همراه آب ، با بسیاری از عناصر و فلزات کمتر واکنش انجام می‌دهد. اما برم خشک به‌شدت با آلومینیوم ، تیتانیوم ، جیوه ، فلزات قلیایی و قلیایی خاکی واکنش دارد.

کاربردها
برم عنصری ، برای تولید انواع گسترده ای از ترکیبات برم که در صنعت و کشاورزی کاربرد دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. از نظر سنتی بیشترین کاربرد برم در تولید دی‌برمید اتیلین بود که بعنوان عامل محلول ضد ضربه در بنزینهای سرب دار (که به سوخت اتومبیل می‌افزایند) استفاده می‌شد، اما در حال حاضر به دلیل ملاحظات زیست محیطی از رده خارج شده است.

بعلاوه برم در ساخت fumigants (گازهای دودگر) ، عوامل ضدآتش ، ترکیبات تصفیه آب ، رنگ مو ، داروها ، پاک‌کننده‌ها ، برمیدهای معدنی برای عکاسی و غیره بکار می‌رود.

هشدارها
برم عنصری به‌شدت سمی بوده ، لمس یا استنشاق آن بیشتر از مقادیر بسیار کم (10ppm) می‌تواند موجب مشکلات سلامتی آنی و مرگ شود. برم باعث تحریک چشم و گلو شده ، بعد از تماس با پوست منجر به سوزشهای دردناک می‌گردد. استفاده نابجا از این عنصر سلامتی را جدا" به خطر انداخته ، لذا به حداکثر هشدارهای ایمنی نیاز است.

[shirin71]

ید

ید عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان I و عدد اتمی 53 می باشد. عنصری است حل نشدنی که مقدار بسیار کم آن برای موجودات زنده لازم است.واکنش پذیری ید از تمامی هالوژنها کمتراست و الکترون دهنده ترین هالوژن شبه فلز می باشد.از ید عمدتا" در پزشکی ، عکاسی و رنگ استفاده می شود.



خصوصیات قابل توجه


ید عنصر جامد درخشانی است به رنگ آبی مایل به سیاه که در دماهای استاندارد به بخاری بنفش رنگ و بد بو تبدیل می گردد.این هالوژن همچنین با بسیاری از عناصر، ترکیباتی را می سازد اما از سایر عناصر گروه هالوژنها فعالیت کمتری داشته و دارای خصوصیاتی شبیه فلزات است.ید به راحتی در کلروفرم، تتراکلرید کربن یا دی سولفید کربن حل شده و محلولهای ارغوانی رنگی بوجود می آورد( تنها به مقدار کمی در آب قابل حل است) .رنگ آبی سیر با محلول نشاسته ویژگی ید آزاد می باشد.



کاربردهــــــا


در مناطقی که غذای آنها حاوی مقدار کم ید می باشد – مثلا" مناطق دور افتاده از دریا که هیچگونه غذای دریایی مصرف نمی شود- کمبود ید ابتلا به بیماری گواتر اصطلاحا" گواتر محلی را افزایش می دهد.در بیشتر ( نه تمامی) این مناطق با افزودن مقدار کم یدید سدیم به نمک طعام از ابتلا به این بیماری جلوگیری شده است.این محصول به نام نمک ید دار نیز معروف است.کاربردهای دیگر این عنصر:


یکی از هالوژنها است که وجود آن به مقدار کم برای موجودات زنده حیاتی است ؛ هورمون تیروئید تیروکسین و تری یدوتیرونین حاوی اتمهای ید می باشد.
تنتور ید ( 3% ید عنصری در پایه آب / اتانول) از اجزاء مهم تمامی وسایل کمکهای اولیه می باشد که هم برای ضد عفونی کردن زخمها و هم برای پاکسازی آبهای شرب سطحی مورد استفاده قرار می گیرد( 3 قطره در هر لیتر ، پس از 30 دقیقه تاثیر می کند).
ترکیبات ید در رشته شیمی آلی مهم و در پزشکی بسیار سودمند هستند.
از یدیدها و تیروکسین که حاوی ید هستند در پزشکی داخلی و در ترکیب با الکل ( بعنوان تنتور ید) برای ضد عفونی نمودن زخمهای بیرونی استفاده می شود.
یدید پتاسیم در عکاسی کاربرد دارد.
یدید تنگستن برای تقویت افروزه لامپها مورد استفاده قرار می گیرد.
تری یدید نیتروژن برای کاربردهای تجاری بسیار انفجاری و ناپایدار است اما جزو شوخیهای معمول دانشگاهی به حساب می آید.


تاریخچــــه


ید ( واژه یونانِ iodes به معنی بنفش) در سال 1811 توسط Barnard Courtois کشف شد.


پیدایــــش


ید بسیار خالص را می توان از واکنش یدید پتاسیم با سولفات مس تهیه کرد.البته روشهای دیگری نیز برای جداسازی این عنصر وجود دارد.


ایزوتوپهـــــــا


برای ید 30 ایزوتوپ وجود دارد که تنها یکی از آنها I-127 پایدار است.از ایزوتوپ رادیواکتیو مصنوعی I-131 ( ساطع کننده بتا) که دارای نیمه عمر 8 روز است برای درمان سرطان و دیگر بیماریهای غده تیروئید استفاده می گردد.معمول ترین ترکیبات ید عبارتند از یدیدهای سدیم و پتاسیم ( KI) و یدیتها ( KIO3).
ید فقط یک ایزوتوپ پایدار I-127 دارد.با این همه ایزوتوپهای رادیواکتیو ید کاربردهای وسیعی دارند.I-129 با نیمه عمر 17 میلیون سال محصولی از پراش Xe-129 در اتمسفر است اما نتیجه فروپاشی U-238 نیز می باشد.چون U-238در خلال فعالیتهای مربوط به انرژی هسته ای تولید می شود، وجود آن ( به نسبت I-129/I) می تواند فعالیتهای در حال انجام در هر مکان را مشخص کند.به همین علت از I-129 در مطالعات آب باران بعد از حادثه چرنوبیل استفاده شد.از آن همچنین بعنوان ردیاب آبهای زیر زمینی و نشان دهنده پراکندگی فضولات در محیط زیست استفاده می گردد.سایر کاربردها ممکن است بوسیله تولید I-129 در پوسته زمین ازطریق تعدادی مکانیسم فروپاشی مختل شود.


I-129 از جهات زیادی شبیه Cl-36|chlorine است. این ایزوتوپ ، هالوژنی قابل حل و نسبتا" واکنش ناپذیر است که بیشتر بصورت آنیونی non-sorbing یافت شده و بوسیله واکنشهای کیهانزاد ، حرارت اتمی و ثابت تولید می شود. درمطالعات آب شناسی چگاله های I-129 معمولا" به نسبت I-129 به مقدار کلی I گزارش می شود( که عملا" I-127 است).چون نسبتهـــــــــای Cl-36/Cl,I-129/I در طبیعت تقریبا" کم می باشد ( 14-10تا 10-10) اوج حرارت اتمی I-129/I در طول دهه 70 و 80 تقریبا" به 7-10رسید.I-129 با Cl-36 در بعضی موارد فرق دارد ؛ نیمه عمر آن طولانی تر است ( vs6/1 ، 3/0 میلیون سال)، به شدت biophilic است و به اشکال یونی چندگانه وجود دارد ( معمولا" I- و یودیت) که دارای رفتار شیمیایی متفاوتی هستند.


هشدارهـــــــــا


تماس مستقیم آن با پوست ممکن است آسیبهایی را به همراه داشته باشد پس هنگام کار با ید باید بسیار احتیاط نمود.بخار ید باعث دردناک شدن چشم و غشاء مخاطی می شود.حداکثر مقدار مجاز ید در هوا نباید از 1 میلی گرم در هر متر مکعب فراتر رود. (؟)

[shirin71]

استتین

استتین ، عنصر شیمیایی است که با نشان At و عدد اتمی 85 در جدول تناوبی قرار دارد. این عنصر رادیواکتیو بصورت طبیعی از فروپاشی اورانیوم و توریوم حاصل می‌شود و سنگین‌ترین هالوﮊنها است.

تاریخچه
استتین ( واﮊه یونانی astatos به معنی ناپایدار ) برای اولین بار در سال 1940 بوسیله "دیل کارسون" ، "مک کنزی" و "امیلیو سگرو" در دانشگاه برکلی کالیفرنیا و با استفاده از حمله ذرات آلفا به بیسموت تولید شد.

پیدایش
استتین ، بوسیله بمباران بیسموت با ذرات انرﮊیک آلفا تولید می‌شود تا 209- At و211- At نسبتا" پر دوام را تولید کنند. این مواد با کمک حرارت و در حضور هوا خارج می‌شوند.

ویژگیهای قابل توجه
بوسیله طیف سنج جرمی اثبات شده است که این عنصر شدیدا" رادیواکتیو ، از نظر شیمیایی رفتاری شبیه سایر هالوﮊنها بخصوص ید دارد. (احتمالا" این عنصر همانند ید در غده تیروئید وجود دارد.) ظاهرا" استتین نسبت به ید از خصوصیات فلزی بیشتری برخوردار است. محققان در آزمایشگاه ملی بروکهاون ، آزمایشاتی را انجام داده‌اند که واکنشهای اولیه استتین را اندازه‌گیری و مشخص کرده است. مقدار استتین موجود در پوسته زمین در هر زمانی کمتر از 28 گرم تخمین زده شده است.

ایزوتوپها
استتین ، دارای 20 ایزوتوپ شناخته شده است که تمامی آنها رادیواکتیو هستند. بادوام‌ترین آنها 210- At است که دارای نیمه عمری تنها 3,8 ساعت است. استتین هالوﮊن است و احتمالا" در غده تیروئید وجود دارد.

[shirin71]

هلیم

هلیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان He و عدد اتمی 2 وجود دارد. هلیم که گاز بی‌اثر بی‌رنگ و بی‌بویی است، دارای پایین‌ترین نقطه جوش در میان عناصر است و تنها تحت فشار بسیار زیاد به حالت جامد در می‌آید. این عنصر بصورت گاز تک‌اتمی یافت می‌شود، از نظر شیمیایی خنثی می‌باشد و بعد از هیدروژن فراوانترین عنصر در جهان به حساب می‌آید.

هلیم در جو زمین به میزان بسیار کم براثر فرسایش مواد معدنی خاصی یافت شده ، در بعضی از آبهای معدنی هم وجود دارد. هلیم در گازهای طبیعی خاصی بصورت مقادیر قابل تهیه تجاری وجود دارد و از آن بعنوان گاز بالابرنده در بالونها ، مایع سردکننده سرمازا در آهنرباهای ابر رسانا و گاز وزن افزا در غواصی در آبهای عمیق استفاده می‌گردد.

تاریخچــــــــه
هلیم ( از واژه یونانی helios به معنی خورشید ) درسـال 1868 توسط "Pierre Janssen" فرانســوی و "Norman Lockyer" انگلیسی که مستقل از هم فعالیت می‌کردند، کشف شد. هر دوی آنها هنگام یک خورشید گرفتگی در همان سال ، مشغول مطالعه بر روی نور خورشید بودند و بطور طیف‌نمایی متوجه خط انتشار عنصر ناشناخته ای شدند. "Eduard Frankland" ضمن تایید یافته‌های Janssen ، نام این عنصر را با توجه به نام خدای خورشید در یونان ،Helios پیشنهاد کرد و چون انتظار می‌رفت این عنصر جدید ، فلز باشد، پسوند ium – را به آن افزود.

"William Ramsay" سال 1895 این عنصر را از clevite جدا نمود و در نهایت متوجه غیر فلز بودن آن گشت، اما نام این عنصر تغییری نکرد. "Nils Langlet" و "Per Theodor Cleve" شیمیدانان سوئدی که بطور مستقل از Ramsay کار می‌کردند، تقریبا" در همان زمان موفق به جداسازی هلیم از Clevite شدند.

سال 1907 "Thomas Royds" و "Thomas Royds" موفق به اثبات این واقعیت شدند که ذرات آلفا ، هسته‌های اتم هلیم می‌باشند. "Heike Kamerlingh Onnes" فیزیکدان آلمانی درسال 1908 اولین مایع هلیم را بوسیله سرد کردن این گاز تا 9K بدست آورد و به سبب این کار بزرگ ، جایزه نوبل را به او اهداء کردند.

سال 1926، یکی از شاگردان او به نام "Willem Hendrik Keesom " برای اولین بار هلیم را بصورت جامد تبدیل نمود.

پیدایــــــــش
هلیم بعد از هیدروژن فراوانترین عنصر در جهان است و تقریبا" 20% ماده ستارگان را تشکیل می‌دهد. این گاز همچنین دارای نقش مهمی در واکنشهای پروتون – پروتون و چرخه کربن در ستارگان است که تشکیل دهنده بیشترین انرژی آنها می‌باشد. فراوانی هلیم بیشتر از آن است که با تولید توسط ستارگان توجیه شود، اما با مدل انفجار بزرگ (Big Bang ) سازگار است و اکثر هلیم موجود در جهان در سه دقیقه اول شکل‌گیری جهان بوجود آمده‌اند.

این عنصر در جو زمین و به مقدار 1 در 000 00 2 وجود داشته ، بعنوان یک محصول فروپاشی در کانی‌های رادیواکتیو گوناگونی یافت می‌شود؛ بخصوص این عنصر در کانی‌های اورانیوم و توریم مانند clevites ، pitchblende، carnotite ، monazite و beryl ، بعضی از آبهای معدنی ( در بعضی از چشمه های ایسلند به میزان 1 در 1000 هلیم وجود دارد )، در گازهای آتشفشانی و در گازهای طبیعی خاصی در آمریکا (که بیشتر هلیم تجاری جهان از این منطقه بدست می‌آید) دیده می‌شود.

هلیم را می توان از طریق بمباران لیتیم با بور بوسیله پروتونهای سریع تولید نمود.

خصوصیات قابل توجه
هلیم در دما و فشار طبیعی بصورت گازی تک‌اتمی وجود دارد و فقط در شرایط بسیار غیر عادی متراکم می‌شود. هلیم دارای پایین‌ترین نقطه ذوب در میان عناصر است و تنها مایعی است که با کاهش دما به جامد تبدیل نمی‌شود و در فشار استاندارد تا دمای صفر مطلق به حالت مایع باقی می‌ماند؛ (تنها با افزایش فشار می‌توان آنرا به جامد تبدیل نمود.)

در واقع دمای بحرانی که بالاتر از آن بین حالات مایع و گاز هیچ تفاوتی وجود ندارد، تنها 19,5K است. He-4 و He-3 جامد از این نظر که یک محقق می‌تواند با استفاده از فشار حجم آنها را بیش از 30% تغییر دهد، منحصر به فرد هستند. ظرفیت گرمایی ویژه گاز هلیم بسیار زیاد است و بخار آن بسیار متراکم می‌باشد، بطوری‌که در صورت گرم شدن در دمای اطاق سریعا" منبسط می‌گردد.

هلیم جامد فقط در فشار بالا و در تقریبا" 100 مگا پاسکال در 15- درجه کلوین است که بین دمای پایین و بالا یک جابجایی انجام می‌دهد که در آن ، اتمها دارای آرایشهای به‌ترتیب مکعبی و شش‌ضلعی می‌شوند. در یک لحظه از این دما و فشار ، حالت سومی بوجود می‌آید که در آن ، اتمها آرایشی مکعبی به خود می‌گیرند، در حالیکه جرم آن در مرکز قرار دارد.

تمامی این حالات از نظر انرژی و چگالی مشابه هستند و دلایل این تغییرات به جزئیات چگونگی شکل‌گیری اتم‌ها بر می‌گردد.

کاربردهـــــــا
هلیم بیشتر بعنوان گازی بالابرنده در بالونها استفاده می‌شود که از آنها به‌ترتیب برای تبلیغات ، تحقیقات جوی ، شناسایی‌های نظامی و بعنوان یک چیز بدیع استفاده می‌شود. بعلاوه هلیم دارای قدرت بالابرندگی 92,64% هیدروژن است، اما بر خلاف آن قابل اشتعال نبوده ، بنابراین ایمن‌تر از هیدروژن به‌حساب می‌آید.

سایر کاربردهای آن
هلیم – اکسیژن برای تنفس در محیطهای پرفشار مثل لباس غواصی یا زیردریائیها بکار می‌رود، چون هلیم ساکن است و کمتر از نیتروژن ، در خون قابل حل می‌باشد و 2,5 مرتبه سریعتر از نیتروژن منتشر می‌شود. این مسئله موجب کاهش مدت زمان لازم برای از بین بردن گاز در هنگام فشارزدایی می‌شود و خطر خواب نیتروژنی را از بین می‌برد و احتمال تمرکز آن مثل حبابهای متصل وجود ندارد.


دارای پایین‌ترین نقطه ذوب و جوش در میان عناصر است که این خصوصیت ، مایع هلیم را به خنک کننـده ای ایده‌آل برای مقاصدی که دمای بسیار پایین نیاز دارند، تبدیل می‌کند، از جمله آهنرباهای ابررسانا و تحقیقات سرما شناسی که در آنها دمای نزدیک به صفر مطلق نیاز است.


هلیم بعنوان یک خنثی و حامل بعنوان مثال در گاز رنگ‌کاری)) مورد استفاده قرار می‌گیرد.


همجوشی هیدروژن به هلیم انرژی لازم برای بمبهای اتمی را تامین می‌کند.


از هیدروژن همچنین برای موشکهای با سوخت مایع فشرده ، بعنوان حفاظ گاز در جوشکاری برقی ، بعنوان گازی محافظ برای تولید بلورهای سیلیکون و ژرمانیم ، بعنوان عامل خنک کننده برای رآکتورهای اتمی و برای تونلهای بادی فراصوتی استفاده می‌شود.


همزمان با پیشرفت تکنولوژی MRI) magnetic resonance imaging) در مصارف پزشکی ، استفاده از هلیم مایع در MRI رو به افزایش است.
ترکیبات
هلیم اولین عنصر در گروه گازهای بی‌اثر است و برای بسیاری از اهداف عملی واکنش‌ناپذیر می‌باشد. اما در اثر تخلیه الکتریکی یا بمباران الکترونی ، ترکیباتی را با تنگستن ، ید ، فلوئور ، گوگرد و فسفر بوجود می‌آورد.

ایزوتوپهــــــــــا
معمولترین ایزوتوپ هلیم ، He-4 می‌باشد که هسته آن ، دارای دو پروتون و دو نوترون است. چون تعداد نوکلئونها عجیب است، این یک آرایش اتمی غیرعادی پایدار به‌حساب می‌آید، یعنی نوکلئونها در لایه‌های کامل آرایش یافته‌اند. بسیاری از هسته‌های سنگین‌تر بر اثر انتشار هسته‌های He-4 متلاشی می‌شوند، فرآیندی که فروپاشی آلفا نامیده شده ، به همین علت هسته‌های هلیم را ذرات آلفا می‌نامند و بیشتر هلیم زمین با این فرآیند تولید می‌شود.

دومین ایزوتوپ هلیم ، He-3 است که هسته آن تنها دارای یک نوترون می‌باشد. علاوه بر اینها هلیم چندین ایزوتوپ سنگین تر رادیواکتیو دارد. He-3 عملا" در سطح زمین ناشناخته است، چون منابع درونی هلیم ، زمانیکه ذرات آلفا و هلیم اتمسفری در دوران زمین شناسی نسبتا" کوتاهی وارد فضا می‌شوند، فقط ایزوتوپ He-4 تولید می‌کنند.

He-3و He-4 هر دو در انفجار بزرگ (Big Bang) تولید شده‌اند و بعد از هیدروژن ، فراوانترین عنصر موجود در طبیعت هلیم است. هلیم اضافی بوسیله همجوشی هیدروژن درون هسته‌های اختری و از طریق فرآیندی که زنجیره پروتون – پروتون نامیده می‌شود، تولید می‌گردد.

گونه‌هــــــــا
هلیم مایع ( He-4) به دو صورت یافت می‌شود : He-4II و He-4I که در نقطه تحول فعالی در دمای 1768,2K و در فشار بخار آن مشترک هستند. He-4I ( بالای این نقطه) مایعی نرمال است، اما He-4II ( پایین این نقطه) شبیه هیچ یک از مواد شناخته شده نمی‌باشد.
وقتی در دمای بالاتر از 1768,2K و در فشار بخار خود ( به اصطلاح نقطه لامدا ) سرد شد، تبدیل به یک ابر شار به نام هلیم مایع II می‌گردد ( برعکس هلیم مایعI که نرمال است) که به علت تاثیرات کوانتومی ، ویژگیهای غیر عادی زیادی داشته ، یکی از اولین نمونه‌های مشاهده شده از اثرات کوانتومی است که درمقیاس macroscopic عمل می‌کند.

چون این تاثیر متکی به تراکم بوزونها( bosons ) است، این تحولات در He-3 در دمایی پایین‌تر از He-4 رخ می‌دهد، اما هسته‌های He-3 فرمیونها ( fermions ) هستند که نمی‌توانند جداگانه متراکم شوند، ولی در جفتهای بوزونی باید اینگونه باشند. چون این دگرگونی منظم است، بدون گرمای نهان در نقطه لامدا این دو نوع مایع هرگز همزیستی نمی‌کنند.

هلیم II دارای ویسکوزیته صفر است و خاصیت هدایت حرارتی آن از تمام مواد دیگر بیشتر است. بعلاوه هلیم II پدیده ترمومکانیکال را بروز می‌دهد؛ اگر دو ظرف حاوی هلیمII بوسیله یک لوله بسیار باریک به هم متصل باشند و یکی از آنها را گرم کنیم، جریانی از هلیم II به طرف ظرف گرم شده بوجود می‌آید. بر عکس در پدیده مکانیک حرارتی ، سرد کردن هلیم II که در حال خارج شدن از لوله باریک است، باعث ایجاد جریان اجباری هلیم II در لوله ای باریک می‌شود.

تغییرات حرارتی وارده بر هلیم II ، همانند آنچه که در تغییرات تراکم صدا وجود دارد ( پدیده ای که " صدای دوم " نامیده می‌شود ) سرتاسر این مایع انتشار می‌یابد.سطوح سختی که با هلیم II در تماسند، بوسیله لایه نازکی به قطر 50 تا 100 اتم پوشیده می‌شوند که در طول آن می‌تواند جریان بدون اصطکاک این مایع انجام پذیرد؛ در نتیجه نگهداری هلیم II در ظرف باز ، بدون خارج شدن این مایع از لبه آن امکان پذیر نیست.

جابجائی‌های فراوان هلیم II بوسیله لایه آن با سرعت ثابت انجام می‌شود که فقط به دما بستگی دارد. در آخر اینکه یک حجم زیادی از هلیم II بصورت یک واحد گردش نخواهد داشت. در عوض تلاش برای گردش آنها منجر به vortice های کوچک بدون اصطکاکی در این مایع خواهد شد.

هشدارهـــــا
محفظه‌هایی که با هلیم گازی در دمای 5 تا 10 کلوین پر شده‌اند، باید طوری نگهداری شوند که گویی دارای هلیم مایع هستند، چون گرم شدن این گاز در دمای اطاق منجر به افزایش شدید فشار آن می‌گردد.

[shirin71]

نئون

نئون یک عنصر شیمایی جدول تناوبی است که نماد آن Ne بوده ، عدد اتمی آن 10 می‌باشد. نئون تقریباً یک گازنجیب بی‌حرکت و بی‌رنگ می‌باشد که اگر در لوله‌های خلاء و یا لامپهای نئون بکار برده شوند، نور مایل به قرمز واضحی را تولید می‌کند.

تاریخچه
نئون که یونانی آن ، Neos به معنی جدید می‌باشد، توسط "William Ramsay" و "Morris Travers" در سال 1898 کشف شد.

پیدایش
نئون معمولا به شکل گاز با مولکولهایی که حاوی یک اتم نئون می‌باشند، یافت می‌شود. نئون که از گازهای نادر است، در قسمت اول اتمسفر زمین در ارتفاع 65000 متری یافت میؤ‌شود که با سرد کردن هوا و تقطیر آن ، می‌توان مایع برودتی نئون را بدست آورد.

خصوصیات قابل توجه
نئون دومین گازنجیب سبک بوده که در لامپهای خلاء ، نور نارنجی مایل به قرمز از خود ساطع می‌کند. نئون در بیشتر موارد به‌عنوان خنک کننده ارزانتری در مقایسه با هلیوم در نظر گرفته می‌شود. نئون در میان گازهای کمیاب در ولتاژ معمولی بیشترین تخلیه را دارد.

کاربردها
نور نارنجی مایل به قرمزی که لامپ نئون ساطع می‌کند، به‌طور بسیار گسترده ای در علائم تبلیغاتی استفاده می‌شود. نئون معمولا برای بوجود آوردن این گونه نورها استفاده می‌شود و این در حالی است که بسیاری از گازهای دیگر برای تولید نور با رنگهای دیگر استفاده می‌شود.


شاخص اندازه‌گیری ولتاژ بالا


بازدارنده برقی


تونل اندازه گیری موج


لامپ تلویزیون


نئون و هلیوم برای تولید گازهای لیزری نیز استفاده می‌شوند.


نئون مایع ، مصرف اقتصادی داشته ، به‌عنوان عامل خنک کننده در سیستمهای برودتی استفاده می‌شود.
ترکیبات
اگر چه نئون در بسیاری از موارد عملی یک گاز بی‌اثر است، اما در ترکیب با فلوئور در آزمایشگاه ، ترکیبات رنگین جالبی را بوجود می آورد. این عمل باعث شده که تصور شود که ترکیب نئون بصورت طبیعی وجود دارد، اما مدارک و شواهد می‌گویند که این فرضیه ممکن است درست باشد و ممکن است صحیح نباشد. یونهای +Ne و +NeH و +NeAr و +HeNe نیز درطیف سنجی جرمی مشاهده شده‌اند. همچنین نئون می‌تواند یک هیدرات ناپایدار را بوجود آورد.

ایزوتوپها
نئون سه ایزوتوپ پایدار دارد: Ne-20 (%90.48) , Ne- 21(%0.27) , Ne-22(%9.25).
Ne- 21 و Ne- 22 نوکلئوژنیک (nucleogenic) بوده ، اختلاف آنها به‌خوبی مشخص می‌شود. اما Ne- 20 به‌صورت نوکلئوژنیک (nucleogenic ) شناخته نشده و تغییرات آن در زمین مورد بحث و بررسی می‌باشد. اصلی‌ترین واکنشهای شیمیایی که ایزوتوپهای نئون را بوجود می‌آورند، عبارتند از: واکنشهای ارسال نوترون ، فروپاشی آلفا ( انتشار بار الکتریکی خنثی و از بین رفتن آلفا ) در Mg-24 و Mg-25 که Ne- 21 و Ne- 22 را تولید می‌کنند.

ذرات آلفا از اورانیوم حاصل می‌شوند، در حالی‌که نوترونها از طریق واکنش دوم ذرات آلفا تولید می‌شوند. تجزیه ایزوتوپی سنگهای خاکی ، پیدایش اولیه Ne-21 را نشان می‌دهد. این ایزوتوپ توسط واکنشهای هسته‌ای بر Mg ، Na ، Si و Al بوجود می‌آیند. با تجزیه سه ایزوتوپ ترکیبات اولیه از نئون ماگمایی و نئون هسته‌ای تعیین می‌شود. این عمل به ما نشان می‌دهد که نئون ، یک ابزار مناسب جهت تعیین دوره زمین شناسی سنگی و شهاب سنگی می‌باشد.

نئون نیز همانند زنون از گازهای آتشفشانی بوده که با Ne-20 و Ne-21 غنی شده‌اند. حجم ایزوتوپی نئون با توجه به نمونه‌های بدست آمده به ما نشان می‌دهد که نئون منبعی غیر جوی دارد. ترکیبات غنی شده Ne-20 از عناصر اولیه گازهای نادر در زمین بوده که احتمالاً معرف نئون خورشیدی می‌باشند. Ne-20 غنی شده همچنین در الماسها وجود دارد که دلیلی دیگر بر وجود نئون خورشیدی در زمین می‌باشد.

[shirin71]

آرگون

اطلاعات اولیه
عنصر آرگون در جدول تناوبی با نشان Ar و عدد اتمی 18 قرار گرفته است . آرگون که سومین گاز بی‌اثر در گروه 8 است تقریبا 1% اتمسفر زمین را تشکیل می‌دهد.

تاریخچه
آرگون از واژه یونانی به معنی تنبل گرفته شده است. "هنری کاوندیش" در سال 1785 تصور می‌کرد که آرگون در هوا وجود دارد؛ اما سال 1894 ، "لرد ریلی" و "ویلیام رامسی" این حقیقت را کشف کردند.

پیدایش
این گاز از طرِیق تجزیه هوای مایع جدا می‌شود، چون اتمسفر ، حاوی تنها 94% آرگون است.

ویژگیهای قابل توجه
آرگون 2,5 مرتبه حل شدنی‌تر از نیتروژن در آب است و تقریبا قابلیت حل شدن آن شبیه اکسیژن است. این عنصر شیمیایی ساکن ، در هر دو حالت گاز و مایع خود بی‌اثر است. هیچگونه ترکیب واقعی که شامل آرگون باشد، شناخته نشده است.

کاربردها
چون آرگون با افروزه داخل لامپ حتی در حرات بالا واکنش نشان نمی‌دهد، از آن ، در لامپ روشنایی استفاده می‌شود و در موارد دیگری که از نیتروژن دو اتمی بعنوان گازی نیمه ساکن نمی‌توان استفاده کرد.

سایر کاربردها
بعنوان حفاظ گاز ساکن در جوشکاری برقی و برش
بعنوان پوششی بدون واکنش در تولید تیتانیوم و سایر عناصر واکنشی
بعنوان محیطی محافظ برای تشکیل بلورهای ژرمانیوم و سیلیکون
Ice coring و تخمین آبهای زیرزمینی
در سیستم تنفسی زیر آب غواصی
ایزوتوپها
اصلی‌ترین ایزوتوپهای آرگون که در زمین یافت می‌شوند، Ar-40 ، Ar-36 ، Ar-38 هستند. k -40 با نیمه عمر 10*250/1 سال بوسیله جذب الکترون و ارسال الکترون مثبت بطور طبیعی به شکل Ar-40 پایدار و با ارسال الکترون منفی به حالت Ca-40 پایدار متلاشی می‌گردد. این ویژگی‌ها و نسبتها برای تعیین عمر سنگها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در جو زمین Ar-39 بوسیله فعالیت اشعه کیهانی و اصولا با Ar-40 ساخته می‌شود. ولی در محیطهای زیر زمین بوسیله جذب نوترون ساخته می‌شود که این مساله از طریق K-39 یا ارسال آلفا توسط کلسیم انجام می‌پذیرد. آرگون37 از متلاشی شدن کلسیم 40 بوجود می‌آید (نتیجه انفجارات هسته‌ای زیرزمین) و دارای نیمه عمر 35 روز است.

[shirin71]

کریپتون

کریپتون ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که دارای نشان Kr و عدد اتمی 36 می‌باشد. کریپتون که گازی نجیب و بی‌رنگ است، به مقدار بسیار کم در اتمسفر وجود داشته ، بوسیله شکنش هوای مایع جدا می‌شود. همچنین از کریپتون به همراه سایر گازهای کمیاب در لامپهای فلورسنت استفاده می‌شود. این گاز برای بسیاری از اهداف عملی بی‌اثر است، اما ترکیباتی را با فلوئور ساخته است.

تاریخچــــــــــه
کریپتون را ( از واژه یونانی kryptos به معنی پنهان ) ، "Moris Travers" و "by William Ramsay" در سال 1898 در پس‌مانده‌های حاصل از تبخیر تقریبا" تمامی اجزاء هوای مایع کشف کردند. در سال 1960 و با یک توافق بین‌المللی ، متر بر اساس نور خارج شده از یک ایزوتوپ کریپتون تعریف شد. این توافق ، جایگزین standard meter پاریس شد که یک میله فلزی ساخته شده از آلیاژ ایریدیم – پلاتین بود، ( در ابتدا این میله یک ده میلیونیم ربع محیط قطبی زمین برآورد می‌شد). در اکتبر 1983 ، آژانس بین‌المللی اوزان و مقیاسات ، جایگزین معیار کریپتون شد. اکنون متر را بعـنوان مسافتی که نور در مـدت 458,1 ، 792 ، 299 ثانیه در خلاء طی می‌کند، تعریف می‌کنند.

پیدایـــــــــش
مقدار این گاز در اتمسفر زمین تقریبا" 1ppm است. این گاز را می‌توان بوسیله تقطیر شکنه‌ای هوای مایع بدست آورد.

خصوصیات قابل توجه
فعالیت شیمیایی کم کریپتون ، آنرا گازی بی‌اثر می‌نامند و رنگ نارنجی و سبز طیفی درخشان آن ، از خصوصیات این گاز محسوب می‌شود. کریپتون یکی از محصولات شکافش اورانیم می‌باشد. کریپتون جامدشده ، سفید و بلورین بوده و از ساختار کریستالی مکعبی که خصوصیت تمامی گازهای کمیاب است، ساخته شده است.

کاربردهـــــــا
از سال 1960 تا 1983 معیار بین‌المللی طول ، براساس نور خارج شده از اتمهای تحریک شده کریپتون تعریف شده بود: بخصوص متر بعنوان طول موجهای 73،763،650، 1خط ارسال نارنجی – قرمز که از اتمهای کریپتون 86 ساطع شده بود، تعریف گشت.

اندرون گیر کریپتون با هیدروکینون و فنل ساخته شده است. از Kr-85 در آنالیزهای شیمیایی استفاده می‌شود. وقتی آنرا در مواد جامد مختلفی قرار دهیم، کریپتونات‌ها بوجود می‌آیند و فعالیت آنها در واکنشهای شیمیایی سطحی حساس است. بعلاوه از این گاز نجیب در فلاشهای عکاسی که به عکس‌برداری سریع نیاز دارد، استفاده می‌شود، اما این کاربرد به‌علت قیمت گران کریپتون محدود است.

ترکیبــــــــات
کریپتون مانند سایر گازهای کمیاب از نظر شیمیایی شدیدا" بی‌اثر به‌حساب می‌آید، اما مطالعاتی که در سال 1960صورت گرفت، بعضی از ترکیبات کریپتون را شناسایی نمود. دی‌فلورید کریپتون بصورت مقادیر گرمی و از راههای متفاوتی بدست آمده است. فلوریدهای دیگر کریپتون و یک نمک آن به نام اکسی اسید نیز شناسایی شده است. یونها و مولکول ArKr و KrH کشف شده و شواهدی مبنی بر وجود KrXe و KrXe وجود دارد.

ایزوتوپهــــــــا
کریپتون بطور طبیعی متشکل از شش ایزوتوپ پایدار می‌باشد. نشانه طیفی کریپتون به‌راحتی با تعدادی خط بسیار باریک بوجود می‌آید.Kr-81 ، ایزوتوپ رادیواکتیو با نیمه عمر 250000 سال ، محصولی از واکنشهای جوی با سایر ایزوتوپهای طبیعی کریپتون است. کریپتون همانند زنون ، نزدیک آبهای سطحی به‌شدت ناپایدار است، بنابراین از Kr-81 برای تاریخ گذاری ( 000، 00 8 تا 000، 50 سال ) آبهای زیرزمینی استفاده می‌شود.Kr-85

گاز نجیب رادیواکتیو بی‌اثر ، با نیمه عمر 76، 10 سال است که بر اثر شکاف اتمی اورانیم و پلوتونیم تولید می‌گردد. منابع آن عبارت است از: آزمایش بمب اتمی ، رآکتورهای اتمی و رها شدن Kr-85 از رآکتورهای اتمی در خلال فرآیند مجدد میله‌های سوخت.

درجه شیب زیادی بین نیمکره شمالی و جنوبی وجود دارد که به‌علت مخلوط همرفتی ، چگاله‌ها در قطب شمال 30% بیشتر از قطب جنوب است

[shirin71]

زنون

اطلاعات اولیه
زنون یا گزنون ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Xe و عدد اتمی 54 وجود دارد. زنون گازی است بی‌رنگ ، بی‌بو ، بسیار سنگین و جزو گازهای نجیب که در جو زمین به مقدار بسیار کم وجود دارد و قسمتی از اولین ترکیب گاز بی‌اثر سنتز شده می‌باشد.

تاریخچــــــــه
"William Ramsay" و "Morris Travers" در سال 1898، زنون را ( واژه یونانی xenon به معنی غریب ) در پس‌مانده‌های حاصل از تبخیر ترکیبات هوای مایع کشف کردند.

پیدایــــــــش
به مقدار بسیار کم ، یک بخش در 20 میلیون در اتمسفر زمین وجود دارد. این عنصر را بصورت تجاری از باقیمانده‌های هوای مایع استخراج می‌کنند. این گاز نجیب ، بطور طبیعی در گازهایی که از چشمه‌های معدنی خارج می‌شوند، دیده می‌شود. Xe-133 و Xe-135 با روش برتابش نوترون در رآکتورهای اتمی خنک شونده با هوا تولید می‌کنند.

خصوصیات قابل توجه
زنون از اعضاء عناصر صفر ظرفیتی است که گازهای نجیب یا بی‌اثر نامیده می‌شوند. کلمه بی‌اثر دیگر برای توصیف این گروههای شیمیایی بکار نمی‌رود، چون برخی از عناصر صفر ظرفیتی تشکیل ترکیب می‌دهند. در لامپ خلاء ، هنگامیکه این گاز بوسیله تخلیه الکتریکی تحریک شود، نور آبی ، رنگ زیبایی بوجود می‌آورد. با استفاده از چند صد کیلوبار فشار ، زنون فلزی ساخته شده است.

کاربردها
از این گاز ، در سطحی وسیع در وسایل تولید نور از قبیل لامپهای باکتری‌کش ، لامپهای الکترونی ، لامپهای چرخان ، فلاشهای عکاسی و لامپهایی که برای تحریک لیزرهای سرخ تولیدکننده نور هم‌نوسان)) بکار می‌روند، استفاده می‌شود.


بعنوان بیهوش کننده عمومی


در مصارف انرژی هسته‌ای ، از آن در گنبد حبابی ، ردیاب و سایر موارد که وزن مولکولی زیاد ، کیفیتی مطلوب محسوب می‌شود، بهره می‌برند.


در شیمی تحلیلی از پرزنات آن بعنوان یک عامل اکسید کننده استفاده می‌شود.


ایزوتوپ Xe-133 ، یک رادیوایزوتوپ مفید به‌حساب می‌آید.
ترکیبــــــــات
تا قبل از سال 1962 ، عموما" گاز زنون و سایر گازهای نجیب را از نظر شیمیایی ، بی‌اثر به‌حساب می‌آوردند که قادر به تولید ترکیب نیستند. از این تاریخ به بعد دلایلی بدست آمد که نشان می‌داد زنون به همراه سایر گازهای نجیب به‌واقع تولید ترکیب می‌کنند. برخی از ترکیبات زنون عبارتند از : دی‌فلورید ، هگزافلورید ، پرزنات سدیم ، تترافلورید ، دوترات زنون و هیدرات زنون. تری‌اکسید زنون نیز که بسیار انفجاری می‌باشد، ساخته شده است.

حداقل 80 ترکیب زنون وجود دارد که در آنها فلوئور یا اکسیژن به زنون چسبیده‌اند. برخی ترکیبات زنون ، رنگی اما بیشتر آنها بی‌رنگ هستند.

ایزوتوپهـــــــــا
زنون بطور طبیعی دارای 8 ایزوتوپ پایدار و یک ایزوتوپ تا حدی رادیواکتیو است. بجز این شکلهای پایدار 20 ایزوتوپ ناپایدار هم مورد بررسی قرار گرفته است . زنون 129 توسط فروپاشی بتای I-129 تولید می‌شود؛( نیم عمر 16 میلیون سال)؛ زنون 131، زنون132، زنون 134و زنون 136 محصول شکافت اتمی U-238 و Pu-244 هستند، چون زنون یک ردیاب برای دو ایزوتوپ والد می‌باشد.

نسبتهای ایزوتوپ زنون در شهابسنگها ، ابزار مفیدی برای بررسی شکل‌گیری منظومه شمسی می‌باشد. روش تعیین قدمت Xe-I زمان سپری شده بین نوکلئوسنتز و تراکم یک ماده جامد از سحاب خورشیدی را مشخص می‌کند. همچنین ایزوتوپهای زنون ، ابزاری قوی برای فهم تمایزات زمینی هستند. گمان می‌رود منشاء زنون 129اضافی که در گازهای چشمه دی‌اکسید کربن در New Mexico یافت شده است، حاصل فروپاشی گازهای جبه زمین اندکی پس از شکل‌گیری زمین باشند.

هشدارهــــــا
این گاز را می‌توان با اطمینان در ظروف شیشه ای در بسته در فشار و دمای استاندارد نگهداری کرد. زنون ، سمی نیست، اما بسیاری از ترکیبات آن به‌علت خصوصیات اکسیداسیون قوییشان بسیار سمی هستند.

[shirin71]

رادون

رادون یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Rn و عدد اتمی آن 86 می‌باشد. این عنصر از گازهای بی‌اثر و رادیو اکتیو است که توسط رادیوم بوجود می‌آید. رادون یکی از سنگین‌ترین گازها بوده ، برای سلامتی مضر می‌باشد. پایدارترین ایزوتوپ آن Rn222 می‌باشد که نیمه عمرش 3.8 روز بوده ، در پرتودرمانی کاربرد دارد.

تاریخچه
رادون در سال 1900 توسط "Friedrich Ernst Dorn" که آن را Darium Emanation نامید، کشف شد. در سال 1908، "William Ramsay" و "Robert Whytlaw-Gray" (که آن را نیتون نامید) آن را جدا کرده و چگالی آن را تعیین کردند و فهمیدند که رادون سنگین‌ترین گاز شناخته شده در آن زمان می‌باشد. این گاز از سال 1923، رادون نامیده شد.

پیدایش
بطور میانگین در هر 2110 مولکول هوا یک مولکول رادون وجود دارد. و در هر یک مایل مربع از خاک به عمق 6 اینچ ، یک گرم رادیوم وجود دارد که به رادون تجزیه شده و مقادیر بسیار ناچیزی از این گاز کشنده را در هوا منتشر می‌کند. رادون همچنین در برخی از چشمه‌های آب گرم نیز یافت می‌شود.

خصوصیات قابل توجه
رادون که یک گاز بی‌اثر است، یکی از سنگین‌ترین گازها در دمای اتاق می‌باشد. (سنگین‌ترین گاز Tungsten Hexafluride ، WF6 است.) رادون در دما و فشار استاندارد ، یک گاز بی‌رنگ است، ولی با سرما دادن به آن تا زیر درجه انجماد به رنگ سبز فسفری و درخشانی در می‌آید که با پایین آوردن بیشتر دما به رنگ زرد و در نهایت در دمای ذوب به رنگ نارنجی مایل به قرمز تغییر می‌یابد.

برخی از تجربیات نشان می‌دهند که فلوئور می‌تواند با رادون واکنش دهد و فلوئورید رادون کلاثریت‌های clathrates رادون را گزارش کرده‌اند. تمرکز رادون طبیعی در جو ، بسیار ناچیز بوده ، آبهای طبیعی در تماس با جو همچنان رادون را در عمل تبخیر از دست می‌دهند. بنابراین آبهای زیر زمینی در مقایسه با آبهای سطحی تمرکز بیشتری از رادون 222 را در خود دارند. به‌علاوه مناطق اشباع شده یک خاک معمولا مقدار بیشتری رادون در برابر مناطق اشباع نشده دارند که این به دلیل کمبود انتشار رادون در جو می‌باشد.

کاربردها
برخی بیمارستانها با انجام عمل پمپاژ گاز رادون از یک منبع رادیومی و ذخیره آن در لوله‌های بسیار کوچک که سوزن یا دانه نامیده می‌شود، رادون تولید می‌کنند که در موارد درمانی کاربرد دارد. رادون به دلیل از بین رفتن سریعش در هوا در مطالعات آب شناسی (هیدرولوژیک) برای مطالعه در خصوص فعل و انفعالات در آبهای زیرزمینی نهرها و رودخانه‌ها استفاده می‌شود.

ایزوتوپها
برای عنصر رادون 20 ایزوتوپ شناخته شده است. پایدارترن ایزوتوپ رادون ، رادون 222 است که محصول فروپاشی (ایزوتوپهای دخترخوانده) رادیوم 226 می‌باشد که با نیم عمر 3.823 روز ، ذرات الفا رادیو اکتیو از خود ساطع می‌کند. رادیوم 220 حاصل تجزیه Thorium است که تورون نامیده می‌شود. که نیمه عمر آن 55.6 ثانیه می‌باشد و اشعه آلفا از خود ساطع می‌کند. رادون 219 از Actinium گرفته شده و آکتینون نامیده می‌شود که ساطع کننده اشعه آلفا بوده و نیمه عمرش 3.96 ثانیه است.

هشدارها
رادون یک گاز سرطان‌زاست. رادون یک ماده رادیو اکتیو است و همیشه باید با احتیاط کامل با آن کار کرد. از آنجا که این عنصر ذرات آلفا از خود ساطع می‌کند، استنشاق آن بسیار خطرناک است. همچنین محصولات تجزیه‌ای آن یک غبار تشکیل می‌دهد که به‌راحتی وارد جریان هوا شده ، برای همیشه در بافتهای ریه می‌چسبد و در یک قسمت از آن به‌سختی متمرکز می‌شود. محلهایی که در آنها رادیوم ، آکتینیوم و توریوم نگهداری شده‌اند، باید بدقت به باد داده شوند تا از انباشتگی آنها جلوگیری شود. انباشتگی رادون در هوا یکی از خطرات جدی در منابع سرب و اورانیوم می‌باشد. انباشتگی رادون در خانه‌ها نیز باعث بوجود آمدن نگرانیهای زیادی در این رابطه شده است، چرا که بسیاری از سرطانهای ریه بدلیل ارتباط با گاز رادون در هر سال گزارش می‌شوند.

[shirin71]

اسکاندیم

اسکاندیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Sc و عدد اتمی 21 می‌باشد. اسکاندیم که عنصری واسطه ، نرم و نقره‌ای سفید است، در مواد معدنی کمیاب موجود در اسکاندیناوی وجود داشته ، گاهی اوقات به همراه ایتریم و لانتانیدها بعنوان عنصر خاکی کمیاب طبقه‌بندی می‌شود.

تاریخچــــــه
اسکاندیم ( واژه لاتین Scandia به معنی اسکاندیناوی ) توسط "Lars Fredrick Nilson" در سال 1879 هنگامیکه او و گروهش مشغول جستجوی فلزات قلیایی خاکی بودند، کشف شد. نیلسون برای کشف عنصر جدید در مواد معدنی euxenite و gadolinite از تحلیل طیفی استفاده نمود. او برای جداسازی این عنصر از 10 کیلوگرم euxenite با باقیمانده سایر عناصر خاکی کمیاب استفاده کرد و تقریباً 2 گرم اکسید اسکاندیم بسیار خالص ( Sc2O3 ) تهیه نمود.

سال 1869 "Dmitri Mendeleev" با استفاده از قانون تناوبی نسبی عناصر خود ، وجود این عنصر و برخی خصوصیات آن را که ekaboron نامید، پیش بینی نمود. "Per Theodor Cleve" تقریباً همزمان با Nilson اکسید اسکاندیم را کشف کرد، اما بر خلاف نیلسون او اسکاندیم را مشابه ekaboron در نظر گرفت.

سال 1937 برای اولین بار اسکاندیم فلزی با روش الکترولیز خوش گدازه مذاب پتاسیم ، لیتیم و کلریدهای اسکاندیم در دمای 800-700 درجه سانتی‌گراد تهیه شد. مفتول تنگستن در حوضچه روی مایع ، الکترودهای دیر گداز گرافیت بودند. اولین پوند از فلز اسکاندیم تا قبل از سال 1960 تولید نشده بود.

پیدایـــــش
مواد معدنی کمیاب موجود در اسکاندیناوی و ماداگاسکار از قبیل thortveitite , euxenite و gadolinite تنها منابع شناخته شده این عنصر هستند ( که هرگز بصورت عنصر آزاد یافت نمی‌شود).

عنصر 21 ، بیست و سومین عنصر فراوان موجود در خورشید و ستارگان مشابه است اما در روی زمین پنجاهمین عنصر فراوان محسوب می‌شود. اسکاندیم بطور گسترده ای روی زمین پراکنده است و بصورت مقادیر بسیار ناچیز در بیش از 80 ماده معدنی وجود دارد. ظاهراً رنگ آبی گونه زمرد کبود بریل به سبب اسکاندیم است. این عنصر بخش مهمی از ماده معدنی کمیاب thortveitite است و در پس مانده هایی که پس از استخراج تنگستن از Zinnwald wolframite به جا می‌ماند، وجود دارد.

Thortveitite منبع اصلی اسکاندیم است. علاوه بر آن ، محصول جانبی مراحل پایانی کارخانه اورانیم نیز منبع مهم دیگری محسوب می‌شود. اسکاندیم خالص را بصورت تجاری از کاهش فلورید اسکاندیم بوسیله کلسیم تولید می‌کنند.

خصوصیات قابل توجه
اسکاندیم ، عنصری است فلزی ، کمیاب ، نرم ، سیمگون ، سه ظرفیتی و بسیار سبک که اگر در معرض هوا قرار بگیرد، رنگ تا حدی زردفام یا صورتی تولید می‌کند. این عنصر ، بیش از آلومینیم یا تیتانیم ( که در جدول تناوبی به آن نزدیکتر هستند) به ایتریم و فلزات خاکی کمیاب شبیه است. رایج‌ترین حالت اکسیداسیون اسکاندیم ، 3+ است و این فلز تحت تاثیر مخلوط 1:1 HNO3 و 48% HF قرار نمی‌گیرد.

کاربردهــــــــا
تقریباً سالانه 20 کیلوگرم اسکاندیم در آمریکا ( به شکل Sc2O) برای ساخت نورهای پر تنجش مورد استفاده قرار می‌گیرد. از ایزوتوپ رادیواکتیو Sc-46 در کراکرهای پالایش نفت بعنوان عامل ترسیم استفاده می‌شود. درصورت افزودن یدید اسکاندیم به لامپهای بخار جیوه ، یک منبع نوری مصنوعی شبیه نور خورشید و بسیار کارآمد ایجاد می‌شود که در مکانهای سرپوشیده یا تلویزیونهای رنگی ، شب هنگام کاربرد دارد. همچنین اسکاندیم دارای نقطه ذوبی پایین‌تر از آلومینیم می‌باشد و کاربرد احتمالی آن در فضاپیماها تحت بررسی است.

ایزوتوپهـــــــــا
اسکاندیم بطور طبیعی دارای 1 ایزوتوپ پایدار (اسکاندیم 45) و 13 رادیوایزوتوپ است که پایدارترین آنها اسکاندیم 46 با نیمه عمر 83,79 روز ، اسکاندیم 47 با نیمه عمر 3,3492 روز و اسکاندیم 48 با نیمه عمر 43,67 ساعت می‌باشند. مابقی ایزوتوپها دارای نیمه عمرهایی کمتر از 4 ساعت هستند که اکثر آنها نیز نیمه عمری کمتر از 2 دقیقه دارند. این عنصر همچنین دارای 5 حالت متا است که پایدارترین آنها Scm-44( t6/58 ساعت) می‌باشد.

ایزوتوپهای اسکاندیم از نظر وزن اتمی بین amu978/39 (اسکاندیم 40) و amu 963/53 (اسکاندیم 54) قرار دارند. حالت فروپاشی اولیه قبل از تنها ایزوتوپ پایدار (اسکاندیم 45) جذب الکترون و حالت اولیه پس از آن انتشار بتا می‌باشد. محصولات فروپاشی اولیه قبل از اسکاندیم 45 ایزوتوپهای عنصر 20 (کلسیم) هستند و محصولات اولیه پس از آن ایزوتوپهای عنصر 22 (تیتانیم) می‌باشند.

هشدارهـــــــا
پودر فلز اسکاندیم بسیار قابل احتراق بوده ، خطر آتش‌زایی به همراه دارد.
نام , علامت اختصاری , شماره Scandium, Sc, 21
گروه شیمیایی فلز انتقالی
گروه , تناوب , بلوک 3, 4 , d
جرم حجمی , سختی 2985 kg/m3 , U/K
رنگ سفید نقره ای

خواص اتمی
وزن اتمی 44.955910 amu
شعاع اتمی (calc.) 160 «184» pm
شعاع کووالانسی 144 pm
شعاع وندروالس اطلاعات موجود نیست
ساختار الکترونی Ar]3d1 4s2]
e- بازای هر سطح انرژی 2, 8, 9, 2
درجه اکسیداسیون (اکسید) 3 (باز ضعیف)
ساختار کریستالی شش گوش
خواص فیزیکی
حالت ماده جامد __)
نقطه ذوب 1814 K (2806 °F)
نقطه جوش 3103 K (5126 °F)
حجم مولی 15.00 ש»10-6 ««متر مکعب بر مول
گرمای تبخیر 314.2 kJ/mol
گرمای هم‌جوشی 14.1 kJ/mol
فشار بخار 22.1 Pa at 1812 K
سرعت صوت اطلاعات موجود نیست m/s at 293.15 K
متفرقه
الکترونگاتیویته 1.36 (درجه پائولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 568 J/kg*K
رسانائی الکتریکی 1.77 106/m اهم
رسانائی گرمایی 15.8 W/«m*K)
1st پتانسیل یونیزاسیون 633.1 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 1235.0 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون 2388.6 kJ/mol
4th پتانسیل یونیزاسیون 7090.6 kJ/mol
5th پتانسیل یونیزاسیون 8843 kJ/mol
6th پتانسیل یونیزاسیون 10679 kJ/mol
7th پتانسیل یونیزاسیون 13310 kJ/mol
8th پتانسیل یونیزاسیون 15250 kJ/mol
9th پتانسیل یونیزاسیون 17370 kJ/mol
10th پتانسیل یونیزاسیون 21726 kJ/mol

[shirin71]

ایتریوم

ایتریوم یکی از عناصر شیمایی جدول تناوبی است که نماد آن Y و عدد اتمی آن 39 می‌باشد. این عنصر ، فلز انتقالی براق و سفید است. ایتریبیوم در کانی‌های عناصر کمیاب خاکی یافت می‌شود که دو نوع از ترکیبات آن در ساخت رنگ قرمز برای تلویزیون‌های رنگی مصرف می‌شود.

خصوصیات قابل توجه
ایتریوم ، فلزی براق ، پُرجلوه و فروزنده و کمیاب است که نسبتا در هوا مقاوم بوده و از نظر شیمیایی شبیه به لانتانیدها می‌باشد. خرده‌های این فلز در دمای بالاتر از 400 درجه در هوا مشتعل می‌شود . اگر ایترویم به ذرات بسیار ریز تقسیم شود، مقاومت خود را در مقابل هوا از دست می‌دهد. حالت متداول اکسیداسیون این عنصر +3 می‌باشد.

کاربردها
اکسید ایتریوم از مهمترین ترکیبات ایتریوم است که بیشتر در ساخت اروپیم Y7O4 و Y2O3 استفاده می‌شود که رنگ قرمز لامپ تصویر تلویزیون‌های رنگی را تولید می‌کند.


اکسید ایترویم همچنین در ساخت گارنت آهن-ایتریوم استفاده می‌شود که صافی‌های مایکروویو بسیار موثری هستند.


آهن ایترویم ، آلومینیوم و گادولینیوم ، خاصیت مغناطیسی جالبی دارند. Yttrium-iron-garnet به‌عنوان فرستنده و پخش کننده انرژی شنوایی بسیار موثر است. Yttrium Aluminum Garnet دارای سختی 8.5 است و همچنین به‌خاطر شباهت به الماس به‌عنوان سنگ جواهر استفاده می‌شود.


مقدار کمی از این عنصر (0.2% تا 0.1) برای کم کردن اندازه دانه‌های کروبیوم ، مولیبدنوم و زیرکنونیوم استفاده می‌شود و همچنین در افزایش مقاومت آلومینیوم و منیزیم کاربرد دارد.


به‌عنوان کاتالیزور برای پلیمر کردن گارنت آلومینیوم -ایتریوم ، فلورید لیتیوم ایتریوم و ایتریوم و انادیت در ترکیب دو پنتها مانند نئودیمیوم یا اربیم در لیزرهای مادون قرمز استفاده می‌شوند.


این عنصر برای احیا کردن وانادیوم و دیگر غیر فلزان استفاده می‌شود.


ایتریوم به‌عنوان سازنده چدن گره دار شناخته شده که خاصیت رسانایی آن را افزایش می‌دهد. (گرافیت در ساخت چدن گره دار گره‌ها را به هم متراکم می‌کند تا از پوسته پوسته شدن آن جلوگیری کند.) از آن جا که اکسید ایتریوم ، نقطه ذوب بالاتر پایداری بیشتر و از استنباط کمتری نسبت به شیشه برخوردار است می‌تواند در فرمول ساخت شیشه و یا سرامیک استفاده شود.
تاریخچه
Ytterby که توسط "Johann Gadolin" در سال 1794کشف شد و توسط "Friedrich ohler" در سال 1828 به‌عنوان عصاره ناخالص Yttria از عمل احیاء کلرید YCl3 با پتاسیم بدست آمد. Yttria یعنی (Y2O3) اکسید ایتریوم است و توسط "Johan Gadolin" در سال 1794 در معدن Gadolinite در Yetterby کشف شد.

در سال 1843 ، "Carl Mosander" ثابت کرد که Yttria می‌تواند به اکسید سه عنصر متفاوت تقسیم شود. Yttria نامی بود که برای مهمترین عنصر استفاده می‌شد و نام بقیه عناصر Erbia و Terbia بود. معدن سنگی که در نزدیکی دهکده Ytterby واقع شده معادن غیر معمولی زیادی در بردارد که سنگهای کمیاب زمین و دیگر عناصر در آن یافت می‌شود. عناصر Erbium ، Terbium ، Ytterbium و Yttrium همه از روی نام این معدن نامگذاری شده‌اند.

پیدایش
این عنصر در بیشتر معادن کمیاب زمین و سنگ معدن اورانیوم یافت می‌شود، اما هرگز به‌صورت طبیعی به‌عنوان عنصر آزاد وجود ندارد. ایتریوم به‌صورت اقتصادی از خاک Monazite به مقدار 3% Ce ، Po، la و همچنین از Bastnasite به مقدار 0.2% Ce ، La بازیافت می‌شود. این عنصر توسط عمل تقلیل فلوروئید ایتریوم توسط فلز کلسیم بدست می‌آید، اما با روشهای دیگر نیز تولید می‌شود. جدا کردن این فلز از دیگر عناصر کمیاب بسیار سخت است، زیرا هنگام استخراج به‌صورت پودر طوسی تیره رنگ می‌باشد. نمونه‌های صخره‌های قمری از Apollo program حاوی مقادیر زیادی از این عنصر می‌باشند.

ایزوتوپها
ایزوتوپ طبیعی تنها از یک ایزوتوپ 89Y تشکیل شده است. پایدارترین رادیو ایزوتوپ اکتیو Y-88 با نیمه عمر 106.65 روز و Y-91 با نیمه عمر 58.51 روز می‌باشند. تمام ایزوتوپهای دیگر آن نیمه عمری کمتر از یک روز دارند، بجز Y-87 که نیمه عمر آن 79.8 ساعت است. حالت زوال ایزوتوپی در ایزوتوپهای زیر Y-89 الکترون گیری و حالت بعد از آن حذف بتا می‌باشد. برای این عنصر 26 ایزوتوپ ناپایدار شناخته شده است.
Y-90 در موازنه با ایزوتوپ هم خانواده اس استرونیوم 90 که محصول انفجار اتمی می‌باشد، وجود دارد.

هشدارها
اگرچه ترکیباتی که حاوی این عنصر هستند، بسیار سمی می‌باشند، ولی به‌ندرت در دسترس آدمی قرار می‌گیرد. نمک ایتریوم ممکن است سرطان‌زا باشد. این عنصر به‌طور معمول در بافت انسانی وجود ندارد و نقش حیاتی در زندگی آدمی بازی نمی‌کند.
نام, علامت اختصاری, شماره Yttrium, Y, 39
گروه شیمیایی فلز انتقالی
گروه, تناوب, بلوک 3 «IIIB), 5 , d
جرم حجمی, سختی 4472 kg/m3, __
رنگ سفید نقره ای

خواص اتمی
وزن اتمی 88.90585 amu
شعاع اتمی (calc.) 180 (212) pm
شعاع کووالانسی 162 pm
شعاع وندروالس no data
ساختار الکترونی [Kr]4d15s2
-e بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 9, 2
درجه اکسیداسیون (اکسید) 3 (باز ضعیف)
ساختار کریستالی شش گوشه
خواص فیزیکی
حالت ماده جامد
نقطه ذوب 1799 K (2779 °F)
نقطه جوش 3609 K (6037 °F)
حجم مولی 19.88 ש)10-6 متر مکعب بر مول
گرمای تبخیر 363 kJ/mol
گرمای هم جوشی 11.4 kJ/mol
((فشار بخار 5.31 Pa at 1799 K
سرعت صوت 3300 m/s at 293.15 K
متفرقه
الکترونگاتیویته 1.22 (درجه پاولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 300 J/kg*K
رسانائی الکتریکی 1.66 106/m اهم
رسانائی گرمایی 17.2 W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون 600 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 1180 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون 1980 kJ/mol
4th پتانسیل یونیزاسیون 5847 kJ/mol
5th پتانسیل یونیزاسیون 7430 kJ/mol
6th پتانسیل یونیزاسیون 8970 kJ/mol
7th پتانسیل یونیزاسیون 11190 kJ/mol
8th پتانسیل یونیزاسیون 12450 kJ/mol
9th پتانسیل یونیزاسیون 14110 kJ/mol
10th پتانسیل یونیزاسیون 18400 kJ/mol

[shirin71]

لوتتیوم

لوتتیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Lu و عدد اتمی 71 می‌باشد. لوتیتم که عنصر فلزی گروه عناصر خاکی کمیاب است، در طبیعت معمولا" به همرا ه ایتریم یافت می‌شود و گاهی اوقات در آلیاژهای فلزی بکار رفته و در فرآیندهای مختلف ، نقش کاتالیزور دارد.

تاریخچـــــــــه
لوتیتم ( از واژه لاتین Lutetia به معنی پاریس) در سال 1907 توسط "Georges Urbain" شیمیدان فرانسوی و "Baron Carol Auer von Welsbach" کانی‌شناس اتریشی مستقلا" کشف شد. هر دوی آنها این عنصر را در ناخالصی موجود در ایتریم معدنی کشف نمودند که به عقیده "Jean Charles Galissard de Marignac" شیمیدان سوئیسی ( و بیشتر شیمیدانان دیگر ) تماما" متشکل از ایتربیم بود.

جداسازی لوتیتم ایتربیم Marignac برای اولین بار توسط Urbain توصیف شد و و افتخارنامگذاری این عنصر نصیب او گشت. او نامهای "neoytterbium" ( ایتربیم جدید) و "lutecium" را برای این عنصر جدید انتخاب کرد، اما بالاخره نام "neoytterbium" بصورت "ytterbium" برگشت نمود و در سال 1949، نگارش عنصر 107 به شکل lutetium ( لوتیتم ) تغییر نمود. Welsbach نامهای cassiopium را برای عنصر 71 ( برگرفته از نام نجومی Cassiopeia ) و albebaranium را برای نام جدید ایتربیم پیشنهاد کرد، اما این اسامی مورد تایید قرار نگرفت؛ ( گرچه بسیاری از دانشمندان آلمانی هنوز عنصر 71 را cassiopium می‌نامند. )

پیدایـــــــش
لوتیتم که اغلب نه به‌تنهایی بلکه با فلزات خاکی دیگر یافت می‌شود، بسیار سخت از سایر عناصر جدا می‌شود و کمترین فراوانی را در میان تمامی عناصر طبیعی دارد. کانی تجاری اصلی لوتیتم ، سنگ معدن مانزونیت Ce,La,PO و ... است که حاوی 0,003% این عنصر می‌باشد. فلز لوتیتم خالص فقط تاحدی در سالهای اخیر جداسازی شده و تهیه آن بسیار دشوار است ( بنابراین یکی از نادرترین و گرانترین فلزات خاکی کمیاب است ). لوتیتم را با روش جابجایی یونی از عناصر خاکی کمیاب دیگر بدست می‌آورند ( کاهش LuCl3 یــــا LuF3 بوسیله یک فلز قلیایی و یا یک فلز قلیایی خاکی انجام می‌شود ).

خصوصیات قابل توجه و کاربردها
لوتیتم ، فلزی سیمگون ، سه ظرفیتی و مقاوم در برابر فرسودگی است که نسبتا" در هوا پایدار و سنگین‌ترین و سخت‌ترین عنصر خاکی کمیاب به‌شمار می‌رود. چون تهیه این فلز بصورت مقادیر مفید بسیار گران می‌باشد، بنابراین کاربردهای تجاری بسیار کمی دارد. اما لوتیتم پایدار را می‌توان در پالایشگاهها و بعنوان کاتالیزور در کراکینگ بنزین مورد استفاده قرار داد. موارد استفاده دیگر آن ، در آلکیلاسیون ، هیدروژناسیون و پلیمریزاسیون می‌باشد.

ایزوتوپهـــــــا
لوتیتم ، بطور طبیعی دارای 1 ایزوتوپ پایدار Lu-175 ( وفور طبیعی 97,41% ) می‌باشد. 33 ایزوتوپ پرتوزا هم برای آن شناسائی شده که پایدارترین آنها لوتیتم 176 با نیم عمر 3,78 سال ( فراوانی طبیعی 2,59% ) ، لوتیتم 174 با نیمه عمر 3,31 سال و لوتیتم 173 با نیمه عمر 1,37 سال می‌باشد. کلیه ایزوتوپهای دیگر آن دارای نیمه عمری کمتر از 9 روز هستند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از نیم ساعت می‌باشد. همچنین این عنصر دارای 8 meta states است.

ایزوتوپهای لوتیتم از نظر وزن اتمی بین amu 149,973 (لوتیتم 150) و amu 961,183 (لوتیتم 184) قرار دارند. حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوانترین ایزوتوپ پایدار ، ( لوتیتم 175 ) جذب الکترون ( با مقداری ارسال الکترون مثبـت و آلفا ) است و اولین حالت بعد از آن ارسال بتا می‌باشد. محصولات فروپاشی اولیه قبل از لوتیتم 175 ایزوتوپهای عنصــــــــــــــر 70 ( ایتربیم ) و محصولات اولیه بعد از آن ایزوتوپهای عنصر 72 ( هافنیم ) هستند.

ترکیبات
فلورید : LuF3 ، کلرید : LuCl3 ، برمید : LuBr3 ، یدید : LuI3 ، اکسید : Lu2O3 ، سولفید: Lu2S3 ، تلورید : Lusub>2Te3 ، نیترید : LuN.

هشدارهــــــــــا
لوتیتم مانند سایر فلزات خاکی کمیاب ، دارای درجه مسمومیت کمی است، اما بهرحال با این فلز و مخصوصا" ترکیبات آن باید بسیار با احتیاط رفتار شود. گرده فلزی این عنصر خطر آتش‌زائی و انفجار به همراه دارد. لوتیتم هیچگونه نقش بیولوژیکی در بدن انسان ندارد، اما احتمالا" به افزایش متابولیسم کمک می‌کند
نام, علامت اختصاری, شماره Lutetium, Lu, 71
گروه شیمیایی فلز انتقالی
گروه, تناوب, بلوک 3, 6 , d
جرم حجمی, سختی 9841 kg/m3, __
رنگ سفید نقره ای

خواص اتمی
وزن اتمی 174.967 amu
شعاع اتمی (calc.) 175 «217» pm
شعاع کووالانسی 160 pm
شعاع وندروالس no data
ساختار الکترونی [Xe]4f14 5d1 6s2
-e بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 32, 9, 2
درجه اکسیداسیون (اکسید) 3 (باز ضعیف)
ساختار کریستالی شش گوشه
خواص فیزیکی
حالت ماده جامد __)
نقطه ذوب 1925 K (3006 °F)
نقطه جوش 3675 K (6156 °F)
حجم مولی 17.78 ש»10-6 ««متر مکعب بر مول
گرمای تبخیر 355.9 kJ/mol
گرمای هم‌جوشی 18.6 kJ/mol
فشار بخار 2460 Pa at 1936 K
سرعت صوت no data
متفرقه
الکترونگاتیویته 1.27 (درجه پاولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 150 J/kg*K
رسانائی الکتریکی 1.85 106/m اهم
رسانائی گرمایی 16.4 W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون 523.5 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 1340 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون 2022.3 kJ/mol
4th پتانسیل یونیزاسیون 4370 kJ/mol
5th پتانسیل یونیزاسیون 6445 kJ/mol

[shirin71]

لارنسیم

لارنسیم ، عنصر مصنوعی است که در جدول تناوبی دارای نشان Lr و عدد اتمی 103 می‌باشد. لارنسیم ، عنصر خاکی کمیاب ، رادیواکتیو و کم‌عمر است که از کالیفرنیم بدست آمده و هیچ کاربرد مشخصی ندارد.

تاریخچـــــــــه
لارنسیم را "Albert Ghiorso" و "Torbjorn Sikkeland" و "Almon Larsh" و "Robert M. Latimer" در 14 فوریه 1961 در آزمایشگاه اشعه برکلی ( امروزه بنام آزمایشگاه ملی Lawrence Berkeley شناخته می‌شود ) واقع در دانشگاه کالیفرنیا ، برکلی ، کشف کردند. این عنصر با بمباران یک هدف 3 میلی گرمی متشکل از ســــه ایزوتوپ کالیفرنیم با یونهـــای B-10 و B-11 در شتاب دهنده خطی یونهای سنگین (HILAC ) تولید شد.

هسته‌های تغییر شکل یافته ، شارژ الکتریکی شدند، تحت تاثیر یک محیط هلیمی قرار گرفتند و بر روی یک نوار نقاله مسی باریکی جمع شدند. سپس با انتقال این نوار ، اتمهای جمع شده را درجلوی گروهی از نمایان‌سازهای (Detector) جامد قرار دادند. تیم برکلی گزارش کرد که ایزوتوپ 257 عنصر 103 با این روش کشف شد و با ارسال ذرات آلفا MeV6/8 با نیم عمر 4,2 ثانیه متلاشی گشت.

در سال 1967 ، محققانی در دوبنا ، روسیه ، گزارش کردند که قادر به تایید یک ارسال کننده آلفا با نیمه عمر 4,2 ثانیه بعنوان 103-257 نیستند. این تصور از آن زمان به بعد به شکل Lr-258 یا Lr-259 تغییر یافته است. برای عنصر 103 یازده ایزوتوپ تعیین شده که Lr-262 با نیمه عمر 216 دقیقه طولانی‌ترین عمر را دارد ( که بصورت نوبلیم 256 متلاشـــــــــی می‌شود ).

ایزوتوپهای لارنسیم از طریق ارسال آلفا ، شکافت خود بخود و جذب الکترون متلاشی می‌شوند. ( به‌ترتیب از بیشترین تا کمترین گونه‌های مشترک).

نام این عنصر توسط انجمن شیمی آمریکا در اشاره به "Ernest Lawrence" مخترع شتاب دهنده مطرح شد. در آغاز نشان Lw مورد استفاده قرار گرفت، ولی در سال 1963 بصورت Lr تغییر یافت. در سال 1997 ، انجمن بین‌المللی شیمی کاربردی و محض ( IUPAC ) در نشستی در ژنو ، نام لارنسیم و سمبل Lr را به تصویب رساند.

خصوصیات قابل توجه
شکل ظاهری این عنصر ، ناشناخته است، اما احتمالا" سفید نقره‌ای یا خاکستری و فلزی می‌باشد. اگر مقدار کافی لارنسیم ساخته می‌شد، خطر تابش اشعه وجود می‌داشت. اطلاعات کمی درباره خصوصیات شیمیایی این عنصر در دست است، ولی تحقیقات ابتدائی درباره تعدادی از اتمها نشان می‌دهد، این عنصر رفتاری شبیه اکتینیدها دارد.

لارنسیم در جدول تناوبی جزو گروه اکتینیدها بوده ، هنوز هم اغلب اینگونه است، با اینهمه عنصر 103 برخلاف سایر عناصر خاکی کمیاب یک عنصر D-block می‌باشد و بنابراین بطور فزاینده در حال جایگزینی سایر عناصر D-block در گروه عناصر واسطه است.

[shirin71]

تیتانیم

تیتانیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Ti و عدد اتمی 22 می باشد. تیتانیم که عنصری است نرم ، سبک، نقره ای براق ، درخشان و فلز انتقالی مقاوم در برابر فرسایش ، در آلیاژهای محکم و سبک و رنگدانه های سفید کاربرد دارد. این عنصر در مواد معدنی متعددی وجود دارد ولی منابع اصلی آن روتیل و ایلمنیت هستند.


خصوصیات قابل توجه
تیتانیم عنصر فلزی است که به سبب مقاومت زیاد خود در برابر فرسودگی ( تقریبا" به مقاومت پلاتینیم) و استحکامی که نسبت به وزن خود دارد معروف است. فلزی است سبک ، محکم، قابل ساخت آسان با جرم حجمی پایین 40% ( هم چگال با فولاد) که به شکل خالص کاملا" چکش خوار، آسان برای کار ، براق و به رنگ نقره ای درخشان می باشد.نقطه ذوب نسبتا" زیاد این عنصر آنرا به یک فلز دیر گداز مفید تبدیل کرده است.تالیم به سختی فولاد اما 45% سبکتر از آن است وبا اینکه 60% سنگین تراز آلومینیم می باشد دو برابر محکم تر از آن است.این خصوصیات ، تیتانیم رادر برابرانواع معمولی فرسودگی بسیار مقاوم می کند.

این فلز در معرض هوا یک لایه اکسید بی اثری را تولید می کند اما اگر در محیطهای بدون اکسیژن قرار گیرد انعطاف پذیر است.این فلز که اگر در هوا گرم شود شروع به سوختن می کند، تنها عنصری است که می تواند در گاز نیتروژن خالص بسوزد. تیتانیم در مقابل اسید سولفوریک رقیق ، اسید هیدروکلرید ریک ، گاز کلر، محلولهای کلرید و بیشتر اسیدهای آلی مقاوم است.

تجربیات نشان داده که تیتانیم بعد از بمباران با دوترون بسیار رادیواکتیو شده و عمدتا" ارسال پوزیترون و اشعه های نیرومند گاما می کند. این عنصر دارای دو گونه است ؛ شکل آلفا چهار ضلعی که در دمای 880 درجه سانتیگراد به آرامی به شکل بتا مکعبی تغییر می کند.اگر در اثر حرارت سرخ شود با اکسیژن ترکیب شده و در حرارت 550 درجه سانتیگراد با کلر ترکیب می گردد.

کاربردهـــــــــا
تقریبا" 95% تیتانیم به شکل دی اکسید تیتانیم ( TiO))2) مصرف می شود که ((رنگدانه سفید ثابتی است با قدرت پوشش خوب در رنگها ، کاغذ و پلاستیکها. رنگهایی که با دی اکسید تیتانیم ساخته می شوند منعکس کننده های بسیار خوب پرتو مادون قرمز هستند و بنابراین منجمان بطور گسترده ای از آن استفاده می کنند.

آلیاژهای تیتانیم به علت استحکام ، سبکی ، مقاومت بسیار زیاد در برابر فرسودگی و توانایی تحمل حرارتهای بسیار زیاد در هواپیما و موشک مورد استفاده قرار می گیرند اگرچه کاربردهای آن در محصولات مصرفی مثل چوب گلف ، دوچرخه و کامپیوترهای laptop نیز در حال رواج است.تیتانیم بیشتر با آلومینیم آهن ، منگنز،مولیبدنم و مواد دیگر آلیاژ می سازد.

سایر کاربردها:
به علت مقاومت زیاد آن در برابر آب دریا از آن برای ساخت میله های پروانه و وسایل کشتی استفاده می شود.
برای ساخت سنگ جواهرهای مصنوعی ظریف بکار می رود.
مایع بی رنگ تتراکلرید تیتانیم ( TiCl4) برایiridize شیشه مورد استفاده قرار می گیرد و چون در هوای مرطوب شدیدا" تولید بخار می کند برای ایجاد پرده دود) جهت استتار) نیز کاربرد دارد.
علاوه بر اینکه دی اکسید تیتانیم رنگدانه بسیار مهمی است چون خودش توانایی محافظت از پوست را دارد در کرمهای ضد آفتاب بکار برده می شود.
چون این فلز از نظر فیزیولوژیکی بی اثر محسوب می شود از آن در پیوندهای جایگزینی مفصل مثل لگن مورد استفاده است.
به علت بی اثری و رنگهای جذاب، استفاده از آن بعنوان زیورآلات بدن رایج شده است.

یکی از کاربردهای بالقوه تیتانیم در کارخانه های آب شیرین کن است.

تاریخچــــــــه
تیتانیم ( واژه لاتین Titans اولین فرزند پسر Gaia) در سال 1791 در انگلستان توسط جناب William Gregor که متوجه وجود عنصرجدیدی در ایلمنیت شده بود کشف شد.این عنصر چند سال بعد توسط Heinrich Klaproth شیمیدان آلمانی در کانی روتیل دوباره کشف گردید. در سال 1795 Klaproth این عنصر جدید را بر اساس Titan در اساطیر یونان نامگذاری نمود.
Matthew A. Hunter در سال 1910 بوسیله حرارت دادن TiCl4 با سدیم در بمب فولادی در دمای 800-700 درجه سانتیگراد برای اولین بار تیتانیم فلزی خالص ( 9/99%) تهیه کرد.

فلز تیتانیم تا سال 1946 خارج از آزمایشگاه کاربردی نداشت در این سالWilliam Justin Kroll اثبات نمود که می توان تیتانیم را بوسیله کاهش تتراکلرید تیتانیم با منیزیم بصورت تجاری تولید کرد( این روش امروزه همچنان مورد استفاده است ).

پیدایــــــش




فلز تیتانیم در طبیعت بصورت ترکیب با سایر عناصر وجود دارد و این عنصر نهمین عنصر فراوان در پوسته زمین محسوب می شود ( 06/0% کل جرم) و در بیشتر سنگهای آذرین و رسوبات آنها یافت می شود.بیشتر در مواد معدنی brookite, ilmenite, leucoxene, perovskite, rutile، anatase و sphene وجود داشته و نیز در سنگ معدن آهن و titanates دیده می شود.از میان این مواد معدنی فقط ilmenite، leucoxene و rutileاز نظر اقتصادی اهمیت دارند.چون تیتانیم به راحتی در دماهای زیاد با اکسیژن و کربن واکنش می کند تهیه فلز تیتانیم خالص مشکل است. منابع مهم تیتانیم در استرالیا ، اسکاندیناوی ، آمریکای شمالی و مالزی قرار دارند.

این فلز در شهاب سنگها یافت شده وحضورآن در خورشید و ستارگان M-type نیز آن شناسایی شده است. سنگهایی در ماموریت آپولو 17 از ماه آورده شده اند حاوی 1/12% TiO2 هستند. بعلاوه تیتانیم در خاکستر ذغال سنگ، گیاهان و حتی بدن انسان یافت شده است.


تولیـــــــد
فلز تیتانیم بصورت تجاری بوسیله کاهش TiCl4 با منیزیم تولید می شود این فرآیند را William Justin Kroll در سال 1946 ابداع کرد.این فرآیند گروهی ، گران و پیچیده است اما ممکن است فرآیند جدیدتری که روش "FFC-Cambridge" نامیده می شود جایگزین روش قدیمی گردد. در این روش از ماده خام پودر دی اکسید تیتانیم ( که شکل تصفیا شده روتیل است) برای تولید نهایی که جریان مداومی از تیتانیم مذاب است استفاده می شود. از این محصول بلافاصله در ساخت آلیاژهای تجاری بهره می برند.

امید است با استفاده از روش FFC-Cambridge مقدار بیشتری تیتانیم و باهزینه ای کمتربرای صنعت هوافضا و بازار کالاهای زینتی تهیه شود و شاهد استفاده از این فلز در محصولاتی که در حال حاضراز آلومینیم و انواع خاص فولاد استفاده می کنند باشیم.

ترکیبــــــــات
اگرچه فلز تیتانیم به علت هزینه زیاد استخراج نسبتا" متداول نیست ، دی اکسید تیتانیم ارزان،به مقدار زیاد موجود و دارای کاربرد وسیعی بعنوان رنگدانه سفید در صنعت رنگ سازی ، پلاستیک و سیمان ساختمان می باشد.پودرTio2 از نظر شیمیایی بی اثراست ، در نور آفتاب رنگ خود را حفظ می کند و بسیار مات است : این خصوصیت باعث می شود تا مواد شیمیایی خاکستری یا قهوه ای که بیشتر پلاستیکهای خانگی را تشکیل می دهند به رنگ سفید خالص درخشانی تبدیل کند.دی اکسید تیتانیم خالص دارای ضریب شکست بسیار بالا و تجزیه نوری بیشتر ازالماس است. یاقوت کبودستاره ای و یاقوت قرمز درخشندگی خود را از دی اکسید تیتانیوم موجود در خود می‌‌گیرند.


ایزوتوپهــــــا
تیتانیم بطور طبیعی دارای 5 ایزوتوپ پایدار تیتانیم 46، تیتانیم47، تیتانیم48، تیتانیم49 و تیتانیم50 است که فراوان ترین آنها تیتانیم 48 ( فراوانی طبیعی 8/73%) می باشد . 11 رادیوایزوتوپ هم برای این عنصر شناسایی شده که پایدار ترین آنها تیتانیم 44 بانیمه عمر 63 سال، تیتانیم 45 با نیمه عمر 8/184 دقیقه، تیتانیم 51 با نیمه عمر 76/5 دقیقه و تیتانیم 52 با نیمه عمر7/1 دقیقه هستند. سایر ایزوتوپهای رادیواکتیو نیمه عمری کمتر از 33 ثانیه دارند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از نیم ثانیه می باشد.
ایزوتوپهای تیتانیم از نظر وزن اتمی بین amu99/39 (تیتانیم 40) و amu966/57 (تیتانیم 58) قرار دارند.حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوان ترین ایزوتوپ (تیتانیم 48) جذب الکترون و حالت اولیه پس از آن ارسال بتا می باشد. محصول فروپاشی اولیه قبل از تیتانیم 48 ایزوتوپهای عنصر 21 ( اسکاندیم) و محصول اولیه پس از آن ایزوتوپهای عنصر 23 ( وانادیم) می باشد.

هشدارهــــــــا
پودر فلز تیتانیم خطر جدی آتش زایی دارد اما نمکهای آنرا در بیشتر موارد نسبتا"بی ضرر به حساب می آورند.اما ترکیبات با کلررا مثل TiCl3 و TiCl4 باید خورنده در نظر گرفت . تیتانیم به تجمع در بافتهایی از بدن که دارای سیلیکا است تمایل دارد اما این عنصر هیچگونه نقش بیولوژیکی شناخته شده ای در انسان ندارد.

منبع
Los
Guide to the Elements - Revised Edition, Albert Stwertka, (Oxford University Press; 1998) ISBN 0-19-508083-1
http://minerals.usgs.gov/minerals/pu...dity/titanium/ (http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/titanium/) USGS Titanium Statistics and Information

[shirin71]

زیرکونیوم

زیرکونیوم ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن ، Zr و عدد اتمی آن 40 می‌باشد. فلزی فروزنده به رنگ سفید و طوسی است که قابلیت تغییر از حالتی به حالت دیگر را داشتده و شبیه تیتانیوم است. زیرکونیوم بطور عمده از زیرکون بدست می‌آید و در برابر زنگ‌زدگی بسیار مقاوم است. زیرکونیوم عمدتا در راکتورهای اتمی برای جذب کردن نوترون و برای ساختن فلزاتی که در برابر زنگ‌زدگی مقاوم هستند، استفاده می‌شود.

تاریخچه
این عنصر که نام آن از Zarkn عربی و Zargntext فارسی گرفته شده است، در سال 1789 توسط "Laproth" کشف شد و در سال 1824، توسط "Jons Jakob Berzelius" به‌صورت مجزا بدست آمد. زیرکونیوم که شامل زیرکون معدنی و دیگر واریاسونها مانند Jargon ، Hyacinth Jiacnith ، ligure می‌باشد، در نوشته‌های انجیل ذکر شده است. تا زمانی که Laproth ، جارگون jargon را از Ceylon در اقیانوس هند تجزیه نکرده بود، تصور نمی‌شد که این عنصر جدید را بتوان در معادن یافت. او این عنصر جدید را (Zirkonertz (Zircnia نامید.

این فلز ناخالص اولین بار توسط Berzelius بوسیله حرارت دادن مخلوطی از پتاسیم و فلوئورید زیرکونیوم پتاسیوم ، در یک فرایند تجزیه در یک لوله آهنی تجزیه شد. زیرکونیوم خالص تا سال 1914 بدست نیامد.

پیدایش
زیرکونیوم هیچوقت در طبیعت به صورت آزاد یافت نمی‌شود. اصلی‌ترین منبع اقتصادی زیرکونیوم ، معدن سیلیکات زیرکونیوم است. زیرکون ZrSiOsub>4 در استرالیا ، برزیل ، هند ، روسیه و ایالات متحده وجود دارد. زیرکون به‌صورت پودر بی‌رنگ یا ماده بلوری و طوسی‌رنگ استخراج می‌شود. زیرکونیوم و Hafnium به نسبت 50 به 1 در زیرکون وجود دارند و جدا کردن آنها بسیار دشوار است.

زیرکون ، فراورده فرعی معدن کاری و فرایند تهیه شن‌های معادن سنگین برای معادن تیتانیوم ، Ilmenite و Rutile یا معادن قلع است. همچنین زیرکونیوم در 30 نوع از معادن دیگر که شامل Baddeleyite می‌شود، وجود دارد. این فلز با کم کردن کلرید بوسیله منیزیم در فرآیند kroll تولید می‌شود. البته روشهای دیگری نیز برای تولید این فلز وجود دارد. زیرکونیوم با کیفیت اقتصادی و تجاری نیز حاوی 1 تا 3 درصد hafnium است.

این فلز همچنین در ستاره‌های S-Type بسیار فراوان است و در خورشید و سنگهای آسمانی نیز شناسایی شده است. نمونه سنگهای قمری که در چندین ماموریت Apollo جمع آوری شده‌اند، نشان می‌دهند که این سنگها به نسبت صخره‌های زمینی از مقدار بسیار بیشتری اکسید زیرکونیوم برخوردارند.

خصوصیات قابل توجه
زیرکونیوم ، فلزی به رنگ سفید-طوسی و فروزنده است که بطور استثنایی در برابر زنگ‌زدگی مقاوم است. زیرکونیوم سبکتر از فولاد بوده ، سختی آن شبیه به مس است. این عنصر وقتی به ذرات ریز تقسیم شود، به سرعت در هوا مشتعل می‌شود (مشتعل کردن این فلز در حالت جامد بسیار دشوارتر است. ) فلز "Zirconium Zinc" در دمای پایین تر از 35k خاصیت آهن ربایی پیدا می کند. حالت اکسیداسیون متداول برای زیرکونیوم +2و+3و+4 است.

کاربردها
مهمترین کاربردهای زیرکونیوم ، در صنعت سفال‌سازی به‌صورت جسم نسوز و ماسه ریخته‌گری می‌باشد.


به‌عنوان سنگ جواهر مورد استفاده در جواهرات به بازار عرضه شده و اکسید آن ، برای تولید کردن محرک الماس و زیرکونیای مکعبی شکل تهیه شده است.


زیرکونیوم ، قدرت جذب پایینی در جذب نوترونها دارد که این ویژگی ، آن را برای استفاده از انرژی اتمی مطلوب می‌سازد، (مانند عناصر فلز کاری سوختی). بیش از 90% محصولات فلز زیرکونیوم به مصرف تجاری در تولید نیروی اتمی می‌رسد. رآکتورهای جدید تجاری می‌توانند نیم میلیون فوت فلز زیرکونیوم را برای لوله‌سازی بکار ببرند.


زیرکونیوم بطور گسترده ، توسط صنایع شیمیایی برای لوله‌کشی در محیط خورنده استفاده می‌شود.


زیرکونیوم ، آتش‌زا است و در جنگل‌ها برای آتش زدن استفاده می‌شد.


کربن آن به‌عنوان محلول ضدعفونی کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد.


اکسید زیرکونیوم ناخالص ، زیرکونیا ، برای ساختن ظرف مخصوص ذوب فلز در آزمایشگاه بکار می‌رود که بتواند در برابر گرمای زیاد مقاوم باشد. همچنین برای پوشاندن کوره ذوب استفاده شده ، به‌عنوان جسم نسوز در صنایع شیشه‌سازی و سفال‌سازی بکار می‌رود.


بافت انسانی به‌راحتی می‌تواند این فلز را به‌صورت مفاصل و بازوهای مصنوعی تحمل کند.


در تهویه کننده‌های هوا به‌عنوان گیرنده ، در لوله جارو برقی ، رشته‌های لامپ و فلزات خاص دیگر استفاده می‌شود.

آلیاژ زیرکونیوم و Niobium ، خاصیت ابررسانایی در دماهای پایین را برای زیرکونیوم در بردارد که برای ساختن آهن‌رباهای بسیار قوی توسط نیروی الکتریکی در مقیاس زیاد استفاده می‌شود.
ایزوتوپها
زیرکونویم طبیعی از 4 ایزوتوپ پایدار و یک ایزوتوپ رادیواکتیو Zr-96 که طول عمر درازی دارد تشکیل شده است. دومین ایزوتوپ رادیواکتیو و پایدار این عنصر ، Zr-93 است که نیمه عمر آن 1.53 میلیون سال می‌باشد. برای این عنصر 18 ایزوتوپ رادیواکتیو دیگر شناسایی شده‌اند که بیشتر آنها نیمه عمری کمتر از یک روز دارند، به جز Zr-95 با نیمه عمر 64.02 روز Zr-88 با نیمه عمر 63.4 روز و Zr-89 با نیمه عمر 78.4 ساعت. حالت Decay اولیه قبل از Zr-92 الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن خوردگی بتا می‌باشد.

هشدارها
انسان با ترکیباتی که حاوی زیرکونیوم است، کمتر روبرو می‌شود با این حال این فلز زیاد سمی نیست. گرد این فلز در هوا آتش می‌گیرد و باید به آن به صورت عاملی برای آتش سـوزی گسترده یا انفجار توجه کرد. زیرکونیوم هیچ گونه نقش بیولوژیکی ندارد.
__________________

[shirin71]

راترفوردیوم

راترفوردیوم یکی از عناصر شمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Rf و عدد اتمی آن 104 می‌باشد. این عنصر مصنوعی به‌شدت رادیواکتیو می‌باشد. پایدارترین ایزوتوپ آن ، نیمه عمری کمتر از 70 ثانیه دارد. این عنصر مصرف کاربردی ندارد و اطلاعات در زمینه آن بسیار اندک است. راترفوردیوم اولین عنصر Transactinide است و احتمالا خواص شیمیایی آن به hafnium شبیه می‌باشد.

تاریخچه
راترفوردیوم ( که به افتخار "Ernest Rutherford" به این نام نامیده شد ) برای اولین بار در سال 1964 به‌صورت مصنوعی در موسسه تحقیقات هسته‌ای Dubna شوروی سابق ساخته شد. محققان در این شیوه اتم پولوتونیوم را با یونهای نئون بمباران کرده و ادعا کردند که اثری را از این شکافت هسته‌ای در میکروسکوپ مشاهده کرده‌اند که اشاره به ظهور یک عنصر جدید دارد.

در سال 1969 ، محققان دانشگاه Berkeley کالیفرنیا ، این عنصر را با ترکیب کالیفرنیوم 249 و کربن 12 و از طریق برخورد با یک منبع انرژی قوی تولید کردند. گروه UC همچنین اعلام کردند که نتوانسته‌اند ترکیب قبلی را که توسط دانشمندان روسی بوجود آمده بود، مجددا بسازند.

از آنجا که روسها ادعا می‌کردند که این عنصر برای اولین بار در Dunba کشف شده است، نام Dubium برای آن پیشنهاد شد و این در حالی بود که نام kurchatoium و نماد Ku برای عنصر 104 برای احترام به "Igor Vasliecvich Kurchatov" در نظر گرفته شده بود. با این حال آمریکایی‌ها نام راترفوردیوم را به افتخار Ernet Rugherford فیزیکدان نیوزلندی برای این عنصر برگزیدند. IUPAC نیز نام موقت Unnilquadium را برای این عنصر برگزید. البته در سال 1997 آنها به این مباحث خاتمه داده و نام Rutherfordium را برگزیدند.
__________________

[shirin71]

وانادیم

وانادیوم ، عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن V و عدد اتمی آن 23 می‌باشد. وانادیوم ، یک عنصر کمیاب نرم و هادی است که به‌صورت ترکیبی با کانی‌های خاصی یافت شده و برای تولید آلیاژهایی بکار گرفته می‌شود.

تاریخچه
وانادیوم ( وانادیس ، الهه اسکاندیناوی‌ها ) توسط "Andres Manuel del Rio" که یک معدن شناس اسپانیایی بود، در شهر مکزیکو سیتی در سال 1801 کشف شد. او این عنصر را سرب قرمز نام نهاد. با انجام آزمایشاتی وی ملاحظه کرد که رنگ این عنصر بدلیل وجود کروم می باشد؛ از این‌رو ، این عنصر را Panchromium نام نهاد. وی بعدا این عنصر را به نام Erythronium تغییر داد، چرا که بیشتر نمکها با حرارت دادن قرمز می‌شدند.

یک شیمیدان فرانسوی اشتباها اعلام کرد که عنصر جدید del rio تنها یک کروم ناخالص است. Del Rio نیز گمان داشت که اشتباه کرده است و نظر شیمیدان فرانسوی را قبول کرد. در سال 1831، سوئد وانادیوم را در اکسید جدیدی که وی به هنگام کار کردن با معادن آهن یافته بود دوباره کشف کرد. در همان سال "Friedrich W…r" کشف سابق Del Rio را تائید کرد.

وانادیوم فلزی در سال 1867، توسط "Henry Enfield Roscoe" که کلرید وانادیوم را با هیدروژن تقلیل کرد، به‌صورت جدا گانه بدست آمد. نام وانادیوم از کلمه وانادیس ، الهه زیبایی در اسکاندیناوی گرفته شده است، چرا که این عنصر در ترکیبات گوناگون رنگهای الوانی دارد.

پیدایش
وانادیوم هرگز بصورت آزاد در طبیعت یافت نمیشود. اما در 65 گونه کانی‌های گوناگون وجود دارد. وانادیوم همچنین در Bauxite و کربن نیز وجود دارد که حاوی ذخایری مانند نفت خام ، زغال سنگ Oil Shale وTar می‌شود. طیف وانادیوم در نور خورشید و دیگر ستارگان نیز شناسایی شده است.

بیشتر وانادیوم تولید شده توسط تقلیل کلسیم از V2o5 در یک لوله فشار می‌باشد. وانادیوم معمولا به‌صورت محصولات جنبی بدست می‌آید . از این رو منابع جهانی از این عنصر حاکی از وجود ذخایر در دسترس نمی‌باشد.

خصوصیات قابل توجه
وانادیوم ، فلز نرم و رسانا به رنگ سفید براق می‌باشد. این عنصر در برابر فرسودگی توسط مواد قلیایی و اسید سولفوریک و اسید هیدروکلریک مقاوم است. در 933k به‌سرعت اکسید می‌شود. وانادیوم ساختار محکمی داشته ، شکاف نوترونی ندارد که این خاصیت آن را برای استفاده در زمینه‌های هسته‌ای مناسب می‌نماید. حالتهای اکسیداسیون معمول این عنصر ، +2،+3،+4،+5 می‌باشد.

حالت اکسیداسیون +1 نیز برای این عنصر دیده شده است.

کاربردها
تقریبا 80% وانادیوم تولید شده به مصرف فرووانادیم که یک ماده افزوده به فلز فولاد می‌باشد، می‌رسد.
در آلیاژها به‌عنوان:
فلزات ضد خش وسایل جراحی و ابزار آلات
ماده ضد زنگ و افزایش دهنده سرعت در فلزات
ماده مخلوط شونده با آْلیاژهای آلومینیوم و تیتانیوم برای استفاده در موتورهای جت و هواپیماهای پر سرعت
آلیاژ فلز وانادیوم در ساخت محورها میل لنگ دنده‌ها و .... بکار می‌رود.
متعادل کننده کاربید در ساخت فلزات
کاربردهای هسته‌ای بدلیل نداشتن شکافت نوترونی
استفاده از ورق وانادیوم در آبکاری تیتانیوم در فلزات
نوار وانادیوم گالیوم که مگنت ابر رسانا می‌باشد.
استفاده از ترکیبات وانادیوم به‌عنوان کاتالیزور در تولید Maleic Anhydride و اسید سولفوریک
استفاده از پنتاکسید وانادیوم به‌عنوان کاتالیزور در سفالگری
نقش بیولوژیکی
در بیولوژی ، اتم وانادیوم از اجزاء لازم آنزیمها بشمار می‌رود. به‌طور خاص "Vanadium Nitrogenase" توسط میکرو ارگانیسم‌های ثابت کننده هیدروژن استفاده می‌شود. وانادیوم برای Ascidian ها لازم است. تمرکز وانادیوم در بدن آنها یک میلیون برابر تمرکز وانادیوم در آب اطراف آنها می‌باشد. همچنین موشها و جوجه‌ها نیز به مقادیر بسیار کمی وانادیوم نیاز دارند و کمبود این عنصر باعث کمبود رشد و تولید مثل معیوب می‌شود.

وجود ترکیبات Oxovanadium برای سبک کردن نشانه‌های بیماری دیابت در برخی نمونه‌های حیوانی و انسان نشان داده شده است، همانند تاثیر کرومیوم بر متابولیسم شکر ، مکانیسم این تاثیر نیز ناشناخته مانده است.

ترکیبات
پنتااکسید وانادیوم V2O5 به‌عنوان کاتالیزور رنگ‌دهنده و ثابت‌کننده رنگ استفاده می‌شود.

ایزوتوپها
وانادیوم طبیعی از یک ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است V-51. برای این عنصر 15 ایزوتوپ رادیواکتیوی دیگر شناسایی شده است که پایدارترین آنها V-50 با نیمه عمر 1.4e17 سال و V49 با نیمه عمر 330 روز و V48 با نیمه عمر 15.9735 روز می‌باشند. تمام ایزوتوپهای رادیواکتیو باقیمانده ، نیم عمری کمتر از یک ساعت دارد که نیم عمر بیشتر آنها کمتر از 10 ثانیه است. این عنصر یک حالت متا دارد.

ایزوتوپهای وانادیوم به ترتیب وزن اتمی از 43.981 amu تا 59.959 amu V59 مرتب شده‌اند. حالت Decay اولیه قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ V51 الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن Beta Decay می‌باشد. محصولات decay اولیه قبل از V51 ایزوتوپهای عنصر تیتانیوم22 و محصولات اولیه بعد از آن ایزوتوپهای عنصر Chromium24 می‌باشد.

هشدارها
پودر فلز وانادیوم خطر آتش‌سوزی به همراه داشته و ترکیبات وانادیوم بشدت سمی هستند. ترکیبات وانادیوم ممکن است که در صورت تنفس باعث سرطان ریه شود.
سازمان OSHA) Occupational Safety and Health Administration) محدودیت تماس تا 0.05mg/m را برای پنتا اکسید وانادیوم در نظر گرفته است. National Institute of Ocupational Safety and health یا NIOSH هم پیشنهاد کرده است که 335mg/m عنصر وانادیوم برای سلامتی بشدت خطرناک می‌باشد. این مقداری است که به‌سرعت باعث بوجود آمدن مشکلات همیشگی و حتی مرگ برای انسان می‌شود.

[shirin71]

نوبیوم

نوبیوم یا کلومبیوم ، یک عنصر شیمیایی در جدول تناوبی است که نماد آن Nb و عدد اتمی آن 41 می‌باشد. نوبیوم یک فلز خاکستری و نرم بوده که هادی جریان الکتریسیته می‌باشد و در آلیاژها استفاده می‌شود. برجسته‌ترین آلیاژهای آن برای ساختن فلزات استیل مخصوص و لوله‌ها و اتصالات جوش خورده محکم استفاده می‌شود. نوبیوم در معادن Clumbite کشف شد ( که امروزه Niobite نامیده می‌شود ) و به نام همین معدن ، نوبیوم نام گزفت.

تاریخچه
نوبیوم ( که در افسانه‌های یونان از کلمه نیوب که دختر تانتالاس بوده است گرفته شده است ) در سال 1801 توسط شخصی به نام "Charles Hatchett " کشف شد. Hatchet دریافت که نوبیوم را در معدن کلومبیت که در در دهه 1750 توسط "John Winthrop" که یکی از فرماندهان Connecticut بود به انگلستان فرستاده شد، کشف کرد.

در آن زمان سردرگمی زیادی در خصوص تغییرات بسیار شبیه به هم در خصوص نیوبیوم و تانتالیوم وجود داشت که تا سال 1846 که "Heinrich Rose" و "Charles Margnac" این عنصر را مجددا کشف کردند، حل نشده باقی ماند. در سال 1864 ، شخصی به نام "Christian Blomstrand" اولین کسی بود که فلز آن را آماده ساخت. وی این عمل را با کم کردن کلرید نوبیوم با حرارت دادن آن در هوای هیدروژنی انجام داد.

کلومبیوم نامی بود که Harchet به این عنصر داده بود، اما انجمن International Union of Pure and Applied Chemistry بطور رسمی نام نوبیوم را در سالا 1950 بعد از حدودا صد سال مباحثه برای این عنصر برگزید. بسیاری از انجمنهای شیمی و سازمانهای دولتی نام رسمی انجمن IUPAC را برای این عنصر بکار بردند، در حالی که بسیاری از فلز شناسان و بیشتر تولیدکنندگان اقتصادی امریکایی هنوز این فلز را با نام اصلی Columbium می‌نامند.

پیدایش
نوبیوم هرگز به‌صورت یک عنصر آزاد وجود ندارد و معمولا در Niobite که نیوبیوم معمولا با تانتالیوم همراه است یافت می‌شود. مقدار قابل توجهی از نیوبیوم با کربنیت‌ها همراه است و به‌عنوان عضو اصلی Pyrochloreها وجود داد. برزیل و کانادا بزرگترین تولید کنندگان نیوبیوم هستند و ذخایر دیگر این عنصر در نیجریه جمهوری دمکراتیک کنگو و روسیه می‌باشد.

خصوصیات قابل توجه
نوبیوم یک فلز خاکستری و هادی جریان الکتریسیته است که هنگامی که برای مدت زمانی در دمای اطاق در معرض هوا قرار بگیرد، به رنگ آبی کمرنگ در می‌آید. خصوصیات شیمیایی نوبیوم کم و بیش همانند خصوصیات شیمیایی تانتالیوم می‌باشد که در جدول تناوبی در زیر نوبیوم قرار دارد.

حتی در دمای معمولی نیز نوبیوم باید در یک فضای محافظت شده قرار گیرد. این فلز در هوا در 200 درجه سانتی‌گراد اکسید شده و حالتهای اکسیداسیون آن عبارتند از +2،+3و +5 .

کاربردها
یکی از مواد مورد استفاده نوبیوم ، در فلزات ضد زنگ بوده و به‌عنوان آلیاژ فلزات غیر آهنی بکار می‌رود. این آلیاژها بسیار قوی بوده ، معمولا برای ساخت خطوط لوله به کار می‌روند.
این فلز مقطع عرضی کمی در برابر نوترونهای گرمایی داشته ، بنابریان در صنایع هسته‌ای کاربرد دارد.
این فلز همچنین برای جوشکاری طاقها و میله‌های ضد زنگ نیز کاربرد دارد.
بدلیل رنگ آبی آن به‌عنوان آلیاژ در صنعت طلا و جواهر کاربرد دارد.
مقدار قابل توجهی از این فلز به‌صورت خالص در نیکل و کبالت و آهن برای ساخت آلیاژهای سنگین که در در اجزای موتورهای جت ، موشکها و دیگر تجهیزاتی که مقاومت بالا در مقابل گرما باید داشته باشند، بکار می‌رود. مثلاً سیستمهای پیشرفته ساختار فضایی نظیر آنچه که در برنامه نجومی Gemini بکار می‌رود، از این فلز استفاده می‌کنند.
همچنین نوبیوم به عنوان یک جایگزین برای باطری‌ها و خازن‌ها بکار می‌رود.
نوبیوم در دماهای پایین و برودتی به‌عنوان یک ابر رسانا عمل می‌کند. در فشار جو بالاترین دمای بحرانی را در عناصر ابر هادی دارد. همچنین یکی از سه عنصر ابر هادی از نوع دوم می‌باشد. ( دو عنصر دیگر عبارتند از وانادیوم و تکنتیوم ) این بدان معناست که این عنصر در زمانی که در معرض مغناطیس قوی قرار بگیرد، همچنان ابرهادی باقی می‌ماند. آلیاژهای Niobium-tin و Niobium-titanium برای کابلهای مغناطیسی ابرهادی که حالت مغناطیسی بالایی را تولید می‌کنند، کاربرد دارند.
ایزوتوپها
نوبیوم طبیعین تنها یک ایزوتوپ ترکیبی پایدار دارد (Nb-93) . پایدارترین ایزوتوپ رادیو اکتیوی آن Nb-92 می‌باشد که عمر تجزیه آن 34.7 میلیون سال است. Nb -94 نیم عمر 20300سال و Nb -91 نیمه عمر 680 سال. همچنین یک ایزوتوپ حالت متا در 0.031 ولت الکترون وجود دارد که عمر تجزیه آن 16.3 سال می‌باشد. 23 ایزوتوپ رادیو اکتیوی دیگر نیز شناسایی شده‌اند که عمر تجزیه پذیری اکثر آنها کمتر از 2 ساعت می‌باشد.

حالت تجزیه اولیه قبل از ایزوتوپ پایدار Nb-93 تسخیر الکترونی است و حالت اولیه بعد از حذف بتا با حذف نیوترون در حالت اولیه از دو حالت زوال و تجزیه Nb-104 و 109 و 110 اتفاق می‌افتد.

هشدارها
نوبیوم شامل ترکیباتی است که اکثر مردم با آنها تماسی ندارند، ولی آنها بسیار سمی بوده و باید با احتیاط از آنها استفاده شود. غبار فلز نوبیوم برای پوست و چشم خطرناک بوده و قابل اشتعال است. نوبیوم هیچ نقش بیولوژیکی ندارد.

[shirin71]

تانتالم

تانتالم ( سابقا" تانتالیم نامیده می‌شد ) عنصر شیمیایی است که با نشان Ta و عدد اتمی 73 در جدول تناوبی وجود دارد. تانتالم که فلز انتقالی براق ، سخت ، کمیاب و به رنگ آبی خاکستری است، به‌شدت در برابر فرسایش بوسیله اسید مقاوم بوده ، در کانی تانتالیت وجود دارد. تانتالم چون با مایعات بدن واکنش نمی‌کند، در وسایل جراحی و پیوندها بکار می‌رود.

تاریخچــــــــــه
تانتالم ( واژه یونانی Tantalos، ویژگی اسطوره‌شناسی ) در سال 1802 توسط "Anders Ekeberg" در سوئد کشف شد و در سال 1820، بوسیله "Jons Berzelius" جداسازی شد. بسیاری از شیمیدانان معاصر تا سال 1844 تصور می‌کردند نیوبیم و تانتالم عناصری مشابه هستند تا اینکه پس از سال 1866 محققان اثبات کردند اسیدهای نیوبیم و تانتالم ترکیباتی متفاوت می‌باشند.

محققان در ابتدا فقط توانستند نوع ناخالص این فلز را جدا کنند و اولین شکل نسبتا" خالص و انعطاف پذیر این فلز در سال 1903 بوسیله "Werner von Bolton" تولید شد. قبل از تنگستن از سیمهای باریک تانتالم در لامپ استفاده می‌شد.

نام این عنصر از نام تانتالوس ، پدر نایوبی در اسطوره شناسی یونانی گرفته شده که پس از مرگ مجازات شد بصورتیکه با میوه هایی رسیده بالای سرخود محکوم به ایستادن تا زانو در آب بود و هر دو حالت برای همیشه او را به هوس می‌انداخت؛ اگر برای نوشیدن آب خم شود، سطح آب پایین می‌رود و اگر برای چیدن میوه اقدام کند شاخه‌ها از دسترس او دور می‌شوند. این حالت مشابه خصوصیت عمومی واکنش‌ناپذیری تانتالم به حساب می‌آید. این عنصردر کنار معرفها قرار می‌گیرد، ولی تحت تاثیر آنها واقع نمی‌شود.

پیدایـــــــــــش
تانتالم ، اصولا" در کانی تانتالیت و اوکسنیت و سایر کانی‌ها ( سامارسکیت و فرگوسونیت ) یافت می‌شود. کانی‌های تانتالم در استرالیا ، برزیل ، کانادا ، جمهوری دموکراتیک کنگو ، موزامبیک ، نیجریه ، پرتقال و تایلند استخراج می‌شوند. تانتالیت اکثرا" به همراه کلمبیت در سنگ معدنی به نام کلتان وجود دارد که درباره منابع آنها سوالاتی مطرح شده است.

مراحل پیچیده ای برای جداسازی تانتالم از نیوبیم بکار گرفته می‌شود. برای تولید تجاری این عنصر باید از یکی از روشهای متفاوت این کار استفاده نمود، مثلا" الکترولیز فلوروتنتالات پتاسیم مذاب ، کاهش فلوروتنتالات پتاسیم با سدیم یا بوسیله واکنش کاربید تانتالم با اکسید تانتالم. تانتالم همچنین یک محصول جانبی از استخراج قلع می‌باشد.

خصوصیات قابل توجه
تانتالم خاکستری رنگ ، سنگین ، انعطاف پذیر ، بسیار سخت ، به‌آسانی قابل تهیه ، به‌شدت در برابر اسیدها مقاوم و از هدایت الکتریکی و حرارتی خوبی برخوردار می‌باشد. در واقع این فلز در دماهای زیر 150 درجه سانتیگراد ، کاملا" از حملات شیمیایی مصون است و فقط توسط اسید هیدروفلوئوریک ، محلولهای اسیدی حاوی یون فلورید و تری‌اکسید سولفور آزاد مورد حمله قرار می‌گیرد. تنها نقطه ذوب تنگستن و رنیم از این عنصر بیشتر است ( نقطه ذوب k 3290 و نقطه جوش k 5731).

کاربردهــــــا
کاربرد اصلی تانتالم ، بصورت پودر فلزی در تولید قطعات الکترونیکی ، عمدتا" خازنهای تانتالم می‌باشد. موارد استفاده از خازنهای تانتالم ، بیشتر در تلفن‌های سیار ، پیجرها ، رایانه‌ها و الکترونیک موتوری است. از تانتالم همچنین جهت تولید آلیاژهای مختلفی که دارای نقاط ذوب بالا ، مقاومت و انعطاف پذیری هستند، استفاده می‌شود.

تانتالم با عناصر دیگر آلیاژهایی می‌سازد که در تولید ابزارهای کاربید برای وسایل فلزکاری و در تولید ابر آلیاژها برای قطعات موتورهای جت ، ابزار فرآیندهای شیمیایی ، رآکتورهای هسته‌ای و قطعات موشک بکار می‌روند. این فلز ، انعطاف‌پذیر بوده و می‌توان آنرا به شکل سیمهای ظریفی تبدیل نمود که بعنوان یک افروزه جهت تبخیر فلزاتی همچون آلومینیوم بکار می‌روند.

چون در برابر واکنش مایعات بدن مصون است و تحریک کننده نیز نمی‌باشد، در ساخت وسایل جراحی کاربرد وسیعی دارد. قرار است از اکسید تانتالم برای ساخت شیشه‌هایی با ضریب شکست بالا جهت لنز دوربین استفاده شود. علاوه بر اینها از این فلز در تولید قسمتهای کوره خلأ استفاده می‌گردد.

ترکیبات
دانشمندان آزمایشگاه ملی Los Alamos ماده های مرکب گرافیت ، کاربید و تانتالم ساخته‌اند که یکی از سخت‌ترین مواد ساخته شده محسوب می‌شود.

ایزوتوپهــــــا
تانتالم بطور طبیعی دارای دو ایزوتوپ می‌باشد، Ta-181 که ایزوتوپی پایدار است وTa-180 که ایزوتوپ رادیواکتیو است که خیلی سریع به یک ایزومر هسته‌ای با نیم عمر بیش از 15 10 سال تبدیل می‌شود.

هشدارهـــــــا
ترکیبات دارای تانتالم به‌ندرت مشکل ساز بوده و این فلز عموما" در آزمایشگاه دردسرساز نمی‌باشد. اما باید آنرا شدیدا" سمی به حساب آورد. شواهدی مبنی بر تومور زایی ترکیبات تانتالم وجود دارد و گرده فلز آن ، خطر انفجار و احتراق در پی دارد.

[shirin71]

دوبینیوم

دوبنیوم ، عنصر شیمیایی است که با نشان Db و عدد اتمی 105 در جدول تناوبی وجود دارد. دوبنیوم یک عنصر مصنوعی و شدیدا" رادیواکتیو است که پایدارترین ایزوتوپ آن ، نیمه عمری کمتر از 40 ثانیه دارد. بنابراین ، این عنصر کاربردی نداشته ، خصوصیات کمی از آن شناخته شده است.

تاریخچـــــــــه
ظاهرا" دوبینیوم را برای اولین بار ( برگرفته از نام دوبنا در روسیه ) ، "Albert Ghiorso" دراوایل سال 1970 در دوبنا واقع در روسیه تولید نمود. بعدها در همان سال محققان دانشگاه کالیفرنیا ، برکلی ، موفق به شناسایی قطعی عنصر 105 شدند. این عنصر بوسیله بمباران کالیفرنیم-249 با اشعه هسته‌های اتم نیتروژن MeV-84 در شتاب دهنده ذرات اتمی تولید شد. اتمهای عنصر 105 بطور قطعی در 5 مارس 1970 کشف شدند، اما شواهدی مبنی بر تولید این عنصر ، یکسال قبل از آن تاریخ و با همان روش در برکلی وجود دارد.

بعدها دانشمندان برکلی روشهای پیچیده تری را به منظور تایید یافته‌های شوروی بکار بردند که هیچکدام موفق نبود. آنها به احترام "Otto Hahn" دانشمند فقید آلمانی (1968-1879 ) نام hahnium ( نشان Ha) را برای این عنصر جدید پیشنهاد کردند. به همین علت است که بیشتر دانشمندان آمریکایی و اروپای غربی از این نام استفاده می‌کنند.

بعد از اعتراض محققان روسی ، درباره نام‌گذاری این عنصر اختلاف در گرفت. لذا اتحادیه بین‌المللی شیمی محض و کاربردی (IUPAC) نام Unnilpentium (نشان Unp) را و بطور موقت برای این عنصر اتخاذ کرد. با این همه در سال 1997 آنها اختلافات را حل کرده و نام کنونی دوبنیم (Db) را که برگرفته از نام شهری است که موسسه تحقیقات مشترک اتمی روسیه در آن واقع شده است، برای این عنصر انتخاب کردند.
نام, علامت اختصاری, شماره Dubnium, Db, 105
گروه شیمیایی فلز انتقالی
گروه, تناوب, بلوک 5, 7 , d
رنگ ناشناخته; احتمالاْسفید نقره ای
یا خاکستری,

وزن اتمی [262] amu
ساختار الکترونی احتمالا Rn]5f14 6d3 7s2]
-e بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2
حالت ماده احتمالا یک جامد

[shirin71]

بوهریوم

بوهریوم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Bh و عدد اتمی 107 قرار دارد. بوهریوم عنصری مصنوعی است که پایدارترین ایزوتوپ) آن Bh-262 دارای ((نیمه عمر 102ms می‌باشد.

تاریخچه
این عنصر در سال 1976 بوسیله یک گروه روسی به رهبری "Y. Oganessian" در موسسه مشترک تحقیقات اتمی دوبنا تولید گردید. این شخص ایزوتوپ Bh-261 را با نیمه عمر ms1-2 بدست آورد ( اطلاعات بعدی نیمه عمر ms10 را ارائه می‌کند. ) این گروه با بمباران بیسموت 204 بوسیله هسته‌های سنگین کروم 54 موفق به انجام آن شدند.

در سال 1981 یک گروه آلمانی به رهبری "P. Armbruster" و "G. Mnzenberg" در Gesellschaft fr Schwerionenforschung ( موسسه تحقیقاتی روی یونهای سنگین) در Darmstadt ضمن تایید نتایج کسب شده بوسیله گروه روسی و تولید بوهریوم ، اینبار موفق به تولید بوهریوم بادوام تر Bh-262 شدند. آلمانیها به احترام "نیلز بوهر" فیزیکدان دانمارکی به نام nielsbohrioum را برای این عنصر پیشنهاد دادند. روسها هم این نام را برای عنصر 105 ( dubnium )پیشنهاد دادند.

مدتها بحث و جدل نامگذاری عناصر از 101 تا 109 وجود داشت، بنابراین IUPAC نام موقتunnilseptium را با نشان Uns برای این عنصر انتخاب کرد. کمیته ای از IUPAC در سال 1994 پیشنهاد نمود تا عنصر 107 بوهریوم نامیده شود. درحالیکه این نام با نام سایر عناصر و اشخاص مورد احترام مطابقت داشت ( تنها نام خانوادگی گرفته شده بود) ، افراد بسیاری به علت احتمال اشتباه آن با بورون با این نام مخالفت کردند، اما به رغم آن در سال 1997 نام بوهریوم برای عنصر 107 بصورت بین‌المللی رسمیت یافت.

[shirin71]

کروم

کروم یکی از عناصر جدول تناوبی است که دارای نشان Cr و عدد اتمی 24 می باشد.
خصوصیات قابل توجه
کروم فلزی سخت ، براق وبه رنگ خاکستری فلزی است که به شدت جلا می گیرد، به سختی قابل جوش خوردن است ودر برابر زنگ زدگی و سیاه شدن مقاوم می باشد.
معمولی ترین حالتهای اکسیداسیون کروم 2+ ،3+ و 6+ است که 3+ پایدارترین آنها وحالتهای 4+ و 5+ نسبتا" کمیاب می باشند. ترکیبات کروم در حالت اکسیداسیون 6، اکسیدکننده هایی قوی هستند.


کاربردها

موارد استفاده کروم:

در متارلوژی برای مقاوم کردن در مقابل پوسیدگی و در براقی نهائی:
بعنوان یک جزء در آلیاژها ،مثلا"در فولاد ضدزنگ،
در آب کاری با کروم ،
در آلومینیوم آنادایز ،
بعنوان یک کاتالیزور.
از کرومیت برای ساخت قالبهای پخت آجر استفاده می شود.
نمکهای کروم باعث سبز شدن رنگ شیشه می شود.
کروماتها واکسیدها در رنگ مو و رنگهای معمولی بکارمی روند.
دی کرومات پتاسیم یک معرف؟ شیمیایی است که درتمیز کردن ظروف شیشه ای آزمایشگاهی و بعنوان یک عامل تیترات مورد استفاده قرار می گیرد.این عنصر همچنین بصورت دندانه( مثلا ،عامل ثابت نگه دارنده ) در رنگرزی بکار می رود.
دی اکسید کروم(CrO2) در تولید نوارهای مغناطیسی مصرف می شود این نوارها نسبت به نوارهای اکسید آهن دارای مقاومت در برابر میدانهای مغناطیسی بیشتری ،بوده لذا موجب کارآئی بهتر می شوند.

تاریخچــــــــه
Johann Gottlob Lehmann در سال در سال 1761 در کوههای اورال ماده معدنی نارنجی-قرمز رنگی پیدا کرد که نام آنرا سرب قرمز سیبریایی نهاد.گرچه او به اشتباه آنرا ترکیب سرب با آهن و سلنیم انگاشت ، آن ماده معدنی در حقیقت کرومات سرب بود( PbCrO4)
Peter Simon Pallas در سال این1770 ماده معدنی سربی قرمز رنگ(سرب قرمز سیبریایی) را در همان مکانی که Lehmann قبلا" دیده بود مشاهده کرد که خصوصیات مفید زیادی داشت از جمله این خصوصیات کاربرد آن بعنوان رنگدانه در تولید رنگ بود که استفاده از این ویژگی به سرعت توسعه یافت.رنگ زرد درخشانی که از کروکوئیت ساخته شد به یک رنگ بسیار رایج تبدیل گشت.
سال 1797 Nicolas-Louis Vauquelin نمونه هایی از سنگ معدن کروکوئیت را پیدا کرد.او با مخلوط کردن کروکوئیت و اسید هیدرو کلریک موفق به تهیه اکسید کروم( CrO3) گشت.سال 1798 Vauquelin متوجه شد که با حرارت دادن این اکسید در کوره های ذغالی می توان کروم فلزی بدست آورد.او موفق به شناسایی مقدار کمی کروم در سنگهای قیمتی از جمله یاقوت و زمرد شد.
در طول دهه اول قرن نوزدهم از کروم بیشتر بعنوان سازه ای در رنگها استفاده می شد اما امروزه عمده کاربرد آن (85%) در آلیاژهای فلزی است و مابقی موارد استفاده آن در صنایع شیمیایی ، موادنسوز و صنایع پایه می باشد.


نقش بیولوژیکی

کروم سه ظرفیتی فلزی است که مقدار کم آن بسیار ضروری است و برای سوخت و ساز کامل قند در بدن انسان مورد نیاز است. کمبودهای کروم می تواند بر توانایی انسولین در ثابت نگه داشتن میزان قند خون تاثیر بگذارد. برخلاف سایر فلزاتی که مقدار کم آنها ضروری است برای کروم عملکرد بیولوژیکی درمتالوپروتئین دیده نشده است. بنابراین پروسه عملی کروم مورد نیاز در رژیم غذایی تشریح نشده .


پیدایـــــــــــش

کروم به شکل سنگ معدن کرومیت ( H2CrO4 ) استخراج می شود.این عنصررابصورت تجاری با حرارت دادن این سنگ معدن در حضور آلومینیوم یا سلیکون تهیه می کنند.تقریبا" نیمی از سنگ معدن کرومیت جهان در آفریقای جنوبی تولید می شود.البته قزاقستان ، هند و ترکیه نیز از تولید کنندگان عمده آن هستند.مقدار کرومیت اسخراج نشده بسیار زیاد است اما از نظر جغرافیایی در قزاقستان و آفریقای جنوبی متمرکز هستند.درسال 2000تقریبا" 15 میلیون تن سنگ معدن کرومیت قابل فروش تولید شد و تقریبا" به 4 میلیون تن آهن- کروم به ارزش تقریبی 5/2 میلیارد دلار آمریکا تبدیل شد.
اگرچه وجود کروم خالص بسیار نادر است ، مقادیری کروم خالص کشف شده است. معدن Udachnaya در روسیه نمونه هایی از کروم خالص تولید می کند. این معدن یک استوانه کیمبرلیت غنی از الماس است ،وهم کروم عنصری وهم الماس تولید می کند.


ترکیبات

دی کرومات پتاسیم عامل اکسید کننده بسیار قوی است و این ترکیب برای تمیز کردن ظروف آزمایشگاهی ، ارجح تر از سایر ترکیبات آلی است.اکسید کرومیک همان اکسید کروم سبز است (Cr2O3)که در نقاشی لعابی و رنگ کردن شیشه مورد استفاده قرار می گیرد.زردینه کروم رنگدانه زرد درخشانی است ( PbCrO4) که مورد استفاده نقاشان قرار می گیرد.
اسید کرومیک دارای ساختار فرضی H2CrO4 است. نه اسید کرومیک و نه اسید دی کرومیک در طبیعت یافت نمی شوند اما آنیونهای آنها در ترکُبات متنوعی یافت می شود.تری اکسید کروم CrO3 ،-اسید بدون آب اسید کرومیک - بصورت تجاری ،بعنوان اسید کرومیک بفروش می رسد.


ایزوتوپها

کروم بطور طبیعی متشکل از 3 ایزوتوپ پایدار Cr-53 ,Cr-54 ,Cr-52 است که فراوان ترین آنها Cr-52 ( با فراوانی طبیعی 789/83%) می باشد.19 رادیو ایزوتوپ که پایدار ترین آنها Cr-50 با نیمه عمر( بیش از) 1.8E17سال وCr-51 با نیمه عمر7025/27 روزمی باشد Tبرای این عنصر شناخته شده است. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو آن از نیمه عمری کمتراز 24 ساعت برخوردارند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از 1 دقیقه است.این عنصر همچنین دارای 2 حالت برانگیخته می باشد.
کروم 53 محصول فروپاشی پرتوزاد Mn-53 است.محتویات ایزوتوپی کروم معمولا" با محتویات ایزوتوپی منگنز ترکیب می شود و در زمین شناسی ایزوتوپی کاربرد دارد.نسبتهای ایزوتوپ Mn-Cr شواهدی را که از Al-26 وPd-107 درباره تاریخ ابتدایی بدست آمده تقویت می کند. اختلاف در نسبتهای Cr-53/Cr-52 و Mn-Cr در چندین شهاب سنگ بیانگر یک نسبت Mn-53/Mn-55 است که نشان می دهد رده بندی ایزوتوپ Mn-Cr باید از فروپاشی ثابت Mn-53 در پیکره سیاره های مجزاناشی شده باشد. بنابراین Cr-53 دلایلی بیشتر را درباره فرآیندهای نوکلئوسنتزی بلافاصله قبل ازیکپارچگی منظومه شمسی در اختیار می گذارد.

ایزوتوپهای کروم از نظر وزن اتمی ، در بازه 43amu ( کروم 43) تا 67amu( کروم 67) قرار دارند. حالت فروپاشی اتمی بلافاصله قبل از فراوان ترین ایزوتوپ پایدار( کروم 52) ، جذب الکترون است و حات بلافاصله بعد از آن بتا می باشد.


هشدارها

فلز کروم و ترکیبات کروم (III) معمولا" برای سلامتی خطرناک نیستند اما ترکیبات کروم VI در صورت بلع سمی هستند. مقدارتقریبا" نصف قاشق چای خوری ترکیبات کروم سمی )VI( کشنده بوده و سرطانزا بودن مقادیر غیر کشنده کروم VI به اثبات رسیده است. بیشتر ترکیبات کروم VI برای چشم ، پوست و بافتهای مخطی مضر می باشد. تماس دائمی با این ترکیبات می تواند موجب آسیبهای دائمی چشم گردد مگر مواردی که درمان کامل صورت پذیرد.


در سال 1958 سازمان بهداشت جهانی حداکثر میزان مصرف مجاز کروم VI از جنبه سلامتی را 05/0 میلی گرم درهر لیتر آب آشامیدنی پیشنهاد کرد. این پیشنهاد بارها بررسی شد و در این فاصله مقدار اعلام شده تغییر نکرد.

[shirin71]

مولیبدنم

خصوصیات قابل توجه
مولیبدنم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Mo و عدد اتمی 42 قرار دارد. مولیبدنم ، یک فلز واسطه می‌باشد. خالص این عنصر ، سیمگون و بسیار سخت است و یکی از بالاترین نقطه ذوب‌ها را در بین تمامی عناصر خالص دارا می‌باشد. مقادیر بسیار کم مولیبدنم برای استحکام بخشیدن به فولاد موثر است. این عنصر در تغذیه گیاهان ، مهم بوده ، درآنزیمهای خاصی مانند اکسیداز زانتین یافت می‌شود.

تاریخچـــــــــه
مولیبدنم ( از واژه یونانی ، molybdos به معنی "سرب مانند" ) بصورت آزاد در طبیعت وجود ندارد و تا اواخر قرن 18 ، ترکیبات آنرا با ترکیبات عناصر دیگر مانند کربن و سرب اشتباه می‌گرفتند. "Carl Wilhelm Scheele" در سال 1778 اثبات کرد که مولیبدنم با گرافیت و سرب ارتباطی ندارد و توانست اکسید این فلز را از مولیبدنیت جدا کند. در سال 1782، "Hjelm" موفق شد تا با روش کاهش این اکسید از کربن ، عصاره ناخالصی از مولیبدنم را جداسازی کند.

تا اواخر قرن 19 ، مولیبدنم کاربرد بسیار کمی داشت و در آزمایشگاه باقی ماند. بعد از این تاریخ ، شرکت فرانسوی Schneider and Co ، این فلز را بعنوان یک عامل آلیاژ ساز در پوشش زرهی مورد آزمایش قرار داد و به ویژگیهای مفید آن پی برد.

پیدایــــــــــش
اگرچه مولیبدنم در کانی‌هایی مانند وولفنیت (MoO4Pb) یا پاولیت (MoO4Ca) وجود دارد، منبع تجاری اصلی این فلز مولیبدنیت (MoS) می‌باشد. مولیبدنم را مستقیما" استخراج می‌کنند و بعنوان محصول جانبی استخراج مس نیز بازیافت می‌گردد. مقدار مولیبدنم در سنگهای معدن ، بین 0,01% تا تقریبا" 0,5% است. نزدیک به نیمی از مولیبدنم جهان در ایالات متحده استخراج شده و شرکت Phelps Dodge عرضه کننده اصلی آن است.

کاربردهـــــــــا
بیش از دو سوم کل مولیبدنم ، در آلیاژها بکار می‌رود. استفاده از مولیبدنم در جنگ جهانی اول افزایش یافت. در این دوران ، نیاز به تنگستن موجب گرانی این عنصر شده و فولاد محکم هم گران و کمیاب شده بود. آن زمان از مولیبدنم در آلیاژهای با دوام و فولادهای مقاوم در حرارتهای بالا استفاده می‌شد. آلیاژهای خاص ، حاوی مولیبدنم مثلHastelloys ، بطور چشمگیری در برابر حرارت و فرسایش ، مقاوم هستند.

از این عنصر در قسمتهای مختلف هواپیما و موشک و افروزه‌های لامپ استفاده می‌شود. در صنعت بنزین بعنوان کاتالیزور کاربرد دارد، بخصوص در کاتالیزورهای جداکننده گوگردهای آلی از محصولات بنزین. Mo-99 در صنعت ایزوتوپ اتمی بکار می‌رود. طیف رنگدانه‌های نارنجی مولیبدنم بین قرمز – زرد تا نارنجی- قرمز درخشانی قرار دارد که در پلاستیک ،جوهر ، رنگ و ترکیبات لاستیکی بکار می‌روند. دی‌سولفید مولیبدنم ، ماده لیز کننده بسیار خوبی مخصوصا" در دماهای زیاد به‌حساب می‌آید.

علاوه بر اینها مولیبدنم در بعضی وسایل الکترونیکی مثل پوشش فلزات رسانا در غشای نازک ترانزیستورها مورد استفاده قرار می‌گیرد.( TFTs)

نقش بیولوژیکی
گیاهان به مقادیر کم ، مولیبدنم نیاز داشته ، کمبود این عنصر باعث ضعف خاک می‌گردد. گیاهان و جانوران ، عموما" دارای مولیبدنم در مقادیر بسیار کم در هر میلیون هستند. مولیبدنم در گیاهان در مسیر تثبیت نیتروژن و کاهش نیترات و در حیوانات در مسیر کاهش پورین و ایجاد اسید اوریک فعالیت دارد. در بعضی حیوانات ، افزودن مقدار کمی مولیبدنم خوراکی موجب افزایش رشد می‌شود.

ایزوتوپهـــــــا
مولیبدنم دارای شش ایزوتوپ پایدار و تقریبا" 24 ایزوتوپ رادیو اکتیو است که اکثرآنها نیمه عمرهای دقیقه‌ای دارند. Mo-99 در ژنراتورهای جذبی که برای صنعت ایزوتوپ اتمی ، Tc-99 تولید می‌کنند، بکار می‌رود. بازار محصولات Mo-99 در حدود 100 میلیون دلار آمریکا در سال برآورد می‌شود.

هشدارهــــــــا
گرده‌های مولیبدنم و ترکیبات آن از جمله تری‌اکسید مولیبدنم و مولیبدیتهای محلول در آب ، درصورت استنشاق یا بلع ، احتمالا" مسمومیت‌زایی کمی دارند. بررسیهای آزمایشگاهی نشان داده است که مولیبدنم در مقایسه با بسیاری از فلزات سنگین مسمومیت‌زایی نسبتا" ضعیفی دارد. چون برای مسمومیت شدید مقدار بسیار زیادی از این عنصر لازم است، احتمال مسمومیت انسانها بعید است.

در فعالیتهای استخراج و تصفیه این عنصر و نیز صنایع شیمیایی ، امکان مسمومیت با مولیبدنم وجود دارد، ولی تا امروز هیچ موردی مبنی بر آسیب در اثر تماس با این عنصر گزارش نشده است. اگرچه ممکن است ترکیبات مولیبدنم محلول در آب تاحدی سمی باشند، ترکیبات نامحلول آن از قبیل دی‌سولفید مولیبدنم غیر سمی به‌حساب می‌آیند. با اینهمه ، زنجیره حوادث زیست محیطی می‌تواند منجر به پیامدهای جدی سلامتی مربوط به مولیبدنم شود.

سال 1996 در سوئد ازدیاد باران اسیدی در نزدیکی Uppsala موجب کاهش غذای طبیعی گوزنها در مناطق روستایی اطراف این ناحیه شد. در نتیجه گوزنها وارد مزارع جوئی شدند که کشاورزان برای جبران تاثیرات باران اسیدی خاک آنها را با آهک پوشانده بودند. آهک باعث تغییر در سطح کادمیم و سایر فلزات کم و ضروری موجود در خاک شده ، در نتیجه موجب جذب مقادیر زیاد مولیبدنم توسط دانه‌های جو می‌شود. خوردن این نوع جو توسط صدها گوزن ، در نسبت مولیبدنم به مس موجود در کبد آنها اختلال ایجاد کرد که پیامد آن لاغری ، تغییر رنگ مو ، زخم معده ، اسهال ، نابینایی ،پوکی استخوان و سرانجام ضایعات قلبی بود.

قانون OSHA ، حداکثر مواجهه با این فلز را برای روزی 8 ساعت و هفته ای 40 ساعت ،15 میلی گرم در هر متر مکعب تعیین نموده است. NIOSH حد تماس با مولیبدنم را 5000 میلی گرم در هر متر مکعب پیشنهاد کرده است.

[shirin71]

تنگستن

تنگستن ( نام سابق آن wolfram ) ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان W و عدد اتمی 74 می‌باشد. تنگستن که عنصری است بسیار سخت و سنگین ، جزو فلزات انتقالی و به رنگ خاکستری مایل به آبی تا سفید در سنگهای معدنی بسیاری از جمله ولف رامیت و شیلیت یافت شده و از نظر خصوصیات فیزیکی نیرومند خود قابل توجه است. از نوع خالص آن بیشتر در مصارف الکتریکی استفاده می‌شود، اما ترکیبات و آلیاژهای فراوان آن کاربردهای بسیار زیادی دارد؛ ( بارزترین آنها افروزه های لامپ و آلیاژهای دیرگداز عصر فضا است).

تاریخچـــــه
فرضیه وجود تنگستن ( واژه سوئدی tung sten به معنی سنگ سنگین ) برای اولین بار در سال 1779 توسط "Peter Woulfe" مطرح شد. او ولف رامیت را مورد بررسی قرار داد ( که بعدها نام آن از نام Woulfe گرفته شد ) و نتیجه گرفت که آن باید حاوی ماده جدیدی باشد. سال1781 "Carl Wilhelm Scheele" اثبات نمود که می‌توان از تنگستنیت یک اسید جدید را تولید کرد. Scheele و Berman پیشنهاد کردند که احتمال تهیه یک فلز جدید بوسیله کاهش اسید تنگستنی وجـــــــود دارد.

"Fausto Elhuyar" برادرش وجود اسیدی را در ولف رانیت کشف کردند که مشابه اسید تنگستنی بود. بعدها در همان سال این دو برادر از طریق کاهش این اسید با ذغال چوب موفق به جداسازی تنگستن شدند. آنها با کشف این عنصر مورد قدردانی قرار گرفتند.

پیدایــــــش
تنگستن در سنگ معدن ولف رامیت ( تنگستن آهن – منگنز FeWO4/MnWO4 ) شیلیت (کلسیم تنگستن CaWO4) فربریت و huebnerite یافت می‌شود. ذخایر مهم این مواد در بولیوی ، کالیفرنیا ، چین ، کلرادو ، پرتقال ، روسیه و کره جنوبی واقع است ( تقریبا" 75% تنگستن مورد نیاز جهان را چین تولید می‌کند ). این فلز با روش کاهش اکسید تنگستن بوسیله هیدروژن یا کربن بصورت تجاری تولید می‌شود.

خصوصیات قابل توجه
تنگستن خالص به رنگ خاکستری مایل به آبی تا فلز سخت سفید رنگ است. اگر خلوص آن زیاد باشد، می‌توان آنرا با اره آهن برید ( اگر ناخالص باشد، شکننده و کار با آن دشوار است ). در غیر این صورت باید با آختن ، ورزیدن یا روزن رانی با آن کار کرد. این فلز در دمای بالای 1650 درجه سانتی‌گراد بالاترین نقطه ذوب ( 3422 درجه سانتی‌گراد ) پایین‌ترین فشار بخار و بیشترین مقاوت کششی را در بین تمامی فلزات دارا می‌باشد. مقاومت آن در برابر فرسایش هم بسیار خوب است و فقط اسیدهای معدنی تاحدی آنرا تحت تاثیرقرار می‌دهند. فلز تنگستن اگر در معرض هوا قرار بگیرد، یک اکسید محافظی را تشکیل می‌دهد. اگر مقدار کمی از آن با فولاد آلیاز شود، استحکام آن را تا حد زیادی افزایش می‌دهد.

کاربردهـــــا
تنگستن ، فلزی است که دامنه کاربردهای آن بسیار وسیع است؛ عمده‌ترین آنها کاربید تنگستن ( W2C , WC) در کاربیدهای سیمانی شده می‌باشد. کاربیدهای سیمانی شده ( نام دیگر آنها فلزات سخت است ) مواد پوششی مقاومی هستند که مورد استفاده صنایع فلزکاری ، استخراج معدن ، نفت و ساختمانی می‌باشند. چون تنگستن را می‌توان بصورت رشته سیمهای بسیار باریک با نقطه ذوب زیاد در آورد، در افروزه‌های موجود در لامپ ، لامپ خلاء و الکترودها کاربرد زیادی دارد.

سایر کاربردها
نقطه ذوب زیاد تنگستن موجب شده در کاربردهای فضایی و مواردی مانند جوشکاری ، تفتیدن و کاربردهای الکتریکی که دما زیاد است، مورد استفاده قرار گیرد.
استحکام و خصوصیات چگالی تنگستن آنرا برای ساخت آلیاژهای فلزسنگین که در تسلیحات ، گرماگیرها (heat sinks) و مصارف چگالی زیاد از قبیل وزنه و پارسنگها مناسب کرده است.
فولاد بکار رفته در وسایل پر سرعت (Hastelloy , Stellite) اغلب با تنگستن آلیاژ شده‌اند که این نوع فولاد حاوی 18% تنگستن می‌باشند.
آلیاژهای دیرگداز که دارای این فلز هستند، در پوشش و قسمتهای تیغه توربین ، ابزار فولادی و آلیاژ پوششی مقاوم بکار می‌روند.
آلیاژها بعنوان جایگزین سرب در گلوله مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ترکیبات شیمیایی تنگستن در کاتالیزورها ، رنگدانه‌های غیرآلی و روان کننده‌های پر حرارت دی‌سولفید تنگستن که تا 500 درجه سانتی‌گراد مقاوم هستند، کاربرد دارند.
چون انبساط حرارتی این عنصر شبیه شیشه بوروسیلیکات است، از آن در ساخت glass-to-metal seals بهره می‌برند.
اکسیدهای آن درلعاب کاری سرامیک کاربرد دارد.
اسید تنگستیت منیزیم / کلسیم در لامپهای فلورسنت کاربرد زیادی دارند.
از این فلز همچنین در اهداف اشعه X ، عناصر گدازنده برای کوره های الکتریکی استفاده می‌شود.
نمکهای حاوی تنگستن در صنایع شیمیایی و دباغی بکار می‌روند.
برنزهای تنگستن ( علت نام آنها رنگ اکسید تنگستن می باشد ) به همراه ترکیبات دیگر در رنگها کاربرد دارند.
نقش بیولوژیکی
آنزیمهایی که oxidoreductases نامیده می‌شوند، تنگستن را با همان روش بکارمی‌برند که مولیبدنم در یک ترکیب تنگستن – پترین آنرا بکار می‌برد.

در 20 آگوست 2002 ، نمایندگان مراکز کنترل و جلوگیری از بیماریها وابسته به آمریکا اعلام کرد که آزمایشات ادرار روی خانواده های بیماران مبتلا به سرطان خون و خانواده‌های گروه کنترل در منطقه Fallon , Nevada ، افزایش میزان تنگستن در بدن هردو گروه را نشان داده است. در منطقه Fallon 16 مورد آخر سرطان که در بچه‌ها کشف شد، امروزه بعنوان زنجیره سرطان شناسایی شده است. "دکتر Carol H. Rubin" رئیس یکی از رشته‌های پزشکی در CDC معتقد است در حال حاضر اطلاعات موجود ، ارتباط بین تنگستن و سرطان خون را تایید نمی‌کند.




ترکیبات
رایج‌ترین حالت اکسیداسیون تنگستن 6+ است. سایر حالات اکسیداسیون این عنصر عبارتند از 5+ ، 4+ ، 3+ ، 2+. اما تنگستن کلیه حالات اکسیداسیون از 2- تا 6 را بروز می‌دهد. تنگستن معمولا" با اکسیژن ترکیب شده و اکسید تنگستن زرد رنگی را بوجود می‌آورد ( WO3 ) که جهت تشکیل یونهای تنگستن در محلولهای قلیایی آبی حل می‌شود ( 2-WO4 ).

محلولهای تنگستن دار آبی در شرایط خنثی و اسیدی ، برای تشکیل polyoxoanion مورد توجه هستند.

ایزوتوپهــــــــا
تنگستن بطور طبیعی از 5 رادیوایزوتوپ ساخته شده است که دارای چنان نیم عمرهای طولانی هستند که برای بیشتر اهداف پایدار به حساب می‌آیند. 27 رادیوایزوتوپ دیگر هم برای آن شناسایی شده است که پایدارترین آنها تنگستن 181 با نیمه عمر 2/121 روز ، تنگستن 185 با نیمه عمر 1/75 روز ، تنگستن 188 با نیمه عمر 69,4 روز و تنگستن 178 با نیمه عمر 21,6 روز می‌باشند. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو ، دارای نیمه عمرهایی کمتر از 24 ساعت هستند که اکثر آنها نیز نیمه عمری کمتر از 8 دقیقه دارند. بعلاوه این عنصر از 4 حالت متا برخوردار است.

ایزوتوپهای تنگستن از نظر وزن اتمی بین amu 157,974 (تنگستن 158) و amu 963,189 (تنگستن 190) ردیف شده‌اند. حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوانترین ایزوتوپ (تنگستن 184) جذب الکترون و حالت اولیه پس از آن فروپاشی بتا است. محصول فروپاشی اولیه قبل از تنگستن 184 ایزوتوپهای عنصر 73 ( تانتالم ) است و محصولات اولیه پس از آن ایزوتوپهای عنصر 75 ( رنیم ) می‌باشد.

[shirin71]

سیبورگیم

سیبورگیم یکی عنصرشیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Sg و عدد اتمی آن 106 میباشد. این عنصر که با نام Unnilhexium (Unh) نیز شناخته شده میباشد یک عنصر مصنوعی بوده که ایزوتوپ پایدار آن Sg266 با نیمه عمر 30 ثانیه میباشد.

تاریخچه
عنصر 106 همزمان با در دو آزمایشگاه کشف شد. در ژوئن 1974 یک گروه روسی به رهبری G.N Flrerov در موسسه تحقیقات هسته ای Dunba اعلام کردند که ایزوتوپی را تولید کرده اند که عدد جرمی آن 259 بوده و نیمه عمرش 7 میلی ثانیه میباشد. در سپتامبر 1974 یک تیم تحقیقاتی آمریکایی به سرپرستی Albert Ghiorso در آزمایشگاه Lawrence Radiation در دانشگاه Brekeley کالیفرنیا اعلام کردند که ایزوتوپی را تولید کرده اند که جرم آن 263 و نیمه عمر آن 0.9 ثانیه میباشد.

از آنجا که کارهای آنها به طور مستقل انجام و تائید شد آمریکایی ها نام سی بورگیم را به افتخار شیمیدان امریکایی Glenn T. Seaborg پیشنهاد دادند. این نام مباحثه و جدل های بسیار زیادی را بر انگیخت چراکه Seaborg هنوز زنده بود. یک کمیته بین المللی در سال 1992 به این نتیجه رسید که آزمایشگاه های Berkeley و Dubna هر دو در اعتبار و نام این کشف سهیم هستند.

سرانجام IUPAC نام Unnilhexium را به عنوان نام موقت برای این عنصر برگزید. در سال 1994 یک کمیته از IUPAC پیشنهاد داد که عنصر 106 به نام راترفوردیوم نامیده شود و قانونی اتخاذ کر د که بر طبق آن نمیتوان به هیچ عنصری نام یک انسان زنده را داد. این قانون به شدت مورد مخالفت American Chemical Society قرار گرفت. سر انجام پس از رائ زنی ها و مصالحه هایی که در نامگذاری عناصر 104 تا 108 وجود داشت نام Seaborgium برای این عنصر برگزیده شد.

[shirin71]

منگنز

منگنز ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی ، دارای نشان Mn و عدد اتمی 25 می‌باشد.

تاریخچـــــــــــه
منگنز از ماقبل تاریخ مورد استفاده بوده است. رنگهایی که از رنگدانه‌های دی‌اکسید منگنز ساخته شده‌اند، به 17000 سال پیش برمی‌گردند. مصریان و رومیان ، ازترکیبات این عنصر در شیشه‌سازی ، چه برای رنگ‌آمیزی آن و چه برای از بین بردن رنگ آن استفاده می‌کردند. منگنز که می‌توان آنرا در کانی‌های آهن یافت، توسط اسپارتها بکار می‌رفت. بعضی افراد بر این باورند که سختی استثنائی فولاد اسپارتان ، ناشی از تولید ناخواسته یک آلیاژ آهن – منگنز می‌باشد.

در قرن 17، ابتدا "Glauber" شیمیدان آلمانی ، یک معرف آزمایشگاهی سودمند به نام پرمنگنات را تولید نمود. تا اواسط قرن 18، از اکسید منگنز برای تولید کلر استفاده می‌شد. برای اولین بار" Scheele" شیمیدان سوئدی متوجه شد که منگنز یک عنصر است و همکارش "J. G. Gah" در سال 1774 با کاهش دی‌اکسید منگنز بوسیله کربن ، موفق به تهیه نوع خالص این عنصر گشت.

تقریبا" در آغاز قرن 19، دانشمندان استفاده از منگنز را در فولادسازی مورد بررسی قرار دادند که آن زمان ، حقوق انحصاری برای کاربردهای آن واگذار شد. در سال 1816 متوجه شدند، افزودن منگنز به آهن بدون تغییر درمیزان شکنندگی آن ، باعث استحکام بیشتر آهن می‌شود.

پیدایـــــــش
منابع زمینی منگنز ، بسیار زیاد اما بطور نامنظمی پراکنده شده‌اند؛ منابعی که در آریکا واقع شده‌اند، نامرغوب بوده و تهیه آن گران است. آفریقای جنوبی و اوکراین بیش از 80% منابع شناخته شده جهان را دارا هستند؛ آفریقای جنوبی بدون در نظر گرفتن چین و اوکراین بیش از 80% کل آنرا تولید می‌کند. منابع واردات آمریکا ( 2001- 1998) : سنگ معدن منگنز : گابن 70% ، آفریقای جنوبی 10% ، استرالـیا 9%، مکزیک 5% و سایر کشورها 6%. فرومنگنز : آفریقای جنوبی 47% ، فرانسه 22%، مکزیک 8%، استرالیا 8% و سایر کشورها 15%. منگنز موجود در کل واردات منگنز: آفریقای جنوبی 31% ، گابن 21%، استرالیا 13% ، مکزیک 8% و سایر کشورها 27%.

منگنز در بورکینوفاسو استخراج می‌شود. مقادیر بسیار زیادی منگنز در سختگاههای منگنز واقع در کف اقیانوسها وجود دارد. در سال 1970، تلاشهایی که برای یافتن روشهای عملی و اقتصادی بهره‌برداری از سختگاههای منگنز انجام می‌شد، متوقف گشت.

خصوصیات قابل توجه
منگنز ، مانند آهن ، فلزی خاکستری‌رنگ است. فلزی است سخت و بسیار شکننده که به‌سختی ذوب اما به‌راحتی اکسیده می‌شود. فلزمنگنز فقط پس از پردازش خاصی فرومغناطیس می‌گردد. کلی‌ترین حالتهای اکسیداسیون منگنز ، 6+ ، 4+ ، 3+ ،2+ و 7+ است، اگرچه حالتهای اکسیداسیون از 7+ تا 1+ مشاهده می‌شـود. ترکیبات منگنزی که درآنها منگنز دارای حالت اکسیداسیـــون 7+ می‌باشند، عاملهای اکسید کننده‌ای قوی هستند.

کاربردهــــــــــــا
منگنز به خاطر خصوصیات ثابت کنندگی گوگرد ، اکسیژن‌زدائی و آلیاژ سازی برای تولید آهن و فولاد ضروری است. فولادسازی ، ازجمله بخش تولید آهن آن ، بیشترین مقدار منگنز داخلی را نیاز دارد که اخیرا" بین 90% تا 85% مقدار مورد نیاز است. از بین کاربردهای مختلف دیگر آن ، منگنز بخش اصلی فرمولهای فولادضد زنگ ارزان قیمت و آلیاژهای آلومینیم پرکاربرد را تشکیل می‌دهد.

از اکسید منگنز ، در انواع پیلهای خشک جدید استفاده می‌شود. انتظار می‌رود ماهیت و سطح کلی کاربرد منگنز در آمریکا در آینده ای نزدیک تقریبا" یکسان باقی بماند. هیچ گونه فن‌آوری عملی برای جایگزینی مواد دیگر به جای منگنز یا استفاده از مقادیر داخلی و سایر ذخائر جهت خودکفایی آمریکا نسبـت به کانی منگنز سایر کشورها وجود ندارد.

نقش بیولوژیکی
منگنز ، ماده غذایی است که وجود آن به مقدار کم برای تمامی گونه‌های حیات ، ضروری می‌باشد. رده‌های آنزیمهایی که عوامل مشترک منگنز دارند، بسیار گسترده است و مثلا" شامل oxidoreductases transferases ، hydrolases ، lyases ، isomerases ، ligases ، lectins ، integrins می‌باشند. شاید آرژیناز ، دیسموتاس سوپر اکسید ، حاوی منگنز و سم دیفتری ، معروفترین پلی‌پپتیدهای منگنز باشند.

ترکیبات
پرمنگنات پتاسیم که آنرا بلورهای کاندی هم می‌نامند، به‌علت خصوصیات اکسیداسیون آن ، یک معرف آزمایشگاهی متداول است و بعنوان یک داروی محلی کاربرد دارد؛ ( مثلا" برای درمان بیماریهای ماهی ). دی‌اکسید منگنز در پیلهای خشک کاربرد داشته ، نیز می‌توان از آن برای کلر زدایی شیشه‌هایی که با مقادیر کمی آهن ، سبز رنگ شده‌اند، استفاده نمود. با ترکیبات منگنز ، می‌توان شیشه‌ها را ارغوانی کرد و عامل رنگ ارغوانی واقعی می‌باشد. علاوه بر این‌ها ، از دی‌اکسید منگنز برای تولید اکسیژن ، کلر و رنگهای سیاه جامد استفاده می‌گردد.

ایزوتوپهـــــــــا
منگنز بطور طبیعی دارای یک ایزوتوپ پایدار Mn-55 می‌باشد. 18 ایزوتوپ پرتوزاد هم برای این عنصر شناسایی شده است که پایدارترین آنها منگنز53 با نیمه عمر 7/3 میلیون سال ، منگنز-54 با نیمه عمر 312,3 روز و منگنز-52 با نیمه عمر 5,591 روز هستند. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو از نیمه عمری کمتر از 3 ساعت برخوردار بوده که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از 1 دقیقه است. همچنین این عنصر دارای 3 meta states می‌باشد.

منگنز ، جزء عناصر گروه آهنی است که تصور می‌شود در ستارگان بزرگ ، اندکی قبل از انفجار ابراختر سنتز شده‌اند. منگنز-53 به شکل Cr-53 با نیمه عمر 3,7 میلیون سال فرسایش می‌یابد. منگنز-53 به‌علت نیمه عمر نسبتا" کوتاهش یک رادیونوکلید غیر فعال است. محتویات ایزوتوپی منگنز ، معمولا" با محتویات ایزوتوپی کروم ترکیب می‌شـــــــود که در isotope geology بکار می‌رود. نسبتهای ایزوتوپی منگنز – کروم شواهدی را که از آلومینیم 26 و پالادیم 107 برای تاریخ آغازین منظومه شمسی وجود دارد، تقویت می‌کند.

ایزوتوپهای منگنز از نظر وزن اتمی بین amu 46 تا amu 65 قرار دارند. حالت فروپاشی اولیه ، قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ پایدار ( Mn-55 ) جذب الکترون و حالت اولیه پس از آن بتا می‌باشد.

هشدارهــــــــــا
مقدار بیش از حد منگنز ، سمی است و به‌علت میزان مسمومیت‌زایی این عنصر تماس با گرده ، بخار و ترکیبات منگنز حتی برای زمانهای کوتاه نباید از حداکثـــر mg/m 35 فراتر رود.
محلولهای پرمنگنات اسیدی کلیه مواد معدنی را که با آنها در تماس هستند، ازبین خواهند برد و قادر به سوزاندن آنها می‌باشند.

شناخت محیط رشد ، منگنز
منگنز به‌میزان بسیار کمی مورد نیاز گیاه است و در صورت زیاد شدن میزان آن در خاک ، بر روی گیاه اثر مسموم کننده خواهد داشت. وجود منگنز برای بسیاری از اعمال گیاهی مانند فتوسنتز ، تنفس و تهیه کلروفیل ضروریست. علایم کمبود آن در گیاهان مختلف متفاوت می‌باشد. سوختگی کنار برگها و یا لکه‌های سوختگی میانه برگها ، همچنین کاهش رشد و گل‌دهی گیاه از نشانه‌های کمبود منگنز است و چون مانند آهن ، درون گیاه غیر قابل انتقال است، ابتدا برگهای جوان علایم کمبود را نشان می‌دهند، در واکنش‌های قلیایی در خاک تثبیت شده و با پایین آوردن واکنش خاک ، بیشتر قابل استفاده می‌گردد. در خاکهای خیلی اسیدی ممکن است به‌علت افزایش بیش از حد جذب آن در گیاه مسمومیت ایجاد شود. برای رفع کمبود منگنز از سولفات منگنز استفاده می‌شود که در خاکهای ایران بازده آن بسیار ناچیز است.

[shirin71]

تکنتیوم

تکنتیوم ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که عدد اتمی آن ، 43 و نمادش Tc می‌باشد. یک فلز انتقالی خاکستری مایل به نقره‌ای رادیواکتیو و بلورین می‌باشد که در طبیعت یافت نمی‌شود. تکنتیوم یکی از محصولات ایجاد شده توسط شکاف هسته‌ای اورانیوم است و در مجسمه سازی کاربرد داشته و برای جلوگیری از خوردگی و فساد از آن استفاده می‌شود. خصوصیات شیمیایی این عنصر چیزی مابین رنیوم و منگنز می‌باشد.

تاریخچه
تکنتیوم ( که از واژه یونانی تکنتوس به معنی مصنوعی گرفته شده است ) در سال 1937 توسط "کارلو پرییر" کشف شد. محققان آن را در نمونه مولیبدن که "ارنست لارنس" برای آنها فرستاده بود، یافتند. این نمونه توسط هسته دوتریوم در دانشگاه برکلی کالیفرنیا بمباران شد که ایزوتوپ Tc-97 را در برداشت. تکنتیوم اولین عنصری بود که به‌صورت مصنوعی ساخته شد.

سالیان سال یک جای خالی در جدول تناوبی برای عنصر 43 وجود داشت. "دیمیتری مندلیف" پیش‌بینی کرد که این عنصر کشف نشده شبیه به منگنز می‌باشد و نام Ekamanganese را به آن داد. در سال 1925 به‌اشتباه گزارش داده شد که عنصر 43 کشف شده است. برای این عنصر نام masurium برگزیده شد. توسعه انرژی هسته‌ای در اواسط قرن بیستم اولین نمونه شناخته شده عنصر 43 را توسط واکنشهای هسته‌ای تولید کرد.

پیدایش
خصوصیات شیمیایی و فیزیکی این عنصر به محض اینکه در مقادیر میکروسکپی بدست آمد، بررسی شد و نتیجه‌گیری شد که این عنصر به‌صورت طبیعی در نقاط دیگر جهان نیز وجود دارد. برخی از ستاره‌های غول پیکر قرمز (از نوع S,M,N) نوعی خط انتشاری در طیف خود دارند که حاکی از وجود تکنتیوم می‌باشد. وجود این عنصر در این ستاره‌های قرمز ، فرضیه بوجود آمدن عناصر سنگین در ستارگان را بوجود آورد.

بعد از کشف این عنصر کاوشهایی در زمین برای یافتن این عنصر در منابع طبیعی صورت گرفت. در سال 1962 تکتنیوم 99 در مقادیر بسیار کم به‌عنوان محصول فوری شکاف هسته اورانیوم 238 در Pitchblende آفریقا شناسایی و تجزیه شد. این کشف توسط "B.T Kenna " و "P.K. Kuroda" صورت گرفت.

Tc-99 به‌صورت محصول جانبی از شکاف هسته‌ای اورانیوم در راکتورهای هسته‌ای تولید شده و با تجزیه شیمیایی از ضایعات راکتور بدست می‌آید.

خصوصیات قابل توجه
تکتینیوم ، یک فلز خاکستری مایل به نقره‌ای است که در هوای مرطوب به‌آرامی تیره می‌شود. در شرایط اکسیده شدن ، تکنتیوم به صورت یک یون Pertechnetate Tc-4 آزاد می‌شود. خواص شیمیایی این عنصر همانند رنیوم و منگنز میباشد. این عنصر در محلول Aqua Regia و اسید نیتریک و اسید سولفوریک غلیظ شده و حل می‌شود، ولی در اسید هیدروکلریک قابل حل شدن نیست. این عنصر به‌خوبی از خوردگی و زنگ زدن فلزات جلوگیری می‌کند و در دمای زیر 11K یک ابر رسانا می‌باشد.

از آنجا که این عنصر هیچگونه ایزوتوپ پایداری ندارد، بسیار غیر طبیعی بوده و در زمین کمیاب است. حالتهای اکسیداسیون طبیعی برای این عنصر +2 ، +4 ، +5 ، +6 و +7 می‌باشد.

کاربردها
تکتنیوم یکی از مواد قدرتمند جهت جلوگیری از زنگ زدگی است و همچنین منبع بسیار ارزشمندی از اشعه بتا می‌باشد. Ammonium Pertechnate NH4 TcO یک ماده مخصوص برای جلوگیری از خوردگی فولاد می‌باشد. پنج قسمت در هر یک میلیون قسمت KTcO4 در آب مقطر از فولاد کربنی نرم ، تا دمای ° 250 درجه محافظت می‌کند. این محافظت به‌دلیل ماهیت رادیواکتیو تکنتیوم به سیستمهای بسته محدود است.


Tcm 95 (توجه کنید که m نشان دهنده حالت متا است) با نیمه عمر 61 روز در مطالعات ردیاب رادیواکتیوی استفاده می‌شود.


Tcm-99با (نیمه عمر 6.01 ساعت) در بسیاری از آزمایشهای ایزوتوپهای پزشکی بدلیل نیمه عمر کوتاهش و انرژی گامای ساطع شده از آن استفاده می‌شود.


ترکیبات تکنتوم ارگانیک در طراحی استخوان استفاده می‌شود.


تکنتیوم یک ابر رسانای عالی در دمای 11 کلوین و کمتر می‌باشد.


تکنتیوم برای نگهدارندگان ORNL به قیمت $60 در هر گرم در دسترس است.
ایزوتوپها
تکتنیوم یکی از دو عنصری می‌باشد که هیچگونه ایزوتوپ پایدار ندارد. عنصر دیگر Promethium می‌باشد. پایدارترین ایزوتوپهای رادیواکتیو آن ، Tc-97 با نیمه عمر 2.6 میلیون سال و Tc-99 با نیمه عمر 211100 سال می‌باشند. بیست و دو ایزوتوپ رادیواکتیو دیگر با وزن اتمی) از 87.933amu تا 112.931amu وجود دارد. بیشتر این ایزوتوپها بجز Tc-93 که نیمه عمرش 2.75 ساعت و Tc-95 که نیمه عمرش 20 ساعت و Tc-96 که نیمه عمرش 4.6 روز است، بقیه نمیه عمری کمتر از یک ساعت دارند.

تعداد بیشماری حالت متا نیز برای این عنصر وجود دارد که Tcm-97 از با نمیه عمر 90.1 روز از همه آنها پایدارتر می‌باشند و بعد از آن Tcm-95 با نیمه عمر 61 روز و Tcm-99 با نیمه عمر 6.01 ساعت در مرتبه بعدی قرار می‌گیرند. حالت Decay اولیه بعد از ایزوتوپ پایدار Tc-98 ، الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن تششع بتا و نمونه ای از الکترون گیری در حالت اولیه دو decay از عنصر Tc-100 می‌باشد. محصول تجزیه اولیه قبل از Tc-98 عنصر مولیبدن و محصول بعد از آن Ruthenium می‌باشد؛ ( با این وجود ، محصول تجزیه اولیه Tc-100 عنصر Mo می‌باشد. )

هشدارها
ترکیباتی که شامل این عنصر می‌شوند، به‌ندرت مورد مواجهه قرار می‌گیرند و تنها در موارد عملی این اتفاق می‌افتند. این ترکیبات در طبیعت وجود ندارند. Tc-99 از مواد آلوده کننده می‌باشد و باید با دستکش با آن کار شود. تمامی ایزوتوپهای تکتنیوم بسیار رادیواکتیو و در نتیجه سمی می‌باشند. تکتنیوم هیچ نقش بیولوژیکی ندارد.

[shirin71]

رنیوم

رنیوم ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن ، Re و عدد اتمی آن ، 75 می‌باشد. Rhenium یک فلز انتقالی و چند ظرفیتی است که رنگ نقره‌ای مایل به سفید داشته ، از فلزات سنگین و نادر است. این عنصر از نظر شیمیایی همانند منگنز بوده و در برخی آلیاژها بکار برده می‌شود. Rhenium به‌صورت یک محصول جانبی در پالایش مولیبدنوم بدست می‌آید و آلیاژ Rhenium-Molybdenum یک ابر رسانا می‌باشد. این عنصر آخرین عنصری است که در طبیعت بوجود می‌آید.

تاریخچه
Rhenium آخرین عنصر طبیعی بود که کشف شد. این عنصر در سال 1925 ، توسط "Wlater Noddack" و "Ida Tacke" و "Otto Berg" در آلمان کشف شد. آنها بیان کردند که توانسته‌اند عنصری را از پلاتین در معدن Columbite جدا کنند. آنها این عنصر را در Gadolinite و Molybdenite نیز یافتند. در سال 1928 آنها توانستند که یک گرم از این عنصر را از 660 کیلوگرم Molybdenite استخراج کنند.

فرایند استخراج این عنصر بسیار پیچیده و پر هزینه بود و به همین دلیل تولید آن تا اوایل سال 1950 که آلیاژهای Tungsten-Rhenium و Molybdenum-Rhenium آماده شد، به تعویق افتاد. از آنجا که این آلیاژها کاربردهای زیادی در صنعت داشتند، تقاضا برای تولید Rhenium را از معادن سنگ Porphyry و مس در Molybdenite افزایش داد.

پیدایش
Rhenium به‌صورت طبیعی و آزاد و یا حتی به‌صورت ترکیبی با گونه‌های طبیعی در طبیعت یافت نمی‌شود. این عنصر به مقدار 0.001 ppm در پوسته کره زمین وجود دارد. این عنصر به‌صورت تجاری از Molybdenum که در معادن سولفید مس وجود دارد، استخراج می‌شود. برخی معادن Molybdenum حدوداً %0.002 تا 02% Rhenium دارند. فلز این عنصر با کم کردن Ammonium perrhentate با هیدروژن در دمای بالا بدست می‌آید.

خصوصیات قابل توجه
Rhenium ، یک فلز درخشان و سفید مایل به نقره‌ای است که بالاترین نقطه ذوب را در میان همه عناصر به جز تنگستن و کربن دارد. این عنصر همچنین بعد از عناصر پلاتین ، ایریدیوم و اوسمیوم بالاترین چگالی را داراست. حالتهای اکسیداسیون آن ، عبارتند از: -1،+1،+2،+3،+4،+5،+6،+7 که حالتهای +7،+6،+4،+2 و -1 از بقیه بیشتر است.

حالت تجاری این عنصر به‌صورت پودر است. این عنصر با انجام عمل فشار در خلاء یا هوای هیدروژنی محکم می‌شود. این فرایند ، شکل فشرده ای از این عنصر بوجود می‌آورد که 90% چگالی فلز را داراست. این فلز هنگام حرارت دادن بسیار رسانا شده ، به‌راحتی خم شده ، به شکل مارپیچ و یا رول در می‌آید. آلیاژ Rhenium-Molybdenum بسیار رسانا (ابر رسانا) می‌باشند.

کاربردها
این عنصر ، در ساخت کاتالیزور Platinum-Rhenium که در ساخت بنزین سوپر و بدون سرب کاربرد دارد ، بکار می‌رود.
به‌صورت آلیاژ سنگین که قطعات مختلف موتور هواپیما کاربرد دارد.
به‌صورت Filament در طیف سنج جرمی و اندازه گیرهای یونی استفاده می شود.
به‌عنوان ماده اضافه شونده به تنگستن و آلیاژهای مولیبدنی برای دادن خواص مفید به آنها استفاده می‌شود.
کاتالیزورهای Rhenium در مقابل واکنشهای شیمیایی بسیار مقاوم بوده ، در واکنشهای هیدروژنی استفاده می‌شوند.
با توجه به خاصیت پایداری و خورده نشدنی ، به‌عنوان ماده مخصوص برای اتصالات الکترونیکی استفاده می‌شود.
از ترموکوپل‌هایی که آلیاژ Rhenium و Tungsten دارند برای اندازه گیری دماهای بالا تا 2200 درجه سانتی‌گراد استفاده می‌شود.
از سیم Rhenium در ساخت لامپهای فلاش دوربین‌های عکاسی استفاده می‌شود.
ایزوتوپها
Rhenmium که به‌صورت طبیعی بوجود می آید یک ایزوتوپ پایدار و یک ایزوتوپ رادیواکتیوی دارد که از نیم عمر بالایی برخوردار است. برای این عنصر 26 ایزوتوپ ناپایدار دیگر شناخته شده است.

هشدارها
در خصوص سمی بودن Rhenium اطلاعات کمی وجود دارد. از این رو بهتر است که با این عنصر با احتیاط کار شود.

[shirin71]

بوهریوم

بوهریوم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Bh و عدد اتمی 107 قرار دارد. بوهریوم عنصری مصنوعی است که پایدارترین ایزوتوپ) آن Bh-262 دارای ((نیمه عمر 102ms می‌باشد.

تاریخچه
این عنصر در سال 1976 بوسیله یک گروه روسی به رهبری "Y. Oganessian" در موسسه مشترک تحقیقات اتمی دوبنا تولید گردید. این شخص ایزوتوپ Bh-261 را با نیمه عمر ms1-2 بدست آورد ( اطلاعات بعدی نیمه عمر ms10 را ارائه می‌کند. ) این گروه با بمباران بیسموت 204 بوسیله هسته‌های سنگین کروم 54 موفق به انجام آن شدند.

در سال 1981 یک گروه آلمانی به رهبری "P. Armbruster" و "G. Mnzenberg" در Gesellschaft fr Schwerionenforschung ( موسسه تحقیقاتی روی یونهای سنگین) در Darmstadt ضمن تایید نتایج کسب شده بوسیله گروه روسی و تولید بوهریوم ، اینبار موفق به تولید بوهریوم بادوام تر Bh-262 شدند. آلمانیها به احترام "نیلز بوهر" فیزیکدان دانمارکی به نام nielsbohrioum را برای این عنصر پیشنهاد دادند. روسها هم این نام را برای عنصر 105 ( dubnium )پیشنهاد دادند.

مدتها بحث و جدل نامگذاری عناصر از 101 تا 109 وجود داشت، بنابراین IUPAC نام موقتunnilseptium را با نشان Uns برای این عنصر انتخاب کرد. کمیته ای از IUPAC در سال 1994 پیشنهاد نمود تا عنصر 107 بوهریوم نامیده شود. درحالیکه این نام با نام سایر عناصر و اشخاص مورد احترام مطابقت داشت ( تنها نام خانوادگی گرفته شده بود) ، افراد بسیاری به علت احتمال اشتباه آن با بورون با این نام مخالفت کردند، اما به رغم آن در سال 1997 نام بوهریوم برای عنصر 107 بصورت بین‌المللی رسمیت یافت.

[shirin71]

آهن

آهن ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Fe و عدد اتمی 26 وجود دارد. آهن فلزی است که در گروه 8 و دوره 4 جدول تناوبی قرار دارد.

تاریخچـــــه
اولین نشانه‌های استفاده از آهن به زمان سومریان و مصریان بر می‌گردد که تقریبا" 4000 سال قبل از میلاد با آهن کشف شده از شهاب سنگها اقلام کوچکی مثل سر نیزه و زیور آلات می‌ساختند. از 2000 تا 3000 سال قبل از میلاد ، تعداد فزاینده ای از اشیاء ساخته شده با آهن مذاب ( فقدان نیکل ، این محصولات را از آهن شهاب سنگی متمایز می‌کند ) در بین‌النهرین ، آسیای صغیر و مصر به چشم می‌خورد؛ اما ظاهرا" تنها در تشریفات از آهن استفاده می‌شد و آهن فلزی گرانبها حتی باارزش‌تر از طلا به‌حساب می‌آمد.

بر اساس تعدادی از منابع آهن ، بعنوان یک محصول جانبی از تصفیه مس تولید می‌شد - مثل آهن اسفنجی – و بوسیله متالوژی آن زمان قابل تولید مجدد نبوده است. از 1600 تا 1200 قبل از میلاد در خاورمیانه بطور روز افزون از آین فلز استفاده می‌شد، اما جایگزین کابرد برنز در آن زمان نشد.


تبر آهنی متعلق به عصر آهن سوئد در گاتلند سوئد یافت شده است. از قرن 10 تا 12 در خاورمیانه یک جابجایی سریع در تبدیل ابزار و سلاحهای برنزی به آهنی صورت گرفت. عامل مهم در این جابجائی ، آغاز ناگهانی تکنولوژیهای پیشرفته کار با آهن نبود، بلکه عامل اصلی ، مختل شدن تامین قلع بود. این دوره جابجایی که در زمانهای مختلف و در نقاط مختلفی از جهان رخ داد، دوره ای از تمدن به نام عصر آهن را بوجود آورد.

همزمان با جایگزینی آهن به جای برنز ، فرآیند کربوریزاسیون کشف شد که بوسیله آن به آهن موجود در آن زمان ، کربن اضافه می‌کردند. آهن را بصورت اسفنجی که مخلوطی از آهن و سرباره به همراه مقداری کربن یا کاربید است، بازیافت کردند. سپس سرباره آنرا با چکش‌کاری جدا نموده وم حتوی کربن را اکسیده می‌کردند تا بدین طریق آهن نرم تولید کنند.

مردم خاور میانه دریافتند که با حرارت دادن طولانی مدت آهن نرم در لایه ای از ذغال و آب دادن آن در آب یا روغن می‌توان محصولی بسیار محکم‌تر بدست آورد. محصول حاصله که دارای سطح فولادی است، از برنزی که قبلا" کاربرد داشت محکمتر و مقاوم‌تر بود. در چین نیز اولین بار از آهن شهاب سنگی استفاده شد و اولین شواهد باستان شناسی برای اقلام ساخته شده با آهن نرم در شمال شرقی نزدیک Xinjiang مربوط به قرن 8 قبل از میلاد بدست آمده است. این وسایل از آهن نرم و با همان روش خاورمیانه و اروپا ساخته شده بودند و گمان می‌رفت که برای مردم غیر چینی هم ارسال می‌کردند.

در سالهای آخر پادشاهی سلسله ژو ( حدود 550 قبل از میلاد) به سبب پیشرفت زیاد تکنولوژی کوره ، قابلیت تولید آهن جدیدی بوجود آمد. ساخت کوره‌های بلندی که توانایی حرارتهای بالای k 1300 را داشت، موجب تولید آهن خام یا چدن توسط چینِی‌ها شد. اگر سنگ معدن آهن را با کربن k 1470-1420 حرارت دهیم، مایع مذابی بدست می‌آید که آلیاژی با 5/96% آهن و 5/53% کربن است. این محصول محکم را می‌توان به شکلهای ریز و ظریفی در آورد. اما برای استفاده ، بسیار شکننده می‌باشند، مگر آنکه بیشتر کربن آنرا از بین ببرند.

از زمان سلسله ژو به بعد اکثر تولیدات آهن در چین به شکل چدن است. با این همه آهن بعنوان یک محصول عادی که برای صدها سال مورد استفاده کشاورزان قرار گرفته است، باقی ماند و تا زمان سلسله شین ( حدود 221 قبل از میلاد ) عظمت چین را واقعا" تحت تاثیر قرار نداد.

توسعه چدن در اروپا عقب افتاد، چون کوره‌های ذوب در اروپا فقط توانایی k 1000 را داشت. در بخش زیادی از قرون وسطی در اروپای غربی آهن را همچنان با روش تبدیل آهن اسفنجی به آهن نرم بدست می‌آوردند. تعدادی از قالب‌گیریهای آهن در اروپا بین سالهای 1150 و 1350 بعد از میلاد در دو منطقه در سوئد به نامهای Lapphyttan و Vinarhyttan انجام شد.

دانشمندان می‌پندارند شاید این روش بعد از این دو مکان تا مغولستان آن سوی روسیه ادامه یافته باشد، اما دلیل محکمی برای اثبات این فرضیه وجود ندارد. تا اواخر قرن نوزدهم در هر رویدادی یک بازار برای کالاهای چدنی بوجود آمد، مانند درخواست برای گلوله‌های توپ چدنی.

در آغاز برای ذوب آهن از زغال چوب هم بعنوان منبع حرارتی و هم عامل کاهنده استفاده می‌شد. در قرن 18 در انگلستان تامین کنندگان چوب کم شدند و از زغال سنگ که یک سوخت فسیلی است، بعنوان منبع جانشین استفاده شد. این نوآوری بوسیلـــه Abraham Darby انرژی لازم برای انقلاب صنعتی را تامین نمود.

پیدایـــــــش
آهن یکی از رایج‌ترین عناصر زمین است که تقریبا" 5% پوسته زمین را تشکیل می‌دهد.
آهن از سنگ معدن هماتیت که عمدتا" Fe2O3 می‌باشد، استخراج می‌گردد. این فلز را بوسیله روش کاهش با کربن که عنصری واکنش‌‌پذیرتر است جدا می‌کنند. این عمل در کوره بلند در دمای تقریبا" 2000 درجه سانتی‌گراد انجام می‌پذیرد.

در سال 2000 ، تقریبا" 1100 میلیون تن سنگ معدن آهن با رشد ارزش تجاری تقریبا" 25 میلیارد دلار آمریکا استخراج شد. درحالیکه استخراج سنگ معدن آهن در 48 کشور صورت می‌گیرد، چین ، برزیل ، استرالیا ، روسیه و هند با تولید 70% سنگ آهن جهان پنج کشور بزرگ تولید کنندگان آن به‌حساب می‌آیند. برای تولید تقریبا" 572 میلیون تن آهن خام 1100 میلیون تن سنگ آهن مورد نیاز است.

خصوصیات قابل توجه
جرم یک اتم معمولی آهن 56 برابر جرم یک اتم معمولی هیدروژن می‌باشد. عقیده بر این است که آهن ، دهمین عنصر فراوان در جهان است. Fe مخفف واژه لاتین ferrum برای آهن می‌باشد. این فلز ، از سنگ معدن آهن استخراج می‌شود و به‌ندرت به حالت آزاد (عنصری) یافت می‌گردد.

برای تهیه آهن عنصری ، باید ناخالصیهای آن با روش کاهش شیمیایی از بین برود. آهن برای تولید فولاد بکار می‌رود که عنصر نیست، بلکه یک آلیاژ و مخلوطی است از فلزات متفاوت ( و تعدادی غیر فلز بخصوص کربن ). هسته اتمهای آهن دارای بیشترین نیروی همگیر در هر نوکلئون هستند بنابراین آهن با روش همجوشی ، سنگین‌ترین و با روش شکافت اتمی ، سبکترین عنصری است که بصورت گرمازایی تولید می‌شود.

وقتی یک ستاره که دارای جرم کافی می‌باشد چنین کاری انجام دهد، دیگر قادر به تولید انرژی در هسته‌اش نبوده و یک ابر اختر پدید می‌آید. آهن رایج‌ترین فلز در جهان به حساب می‌آید. الگوهای جهان شناختی با یک جهان باز پیش‌بینی زمانی را می‌کند که در نتیجه واکنشهای همجوشی و شکافت هسته ، همه چیز به آهن تبدیل خواهد شد!

کاربردهــــــــــا
کاربرد آهن از تمامی فلزات بیشتر است و 95 درصد فلزات تولید شده در سراسر جهان را تشکیل می‌دهد. قیمت ارزان و مقاومت بالای ترکیب آن استفاده از آنرا بخصوص در اتومبیلها ، بدنه کشتی‌های بزرگ و ساختمانها اجتناب ناپذیر می‌کند. فولاد معروف‌ترین آلیاژ آهن است و تعدادی از گونه‌های آهن به شرح زیر می‌باشد:



آهن خام که دارای 5%-4% کربن و مقادیر متفاوتی ناخالصی از قبیل گوگرد ، سیلیکون و فسفر است و اهمیت آن فقط به این علت است که در مرحله میانی مسیر سنگ آهن تا چدن و فولاد قرار دارد.


چدن ، شامل 5/3%-2% کربن و مقدار کمی منگنز می‌باشد. ناخالصی‌های موجود در آهن خام مثل گوگرد و فسفر که خصوصیات آنرا تحت تاثیر منفی قرار می‌دهد، در چدن تا حد قابل قبولی کاهش می‌یابند. نقطه ذوب چدن بین k 1470-1420 می‌باشد که از هر دو ترکیب اصلی آن کمتر است و آنرا به اولین محصول ذوب شده پس از گرم شدن همزمان کربن و آهن تبدیل می‌کند. چدن بسیار محکم ، سخت و شکننده می‌باشد. چدن مورد استفاده حتی چدن گرمای سفید موجب شکستن اجسام می‌شود.


فولاد کربن شامل 5/1% - 5/0% کربن و مقادیر کم منگنز ، گوگرد ، فسفر و سیلیکون است.


آهن ورزیده ( آهن نرم) دارای کمتر از 5/0% کربن می‌باشد و محصولی محکم و چکش‌خوار است، اما به اندازه آهن خام گدازپذیر نیست. حاوی مقادیر بسیار کمی کربن است ( چند دهم درصد). اگر یک لبه آن تیز شود، به‌سرعت تیزی خود را از دست می‌دهد.


فولادهای آلیاژ حاوی مقادیر متفاوتی کربن بعلاوه فلزات دیگر مانند کروم ، وانادیم ، مولیبدن ، نیکل ، تنگستن و ... می‌باشد.


اکسیدهای آهن برای ساخت ذخیره مغناطیسی در کامپیوتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها اغلب با ترکیبات دیگری مخلوط شده و خصوصیات مغناطیسی خود را بصورت محلول هم حفظ می‌کنند.
ترکیبات
معمولترین حالات اکسیداسیون آهن عبارتند از:



حالت فروس 2+Fe
حالت فریک 3+Fe
حالت فریل 4+Fe که با تعدادی آنزیم ( مثلا" پیروکسیدازها ) پایدار شده است.
آهن ( VI) هم معروف است (اگرچه کمیاب می‌باشد). درصورتیکه به شکل فرات پتاسیم باشد، ( K2FeO ) یک اکسید کننده انتخابی برای الکلهای نوع اول می‌باشد. این ماده جامد فقط در شرائط خلاء و ارغوانی تیره پایدار است، هم به صورت محلول سوزآور و هم بصورت یک ماده جامد.
کاربید آهن Fe3C به نام سمنتیت معروف است.
بیولـــــــوژی
آهن ، اتم اصلی مولکول هِم ( بخشی از گلبول قرمز) و بنابراین جزء ضروری تمامی هموپروتئین‌ها محسوب می‌شود. به همین علت ، وجود این عنصر در حیوانات حیاتی می‌باشد. همچنین آهن غیر آلی در زنجیره‌های آهن – گوگرد بسیاری از آنزیمها یافت می‌شود. باکتریها اغلب از آهن استفاده می‌کنند. وقتی بدن در حال مبارزه با یک عفونت باکتریایی است، برای عدم دستیابی باکتری به آهن ، این عنصر را پنهان می‌کند.

ایزوتوپها
آهن بطور طبیعی دارای چهار ایزوتوپ پایدار Fe-54 , Fe56 , Fe-57 , Fe-58 می‌باشد. فراوانی نسبی ایزوتوپهای آهن در طبیعت تقریبا" Fe-54 8/5% ، Fe-56 7/91%، Fe-57 2/2% و Fe-58 3/0% است.Fe-60 که نوکلید پرتوزای غیر فعال است، دارای نیمه عمر 5,1 (Myr) می‌باشد. بیشتر تلاش گذشته برای اندازه گیری ترکیبات ایزوتوپی آهن به‌علت فرآیندهایی که توام با نوکلئوسنتز ( مانند مطالعات شهاب سنگها ) و شکل‌گیری کانی‌ها هستند، حول محور تعیین انواع مختلف Fe-60 صورت گرفته است.

در وهله‌های مختلف ، شهاب سنگهای Semarkona و Chervony Kut می‌توان بین تمرکز Ni-nickel|60 ( محصول اخترچه Fe-60 ) و فراوانی ایزوتوپهای پایدار آهن ارتباطی یافت که دلیلی برای وجود آهن 60 در زمان شکل‌گیری منظومه شمسی می‌باشد. احتمالا" انرژی آزاد شده توسط فروپاشی آهن 60 به همراه انرژی رها شده بر اثر فروپاشی نوکلئید پرتوزای Al-26 ، در ذوب مجدد و تفکیک اخترچه‌های بعد از شکل‌گیری آنها 4,6 میلیارد سال پیش تاثیر داشته است. فراوانی Ni-60 موجود در مواد فرازمینی نیز ممکن است آگاهی بیشتری در مورد منشاء منظومه شمسی و تاریخ ابتدایی آن ارائه نماید.

در بین ایزوتوپهای پایدار فقط آهن 57 دارای اسپین اتمی است،(2/1-). به همین خاطر آهن 57 در شیمی و بیوشیمی بعنوان یک ایزوتوپ اسپینی دارای کاربرد است.

هشدارهـــــــــا
مصرف بیش از حد آهن خوراکی ایجاد مسمومیت می‌کند، چون مقدار زیاد آهن فروس با پروکسیدهای بدن واکنش کرده ، تولید بنیانهای آزاد می‌کند. وقتی مقدار آهن در بدن طبیعی است، مکانیسمهای ضد اکسیداسیون خود بدن قادر به کنترل این فرآیند می‌باشد. اگر مقدار آهن بیش از نرمال باشد، مقادیر غیرقابل کنترل بنیانهای آزاد بوجود می‌آید.

مقدار کشنده آهن برای یک کودک 2 ساله تقریبا" 3 گرم بوده و یک گرم آن مسمومیت جدی در پی خواهد داشت. گزارشهایی مبنی بر مسمومیت کودکان در اثر مصرف 10 تا 50 عدد قرص سولفات آهن در کوتاه مدت وجود دارد.مصرف بیش از حد آهن بر اثر خوردن غیر عمدی داروها عامل جدی مرگ و میر در کودکان است. افزایش غیرقابل کنترل آهن در بدن ، موجب بروز بیماری به نام hemochromatosis می‌گردد. آهن اضافی در کبد جمع شده ، موجب بیماری آهن زدگی siderosis و آسیبهای عضوی می‌شود. به همین دلیل افرادیکه کمبود آهن ندارند، نباید مکملهای آهن مصرف کنند.

[shirin71]

اوسمیوم

اوسمیوم ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Os و عدد اتمی آن 76 می‌باشد. یک فلز انتقالی سخت و شکننده به رنگ آبی متمایل به خاکستری یا آبی مایل به سیاه از خانواده پلاتین می‌باشد. اوسمیوم اگر سخترین فلز نباشد یکی از سخترین فلزهاست که در بعضی آلیاژها همراه پلاتین و ایریدیوم استفاده می‌شود. اوسمیوم به صورت غیرترکیبی به صورت آلیاژ در سنگ معدن پلاتین یافت می‌شود و تترواکسید آن برای رنگی کردن بافتها ( در آزمایشگاهها ) و در انگشت نگاری استفاده می‌شود. آلیاژهای اوسمیوم در نوک خودکارهای ساچمه‌ای و نقاط تماس الکتریکی و مواردی که نیاز به دوام و سختی بالایی دارند، استفاده می‌شود.

تاریخچه
اوسمیوم که یونانی آن osme به معنی رایحه می‌باشد. در سال 1803 توسط "Smithson Tennant" در لندن به همراه ایریدیوم در کنار عمل حل پلاتین در تیزاب سلطانی ( Aqua Regia ) کشف شد.

پیدایش
این فلز انتقالی به صورت طبیعی در iridiosmium یک آلیاژ طبیعی ایریدیوم و اوسمیوم و در خاکهای رودخانه مملو از پلاتین ، در کوهای اورال و آمریکای شمالی و جنوبی یافت می‌شود. این فلز همچنین در سنگ معدنهای نیکل دار ، در منطقه Sudbury , Ontario به همراه دیگر فلزات گروه پلاتین یافت می‌شود. اگر چه فلزات پلاتین در این معادن کم است، حجم بالای سنگ معدن نیکل فراوری شده ، بازیافت این فلز را نظر اقتصادی با صرفه می‌سازد.

خصوصیات قابل توجه
اوسمیوم به شکل فلز بوده و درخشان در دمای بالا می‌باشد. این فلز بسیار شکننده بوده ، با چگالی بسیار زیاد به رنگهای آبی و سفید می‌باشد. اما ساخت این فلز به صورت غیر طبیعی بی‌نهایت دشوار می‌باشد. ساختن پودر اوسمیوم ساده‌تر می‌باشد، ولی پودر اوسمیوم وقتی در معرض هوا قرار بگیرد، تترواکسید اوسمیوم ( OsO4) را که ماده ای بسیار سمی است، شکل می‌دهد. اکسید آن همچنین یک ماده اکسید کننده قوی بوده و بوی شدیدی دارد و در دمای 130 درجه سلسیوس به جوش می‌آید.

اوسمیوم به خاطر چگالی بالای آن معمولا به عنوان سخترین فلز که حتی از ایریدیوم هم سختتر است، شناخته می‌شود. البته محاسبات در شبکه فضایی از محاسبات معمولی که چگالی kg/m3 22650 را به ایریدیوم و kg/m3 22661 را به اوسمیوم اختصاص می‌دهد، دقیقتر بوده و نتایج مورد اطمینانتری را ارائه می‌دهد. بنابراین در حال حاظر نمی‌توان یک مرز مشخصی را از نظر چگالی برای اوسمیوم و ایریدیوم قائل شد، چرا که آنها کاملا به هم نزدیک هستند.

این فلز در میان خانواده پلاتین بیشترین دمای ذوب و پایینترین فشار بخار را داراست. حالتهای اکسیداسیون معمولی اوسمیوم +4 و +3 می‌باشد، ولی حالتهای اکسیداسیون +1 تا +8 نیز مشاهده شده است.

کاربردها
از آنجا که اکسید این فلز بی‌نهایت سمی می‌باشد، به‌ندرت به‌صورت خالص از آن استفاده می‌شود و اغلب به صورت آلیاژ با دیگر فلزات در مواردی که نیاز به دوام بالا دارند، کاربرد دارد. آلیاژ اوسمیوم به همراه دیگر فلزات پلاتین بسیار سخت بوده و در مواردی که نیاز به آلیاژهای سخت دارند، مانند نوک خودکار ، سوزنهای گرامافون ، لوله ، محور ابزار ، لوازم گوناگون و اتصالات الکترونیک کاربرد دارد.

تترو اکسید اوسمیوم برای تشخیص اثرانگشت و رنگ کردن بافتهای چرب برای اسلایدهای میکروسکپی کاربرد دارد. آلیاژ 90% پلاتین و 10% اوسمیوم در کاشتهای جراحی مانند ضربان ساز و جایگزینی دریچه های ریوی استفاده می‌شود.

ترکیبات
تتروکسید اوسمیوم OsO4 ، از ترکیبات آن می‌باشد.

ایزوتوپها
اوسمیوم هفت ایزوتوپ طبیعی دارد که پنج تا از آنها پایدارند: Os-187، Os-188، Os-189، Os-190 و Os-192 که فراوان ترین آنها می‌باشد. Os-184 , Os-186 نیمه عمر زیادی داشته و برای اهداف کاربردی می‌توان آنها را ایزوتوپ پایدار در نظر گرفت. Os-187 دخترخوانده Rhenium -187 بوده که نیمه عمر آن 4.56 x 1010 می‌باشد و اغلب با نسبت Os-187/Os-186 اندازه گیری می‌شود. این نسبت ، همانند نسبت Re-187/Os-187 که همانند شهاب سنگ برای تعیین عمر زمین استفاده می‌شود. به هر حال مهمترین کاربرد قابل توجه اوسمیوم در تعیین تاریخ در ترکیب با ایریدیوم ، برای تجزیه و تحلیل لایه‌های کوارتز صدمه دیده ( Shocked Quartz ) در طول K-T boundary که به انقراض دایناسورها در 65 میلیون سال پیش انجامید، می‌باشد.

هشدارها
تتروکسید اوسمیوم بسیار سمی است. غبار اوسمیوم در هوا حتی به میزان کم 7-10 گرم بر متر مکعب باعث گرفتگی ریه و آسیب به پوست و چشم می‌شود.

[shirin71]

هاسیم

هاسیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Hs و عدد اتمی 108 می‌باشد. هاسیم ، عنصری مصنوعی است که پایدارترین ایزوتوپ آن Hs-265 دارای نیمه عمر 2ms می‌باشد.

تاریخچـــــــه
این عنصر برای اولین بار در سال 1984 بوسیله یک گروه تحقیقاتی به رهبری "Peter Armbruster" و نیز بوسیله "Gottfried Mnzenberg" در موسسه تحقیقاتی یونهای سنگین واقع در Darmstadt ساخته شد و آنها نام این عنصر را از نام لاتین استان Hessen آلمان که این موسسه در آن واقع است اقتباس کردند.

مدتها بر سر نام‌گذاری عناصر از 101 تا 109 اختلاف وجود داشت تا اینکه IUPAC کلمه unniloctium ( نشان Uno ) را بعنوان نامی موقت برای این عنصر انتخاب کرد. سال1994 کمیته ای از IUPAC نام عنصر 108 را هاهنیم پیشنهاد نمود. با این وجود در سال1997 نام هاسیم بصورت جهانی برای عنصر 108 اتخاذ شد.

[shirin71]

کبالت

کبالت ، عنصر شیمیایی است که با نشان Co و عدد اتمی 27 در جدول تناوبی قرار دارد.

تاریخچه
کبالت و ترکیبات آن در دوران باستان شناخته شد که برای آبی کردن رنگ شیشه از آنها استفاده می‌کردند. "George Brand" به خاطر کشف کبالت شهرت یافت. تاریخ کشف این عنصر در منابع مختلف ، متفاوت است، اما این کشف بین سالهای 1730 و 1737 اتفاق افتاده است. او موفق به اثبات این نکته شد که منبع رنگ آبی شیشه‌ها کبالت است. قبلا" بیسموت همراه کبالت را عامل رنگ آبی شیشه‌ها می‌دانستند.

در خلال قرن نوزدهم ، کبالت آبی (80 -70% کبالت جهان ) در Blaafarvaerket در نروژ ، به رهبری صنعتگر پروسی "Benjamin Wegner" تولید شد. "John Livingood" و "Glenn Seaborg" در سال 1938 کبالت 60 را کشف کردند. کلمه کبالت از واژه آلمانی kobalt یا kobold ، به معنی روح شیطان گرفته شده است. این نام را کارگران معدن به‌علت سمی و دردسرساز بودن این عنصر برای آن انتخاب کردند. ( کبالت سایر عناصر معدن را آلوده و کم عیار می‌کرد. )

پیدایش
کبالت ، بصورت فلز آزاد وجود ندارد و عموما" به‌صورت سنگ معدن یافت می‌شود. کبالت معمولا" به‌تنهایی استخراج نمی‌شود و به‌عنوان محصول جانبی فعالیتهای استخراج مس و نیکل بدست می‌آید.



سنگ معدنهای اصلی کبالت عبارتند از: کبالتیت ، اریتریت ، گلائوکودوت و اسکوترودیت. عمده‌ترین تولید کنندگان کبالت در جهان ، چین ، زامبیا ، روسیه و استرالیا هستند.

ترکیبات
به‌علت وجود حالتهای اکسیداسیون مختلف ، تعداد زیادی از ترکیبات کبالت وجود دارد. هر دو اکسید در دمای پایین ، ضدفرومغناطیس می‌باشند؛ CaO ، Co3O4 .

خصوصیات قابل توجه
کبالت ، عنصر فرومغناطیس سختی است که دارای رنگ خاکستری براقی می‌‌باشد.دمای کوری آن ، K1388 با ممنتم بور 6/1 – 7/1 در هر اتم است. این عنصر اغلب با نیکل همراه است و هر دوی آنها از اجزای مشخص فلز شهاب سنگی می‌باشند. پستانداران ، نیازمند مقدار بسیار کمی از نمکهای کبالت هستند. کبالت 60 که ایزوتوپ رادیواکتیو و مصنوعی کبالت است، یک ردیاب رادیواکتیو مهم و عامل معالج سرطان به‌شمار می‌آید. نفوذ پذیری نسبی کبالت ، دو سوم آهن است. کبالت ، فلزی عموما" دارای مخلوطی از دو ساختار شکل بلورین fcc و hcp با دمای انتقال fcc --> hcp K722 می‌باشد. حالات اکسیداسیون عادی کبالت ، شامل 2+ و3+ است، گرچه 1+ نیز دیده شده است.

کاربردها
آلیاژهایی از قبیل :
آلیاژهای دیرگداز ، برای قطعات توربین گاز موتورهای هواپیما.
آلیاژهای مقاوم در مقابل فرسایش و آسیب بر اثر کارکرد بالا.
فولاد ، در سرعتهای بسیار زیاد.
کاربیدهای روکشدار ( فلزات سخت هم نامیده می‌شوند ) و ابزارهای الماسه.
آهن ربا و واسطه ضبط مغناطیسی ( ازقبیل نوار کاست و ویدئو ).
کاتالیزور برای مصرف در صنایع شیمیایی و نفتی.
در آبکاری الکتریکی برای ظاهر ، استحکام و مقاوت در برابر اکسیداسیون.
عامل خشک کننده در رنگها ، جوهر و براق‌کننده‌ها.
لایه زیرین در لعابهای چینی.
رنگدانه ( کبالت آبی و سبز ).
الکترودهای باطری.
تایرهای رادیال تسمه فولادی.
کبالت –60 بعنوان منبع اشعه گاما دارای چندین کاربرد است :
در پرتو درمانی ( رادیوتراپی ) بکار می‌رود.
در استرلیزه کردن غذاها با روش تابشی ( پاستوریزه کردن سرد ) بکار می‌رود.
در رادیوگرافی صنعتی به‌منظور تشخیص عیوب ساختاری قطعات فلزات بکار می‌رود.
کاربردهای پزشکی
کبالت 60 ( Co-60) ، فلزی رادیواکتیو است که در پرتودرمانی کاربرد دارد. کبالت 60 دو اشعه X و گاما با انرژیهای 1.17MeV و 1.33MeV تولید می‌کند. منبع کبالت 60 تقریبا" به قطر 2 سانتیمتر است که نتیجه آن ، تشکیل یک نیم سایه هندسی است که لبه میدان تشعشع را نامشخص می‌کند. از ویژگیهای بد این فلز ،‌ تولید مقدار کمی غبار رقیق است که باعث بروز مشکلاتی در حفاظت مقابل اشعه می‌گردد.

منبع کبالت 60 تقریبا" برای 5 سال مفید است، اما بعد از این مدت هم بسیار رادیواکتیو می‌باشد و بنابراین دستگاههای کبالت در جوامع غربی که لیناکس متداول است، کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. اولین دستگاه کبالت 60 درمانی ( بمب کبالت ) برای اولین در کانادا ساخته شد و نیز برای اولین بار در همانجا مورد استفاده قرار گرفت. در واقع اولین دستگاه در مرکز سرطانی Saskatoon به نمایش در آمده است.

نقش بیولوژیک
مقادیر کم کبالت برای بسیاری از موجودات زنده از جمله انسان ، حیاتی است. وجـــــــــــــــــود 0.3 تا 0.13 قسمت در میلیون کبالت در خاک برای سلامتی حیوانات علف‌خوار مفید است. این عنصر ، جزء اصلی ویتامین کبالامین یا ویتامین B-12 می‌باشد.

ایزوتوپها
کبالت ، بصورت طبیعی دارای 1 ایزوتوپ پایدار ( 59- Co) می‌باشد.22 رادیوایزوتوپ نیز شناخته شده که پایدارترین آنها Co-60 با نیمه عمر 5,2714 سال ، CO-57 با نیمه عمر 271,79 روز ، Co-56 با نیمه عمر 77,27 روز و Co-58 با نیمه عمر 70,86 روز هستند. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو ، دارای نیمه عمری کمتر از 18 ساعت هستند که اکثریت آنها نیمه عمری کمتر از 1 ثانیه دارند. این عنصر همچنین دارای 4 حالت برانگیختگی است که تمامی آنها نیمه عمری کمتر از 15 دقیقه دارند.

ایزوتوپهای کبالت از نظر وزن اتمی ، بین 50amu و amu 73 قرار دارند. حالت فروپاشی اصلی قبل از فراوانترین ایزوتوپ پایدار 59-Co ، الکترون گیری و حالت اصلی بعد از آن کاهش بتا می‌باشد.محصول فروپاشی اصلی پیش از 59-Co ایزوتوپهای عنصر 26 (آهن) و محصولات اصلی بعد از آن ایزوتوپهای عنصر 28 (نیکل) می‌باشند.

هشدارهــــــــــا
فلز کبالت پودر شده ، خطر آتش سوزی به همراه دارد. بهتر است همه ترکیبات کبالت را سمی در نظر گرفت، مگر اینکه خلاف آن ثابـت شده باشد. احتمالا"بیشتر ترکیبات کبالت خیلی زهرآگین نیستند. کبالت 60 ، ارسال کننده اشعه گامای قوی است، لذا تماس با این نوع کبالت خطر ابتلا به سرطان را ایجاد می‌کند. بلع کبالت 60 منجر به ورود مقداری کبالت درون بافتهای بدن می‌شود که به‌کندی از بدن خارج می‌شود.

کبالت 60 در مقابله‌های اتمی ، عاملی خطرساز است، چون ارسالهای نوترونی مقداری از آهن را به این ایزوتوپ رادیواکتیو تبدیل می‌کند. بعضی طراحی‌های تسلیحات اتمی ، عمدا" به گونه ای می‌باشد که میزان کبالت 60 را که بعنوان ذرات رادیواکتیو پراکنده می‌شوند، افزایش دهند. گاهی اوقات آنها را بمب کثیف یا بمب کبالت می‌نامند. خطر در مواقع غیر از جنگ اتمی ، استفاده نادرست ( یا سرقت ) از واحدهای رادیوتراپاتیک پزشکی است.

[shirin71]

ردیوم

ردیوم یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن ، Rh و عدد اتمی آن 45 می‌باشد. ردیوم که از فلزات انتقالی سخت است، از گروه پلاتین بوده ، به رنگ سفید مایل به نقره‌ای می‌باشد. این عنصر در معادن پلاتین یافت شده ، در ساخت آلیاژها و کاتالیزورها با پلاتین بکار می‌رود.

تاریخچه
ردیوم در سال 1803 ، توسط "William Hyde Wollaston" بعد از کشف پالادیوم کشف شد. Wollaston کشف خود را با استفاده از پلاتین خام که احتمالا از آفریقای جنوبی بدست آورده بود، در کشور انگلستان انجام داد. در این فرایند ، وی ابتدا پلاتین را در محلول Aqua Regia حل کرد و بعد از آن ، اسید بدست آمده را با اضافه کردن هیدروکسید سدیم به آن خنثی کرد. سپس با اضافه کردن کلرید آمونیاک به آن ، پلاتین را ته‌نشین کرد. عنصر پالادیوم نیز در ضمن مجاورت با سیانید جیوه جدا شد. ماده باقی مانده یک ماده قرمز رنگ به نام نمک کلرید ردیوم بود و ردیوم نیز با عمل احیا توسط گاز هیدروژن جدا شد.

پیدایش
استخراج صنعتی این عنصر ، بسیار دشوار و پیچیده است، چرا که این فلز در معادن به‌صورت ترکیبی با فلزات دیگر مانند پالادیوم ، نقره ، پلاتین و طلا وجود دارد. این عنصر بیشتر در معادن پلاتین یافت می‌شود و به‌صورت یک فلز آزاد و بی‌اثر که به‌سختی گداخته می‌شود وجود دارد. منابع اصلی این عنصر در ساحل رودخانه‌های کوه‌های اورال ، شمال و جنوب آمریکا و همچنین معادن سولفید نیکل و مس در Sudbury ، Ontario است.

اگرچه مقدار آن در Sudbury بسیار ناچیز می‌باشد، ولی وجود معادن بسیار زیاد نیکل ، استخراج ردیوم را نیز به‌صرفه می‌کند. با این وجود ، تولید سالیانه این عنصر تنها 7 تا 8 تن است و معادن ردیوم بسیار اندکند.

خصوصیات قابل توجه
ردیوم که از فلزات بادوام است، به رنگ سفید مایل به نقره‌ای بوده ، از قابلیت انعکاسی بالایی برخوردار است. در هوا هنگامی که به‌آرامی خنک می‌شود، به Resquioxide تبدیل می‌شود، اما در دماهای بالاتر مجددا به حالت فلز در می‌آید. نقطه ذوب ردیوم در مقایسه با پلاتین بالاتر و چگالیش کمتر است. این عنصر توسط اسیدها خورده نمی‌شود و تنها در محلول Aqua Regia حل می‌شود.

کاربردها
اولین استفاده این عنصر ، کاربرد آن به عنوان آلیاژ برای محکم کردن پلاتین و پالادیوم است. این آلیاژها در کوره‌ها ، تزریق مواد مخصوص برای تولید رشته‌های شیشه‌ای اجزاء ترموکوپلها ، الکترودهای سیستم جرقه‌زنی هواپیماها و ظروف ضد حرارت آزمایشگاه‌ها کاربرد دارند.
بدلیل مقامت الکتریکی پایین آن و همچنین مقاومت در برابر خوردگی در ساخت مواد تماس الکتریکی کاربرد دارد.
ردیوم روکش شده که توسط عمل Electroplating یا تبخیر بدست می‌آید، بسیار محکم بوده ، در ساخت ابزار چشمی کاربرد دارد.
این عنصر در جواهرات نیز به‌عنوان عنصر تزئینی استفاده می‌شود.
این عنصر همچنین به مقدار زیاد به‌عنوان کاتالیزور در فرایندهای صنعتی گوناگون استفاده می‌شود. (برای نمونه این عنصر در سیستم کاتالیزوری Catalytic Converters خودروها استفاده می‌شود. )
ایزوتوپها
ردیومی که به‌صورت طبیعی بوجود می‌آید، تنها از یک ایزوتوپ تشکیل شده است. (Rh-103 ). پایدارترین ایزوتوپهای رادیواکتیوی ، Rh-101 با نیمه عمر 3.3 سال و Rh-102 با نیمه عمر 207 روز و Rh-99 با نیمه عمر 16.1 روز می‌باشند. بیست ایزوتوپ رادیواکتیوی دیگر نیز برای این عنصر شناخته شده است که وزن اتمی آنها از 92.926 (Rh-93) تا 116.925(Rh-20.8) در واحد amu گسترده شده است.

بیشتر آنها بجز Rh-100 که نیمه عمرش 20.8 ساعت و Rh-105 که نیمه عمرش 35.36 ساعت است، بقیه نیمه عمری کمتر از یک ساعت دارند. برای این عنصر تعداد بی‌شماری Meta State نیز وجود دارد که پایدارترین آنها Rhm-102 با نیمه عمر 2.9 سال و Rhm-101 با نیمه عمر 4.3 روز می‌باشند. حالت Decay اولیه قبل از ایزوتوپ پایدار Rh-103 الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن Beta Emission است. محصول Decay اولیه قبل از Rh-103 عنصر Ruthenium و محصول اولیه بعد از آن پالادیوم می‌باشد.

هشدارها
ترکیباتی که حاوی Rhodium می‌باشند، به‌ندرت در دسترس انسانها قرار میگیرد، ولی به هر حال آنها به‌شدت سمی و سرطان‌زا هستند. ترکیبات ردیوم پوست انسان را به‌شدت لکه‌دار کرده و می‌سوزاند. این عنصر هنچگونه نقش بیولوژیکی در زندگی انسانها ندارد.

[shirin71]

ایریدیم

ایریدیم یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که دارای نشان Ir و عدد اتمی 77 می‌باشد. ایریدیم عنصری سنگین ، بسیار سخت ، شکننده و فلز واسطه سفید رنگ از خانواده پلاتین می‌باشد که در آلیاژهای بسیار محکم که تحمل حرارتهای بالا را دارد، بکار می‌رود. این عنصر در آلیاژهای طبیعی با پلاتین و اسمیم وجود دارد.

ایریدیم چون مقاوم‌ترین عنصر در برابر فرسایش بوده ، نیز به‌علت ارتباط آن با انقراض دایناسورها از اهمیت خاصی برخوردار است. این عنصر در دستگاههای پُرحرارت ، اتصالات برقی و بعنوان عامل سخت‌کننده برای پلاتین مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تاریخچــــــــه
ایریدیم را ( واژه لاتین iris به معنی رنگین کمان ) "Smithson Tennant" سال 1803 در لندن به همراه اسمیم در پس‌مانده تیره رنگ پلاتین خام محلول در تیزاب سلطانی ( مخلوط هیدروکلریک و اسید نیتریک کشف نمود. نام این عنصر از نام لاتین واژه رنگین‌کمان اقتباس شده ، چون نمکهای آن بسیار رنگارنگ هستند.

بنا بود در پاریس میله متر استاندارد از این فلز ساخته شود که آلیاژی 90% پلاتین و 10% ایریدیم است. در سال 1960 ، نوار اندازه‌گیری پاریس ، جایگزین تعریف واحد پایه درازا شد؛ ( به کریپتون مراجعه کنید ). حادثه KT ( انقراض دوران سوم و کرتاسه ) که مرز زمانی بین دوران کرتاسه و دوران سوم زمین شناسی را مشخص می‌کند، بوسیله لایه نازک ایریدیم شناسایی شد.

به عقیده بسیاری از دانشمندان از جمله Luis Alvarez از برکلی کالیفرنیا ، این ایریدیم منشاء فرا زمینی دارد و به یک اخترچه یا ستاره دنباله‌دار منتسب می‌شود که احتمالا" نزدیک جایی که امروزه شبه جزیره یوکاتان نامیده می‌شود، سقوط کرده است. با اینهمه دانشمندان دیگری از جمله M. McLean از موسسه پلی تکنیک ویرجینیا معتقدند که ایریدیم منشا آتشفشانی دارد. هسته زمین غنی از اریدیم می‌باشد و بعنوان مثال Piton de la Fournaise در R鵮ion امروزه همچنان ایریدیم آزاد می‌کند.

پیدایــــــــــش
ایریدیم در طبیعت بصورت غیر ترکیب با پلاتین و سایر فلزات گروه پلاتین در ذخائر آبرفتی یافت می‌شود. آلیاژهای طبیعی این عنصر شامل Osmiridium و Iridiosmium است که هر دوی آنها مخلوطی از ایریدیم و اسمیم می‌باشند. ایریدیم بصورت تجاری بعنوان محصول فرعی از استخراج و پردازش نیکل بازیافت می‌شود.

خصوصیات قابل توجه
ایریدیم که فلزی از خانواده پلاتین می‌باشد، مانند پلاتین سفید رنگ است، اما اثری از زرد کم رنگ در آن وجود دارد. به‌سبب سختی و شکنندگی بسیار زیاد این عنصر ، برش ، شکل دادن و کار با آن دشوار است. ایریدیم مقاوم‌ترین فلز شناخته شده در مقابل فرسایش به‌حساب می‌آید.

ایریدیم تحت تاثیر هیچ اسید یا تیزاب سلطانی ( آمیزه ای از اسید نیتریک و اسید هیدروکلریک ) قرار نمی‌گیرد، ولی مورد حمله نمکهای مذاب مثل NaCl و NaCN قرار می‌گیرد. چگالی این عنصر تنها کمی از اسمیم که سنگین‌ترین عنصر شناخته شده به‌حساب می‌آید، کمتر است. بنابراین احتمالا" محاسبه چگالی از روی شبکه فضائی ، نسبت به اندازه گیری واقعی ، اطلاعات دقیق‌تری در مورد این عناصر ارائه می‌کند و چگالی 22650 را برای ایریدیم در مقابل 22661 برای اسمیم تعیین می‌کند. لذا انتخاب قطعی بین این دو در حال حاضر ممکن نمی‌باشد. ولی دستیابی به آن بسیار نزدیک است.

کاربردهـــــــــا
اصلی‌ترین مورد استفاده اریدیم بعنوان عامل سخت‌کننده در آلیاژهای پلاتین است.
برای ساخت دیگ کوره و وسایلی که به دمای بالا نیاز دارند.
اتصالات برقی ( بارزترین نمونه آنها شمعهای اتومبیل Pt/Lr است. )
آلیاژهای اسمیم/ایریدیم در نوک خودکارها و قطب نماها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
زمانی ایریدیم بصورت آلیاژ با پلاتین در سوراخهای مخزن توپهای سنگین و به حالت پودری ( ایریدیم سیاه ) برای سیاه رنگ کردن(چینی بکار می‌رفت.
ایزوتوپهـــــــا
ایریدیم دارای ایزوتوپهای طبیعی و تعداد زیادی رادیوایزوتوپ می‌باشد که پایدارترین آنها Ir-192 دارای نیمه عمر 73,83 روز است. Ir-192 بصورت پلاتین متلاشی می‌شود، در صورتیکه بیشتر رادیوایزوتوپهای دیگر به شکل اسمیـــم فروپـاش می‌شوند.

[shirin71]

میتنریم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Mt و عدد اتمی 109 قرار دارد. پایدارترین ایزوتوپ این عنصر مصنوعی ، Mt-266 دارای نیمه عمر 4,3ms می‌باشد.

تاریخچـــــــــــه
میتنریم را برای اولین بار گروهی از محققان آلمانی به رهبری "Peter Armbruster" و "Gottfried Mnzenberg" در 29 آگوست 1982 در موسسه تحقیقاتی یونهای سنگین واقع در Darmstadt تولید کردند. این گروه با بمباران بیسموت 209 بوسیله هسته‌های شتابدار شده آهن 58 این عنصر را تولید کردند. تولید این عنصر ثابت کرد که می‌توان از فن‌آوریهای همجوشی هسته‌ای برای تولید هسته اتمهای جدید و سنگین استفاده نمود.

نام این عنصر را به احترام "Lise Meitner" فیزیکدان و ریاضیدان سوئدی – اتریشی ، میتنریم گذاشتند اما برای نامگذاری عناصر 101 تا 109 اختلاف بوجود آمد و سرانجام IUPAC کلمه unnilennium را با نشان Une بعنوان نام موقت این عنصر اتخاذ نمود. اما در سال 1997 اختلافات برسر نامگذاری این عنصر حل شد و نام کنونی آن برگزیده شد.

[shirin71]

نیکل

نیکل ، عنصرشیمیایی جدول تناوبی است که نماد Ni داشته و عدد اتمی آن ، 28 است.
تاریخچه
استفاده از نیکل ، قدمت باستانی داشته ، به 3500 سال قبل از میلاد مسیح باز می‌گردد. برنزهایی که از سوریه امروزی یافت شده‌اند، حاوی حدودا 2% نیکل بوده و دست‌نوشته‌های چینی اشاره بر این دارند که مس سفید در 1400 تا 1700 سال قبل از میلاد مسیح در مشرق زمین استفاده می‌شد. اما از آنجا که معادن نیکل و مس در آن روزگار به‌راحتی مورد اشتباه قرار می‌گرفتند، تمام دانستنیهای دقیقتر به دوران معاصر باز می‌گردد.

کانی‌هایی که حاوی نیکل هستند، از جهت رنگ‌دهی به شیشه کاربرد داشتند و از ارزشی فراوان بر خوردار بودند. در سال 1751 شخصی به نام "Baron Axel Fredrik" تلاشهایی را برای استخراج مس از معدن نیکل انجام داد و که در نتیجه فلزی سفید بدست آورد که آن را نیکل نامید.

اولین سکه خالص نیکلی در سال 1881 ساخته شد.
پیدایش
اکثر نیکلهای بدست آمده از دو نوع معدن بدست آمده‌اند، اولی خاکهای آجری رنگ بوده که مهمترین معدن سنگ نیکل هستند و دومی سولفید موجود در ماگمای زمین می‌باشد. منطقه Sudbury در Ontario کانادا 30% نیکل جهان را تولید می‌کند. معادن دیگر در روسیه استرالیا کوبا و اندونزی می‌باشند. با این وجود این باور وجود دارد که بیشتر نیکل موجود در زمین در هسته این سیاره تمرکز یافته است.
خصوصیات قابل توجه
نیکل یک فلز سفید نقره‌ای است که به‌خوبی جلا می‌گیرد. از گروه آهن‌ها است که سخت و قابل انعطاف بوده ، هادی جریان الکتریسیته می‌باشد و به‌راحتی با گوگرد و آرسنیک ترکیب می‌شود.

با توجه به اینکه نیکل ، دوام زیادی در هوا داشته ، اکسیده نمی‌شود، برای تولید سکه‌های پول فلز کاری برنج و آهن و همچنین برای ساخت ابزار آلات شیمیایی در آلیاژهای خاص مانند نقره آلمانی کاربرد دارد و معمولا با کبالت همراه هست که هر دوی آنها در آهن‌های شهاب سنگی یافت می‌شوند. نیکل برای آلیاژهایی که بوجود می‌آورد، بسیار با ارزش می‌باشد.

معمولترین حالت اکسیداسیون نیکل ، 2+ است و این در حالی است که نیکل 3+ و 1+ نیز به‌ندرت مشاهده می‌شوند.
کاربردها
تقریبا 65% نیکل مصرفی در دنیای غرب برای تولید لوازم فولاد ضد زنگ بکار می‌رود. 12% دیگر آن به مصرف آلیاژهای عالی می‌رسد. 23% باقی مانده نیز در مصارفی مانند تولید آلیاژ فلزات ، باطری‌های قابل شارژ ، کاتالیزورها ، سکه‌ها و ابزار ریخته‌گری و فلزکاری تقسیم می‌شود.

مصارف کلی نیکل به صورت زیر است:


* فولاد ضد زنگ و دیگر آلیاژهای ضد زنگ.
* فولاد نیکل برای تولید فلز سلاح‌ها و گاو صندوق‌ها کاربرد دارد.
* آلیاژ آلنیکو برای تولید آهن‌ربا
* فلز Mu که قابلیت نفوذ پذیری مغناطیسی بالایی داشته و برای صفحه نمایشهای مغناطیسی استفاده می‌شود.
* آلیاژ کابلهای انتقال حافظه که در ساخت ربات‌ها کاربرد دارد.
* باطری‌های قابل شارژ ، مانند باطریهای نیکل هیدروکسیدی و نیکل کادمیوم.
* ضرب سکه. در ایالات متحده و کانادا ، نیکل برای سکه‌های 5 سنتی استفاده می‌شود که آنها نیز نیکل نامیده می‌شوند.
* آبکاری الکتریکی
* ظروف ضد حرارت برای استفاده در آزمایشگاه‌های شیمی
* نیکل مشتق شده ، یک کاتالیزور است که برای هیدروژنه کردن روغن سبزیجات بکار می‌رود.

نقش بیولوژیکی
اکثر مواد هیدروژنی ، حاوی نیکل و مجموعه های گوگرد-آهنی هستند. هسته نیکل یک عنصر اصلی در تمام مواد هیدروژنی بوده که عملکرد آنها بیشتر اکسیداسیون است تا آزاد کردن هیدروژن. هسته نیکل به این دلیل وجود دارد که بتواند تغییرات ناشی از عمل اکسیداسیون را تحمل کند. همچنین شواهد چنان نشان می‌دهند که هسته نیکل قسمت فعال این آنزیمها هستند. همچنین منوکسید کربنهایی در عمل جدا سازی هیدروژن وجود دارند که حاوی نیکل هستند. درباره ساختار نیکل اطلاعات زیادی در دست نیست.
ایزوتوپها
نیکلی که در طبیعت به وجود می آید از 5 ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است که عبارتند از Ni-58 ، Ni-59 ، Ni-60 ، Ni-61 ، Ni-62 از بقیه فراوانتر می‌باشد و 59-Ni از بقیه پایدارتر بوده و نیمه عمر تجزیه آن حدودا 76000 سال می‌باشد. نیمه عمر تجزیه نیکل 63-Ni صد سال و نیکل Ni-56 ، در حدود 6.077 روز می‌باشد. تمامی ایزوتوپهای رادیواکتیوی ، نیمه عمر تجزیه‌ای کمتر از 60 ساعت دارند و عمر تجزیه بیشتر آنها کمتر از سی ثانیه می‌باشد. Ni-56 در مقیاس و حجمهای بزرگ در ستاره‌های بسیار بزرگ تولید شده و انحنای نور این ستاره‌های بزرگ با تجزیه نیکل و کبالت و بعد از به آهن مرتبط است.

نیکل -59 یک عنصر هسته با عمر طولانی و نیمه عمر 76000 سال است. نیکل کاربردهای زیادی در زمین شناسی ایزوتوپی دارد. نیکل -59 برای تعیین تاریخ دوره‌های زمین شناسی کاربرد داشته و میزان غبار ته‌نشین شده در یخهای فرا زمینی را تعیین می‌کند. نیکل -60 محصول منقرض شده Fe می‌باشد، چرا که Fe-60 منقرض شده عمر زیادی داشته و پایداری آن در مواد سیستم خورشیدی که تمرکز بالایی دارند، گوناگونی زیادی را در ترکیبات ایزوتوپی Ni- 60 ایجاد می کند. بنابراین میزان Ni-60 موجود در مواد فرا زمینی می‌تواند ما را به حقیقت اصلی سیستم خورشیدی و تاریخچه اولیه آن رهنمون سازد.
هشدارها
نیکل را نباید بیشتر از 0.05 mg/cm3 در مجاورت ترکیبات حلال قرار داد. همچنین به نظر می‌رسد که دود و سولفید نیکل ، سرطان زا باشد. نیکل کربنیک یک گاز بسیار سمی است. تماس نیکل با پوست افراد حساس ممکن است ایجاد آلرژی کند. مقداری مجاز نیکل مصرفی در محصولاتی که با دست انسان تماس دارد، مطابق اتحادیه اروپایی می‌باشد. بر اساس یک گزارش منتشر شده در مجله Nature در سال 2002 ، محققین دریافته‌اند که مقدار نیکل موجود در سکه‌های یک و دو Euro بیشتر از حد استاندارد است. به نظر می‌رسد که این عمل بدلیل واکنشهای گالوانیک رخ می‌دهد.

[shirin71]

پالادیوم

پالادیوم ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی ا ست که نماد آن Pd بوده و عدد اتمی آن 46 است و یکی از فلزات کمیاب نقره‌ای و سفید از گروه پالادیوم می‌باشد. پالادیوم از نظر شیمیایی همانند پلاتین بوده ، از معادن مس و نیکل بدست می‌آید و در تهیه کاتالیزورهای صنعتی و همچنین جواهرات استفاده می‌شود.
تاریخچه
پالادیوم در سال 1803 توسط "William Hyde Wollaston" کشف شد. این عنصر توسط "Wollaston" بعد از Asteroid Pallas که دو سال قبل از آن کشف شده بود، نامگذاری شد. Wollaston این عنصر را در معدن پلاتین در آفریقای جنوبی کشف کرد. او این عمل را با حل کردن مواد دریافت شده از معدن در محلول Aqua Regia و خنثی سازی محلول با اضافه کردن هیدروکسید سدیم NaOH که با اضافه کردن mercuric Cyanide باعث ته‌نشین شدن Ammonium Chloroplatinate و شکل گیری Palladium Cynide می‌شد، انجام داد. وی در آخر با گرم کردن ترکیب بدست آمده ، فلز پالادیوم را بدست آورد.

روزگاری ترکیب کلریدپالادیوم برای درمان مرض سل به میزان 0.065 گرم در روز تجویز می‌شد. این ترکیب ، عوارض جانبی زیادی نداشت، ولی بعدا داروهای موثر دیگر جایگزین آن شدند.
پیدایش
پالادیوم هم به صورت فلز آزاد و هم به صورت آلیاژ با طلا و پلاتین و دیگر فلزات این گروه در محل کوه‌های اورال استرالیا ، اتیوپی و آمریکای شمالی و جنوبی یافت می‌شود. با این حال ، اکثر پالادیوم مصرفی بدلیل صرفه اقتصادی از معادن نیکل و مس در آفریقای جنوبی و Ontario دریافت می‌شود، چرا که حجم بالای این فعالیتها عمل دریافت پالادیوم را به‌صرفه می‌کند.
خصوصیات قابل توجه
پالادیوم یک فلز سفید و نرم است که شبیه پلاتین بوده ، در مجاورت هوا سیاه نمی‌شود. این فلز با چگالی اندک خود ، پایین‌ترین نقطه ذوب را در میان فلزات گروه پلاتین دارد. این فلز در زمانی که به آن حرارت داده شود، به میزان زیاده کشیده و نرم شده ، در دمای سخت سفت و محکم می‌شود. پالادیوم به‌شدت با ترکیبات گوگردی و اسید نیتریک ترکیب شده ، به‌آرامی در اسید هیدروکلریک حل می‌شود. همچنین این فلز در دماهای معمولی با اکسیژن ترکیب نمی‌شود.

این فلز به طرز بسیار غیر معمول و عجیب خاصیت جذب هیدروژن را تا 900 برابر حجم خود در دمای اطاق داشته ، به نظر می‌رسد که احتمالا هیدرید پالادیوم را شکل می‌دهد: pd2H . اما هنوز ترکیب شمیایی واقعی آن آشکار نیست.

حالتهای معمولی اکسیداسیون پالادیوم +2 ، +3 و +4 می‌باشد. اخیرا ترکیبات پالادیوم که در آن ، این عنصر اکسیداسیون +6 دارد هم بوجود آمد.
کاربردها

* پالادیوم ، کاتالیزورهای خوبی را شکل داده ، مخصوصا در عمل تصفیه نفت ، سرعت هیدروژن‌گیری و هیدروژن‌زدایی ( Hydrogenation and Dehydrogenation ) را زیاد می‌کند. همچنین آلیاژ آن ، در جواهرسازی استفاده می‌شود.

* طلای سفید ، آلیاژی از طلا بوده که با اضافه کردن پالادیوم ، رنگ خود را از دست می‌دهد.

* پالادیوم نیز همانند طلا می‌تواند به ورقه‌های نازک تبدیل شود.

* هیدروژن به‌راحتی در پالادیوم گرم شده منتشر می‌شود که در خالص‌سازی گازها کاربرد دارد.

* در تجهیزات و سیستمهای Switching-Systems مخابراتی از پالادیوم استفاده می‌شود.

* پالادیوم همچنین در دندانپزشکی ، ساعت سازی و ساخت ابزار جراحی و اتصالات الکتریکی کاربرد دارد.

ایزوتوپها
پالادیوم طبیعی از شش ایزوتوپ تشکیل شده است. پایدارترین ایزوتوپهای رادیو اکتیوی Pd-107 با نیمه عمر 6.5 میلیون سال ، Pd-103 با نیمه عمر 17 روز و Pd-100 با نیمه عمر 3.63 روز روز می‌باشند. 18 ایزوتوپ رادیواکتیوی دیگر از طریق وزن اتمی شان طبقه‌بندی می‌شوند. اکثر آنها به غیر از Pd-101 که نیمه عمرش 8.47 ساعت و Pd-109 که نیمه عمرش 13.7 ساعت و Pd-112 که نیمه عمرش 21 ساعت است، بقیه نیمه عمری کمتر از نیم ساعت دارند.

[shirin71]

پلاتین

پلاتین ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که علامت آن Pt بوده و عدد اتمی آن 78 می‌باشد. پلاتین یک فلز انتقالی خاکستری مایل به سفید که هادی جریان الکتریسیته بوده ، قابل انعطاف ، سنگین و بسیار باارزش است بوده و در مقابل خورده شدن و اکسیداسیون مقاوم بوده و در برخی از معادن مس و نیکل یافت می‌شود. از پلاتین در جواهرات , تجهیزات آزمایشگاهی ، اتصالات الکتریکی ، دندانپزشکی و دستگاه ضد آلودگی در اتومبیل استفاده می‌شود.
تاریخچه
پلاتین از واژه اسپانیولی Platina که به معنی نقره کوچک می‌باشد، گرفته شده است. سالهای زیادی است که پلاتین طبیعی و پلاتین غنی شده آلیاژی شناخته شده است. این فلز توسط سرخپوستهای کلمبیایی استفاده می‌شده است و اولین مرجع اروپایی به پلاتین در سال 1557 در نوشته‌های انسان‌شناس ایتالیایی " Julius Caesar Scaliger" دیده می‌شود که از آن ، به‌عنوان یک فلز اسرار آمیز که از معادن آمریکای مرکزی بین Darién ( پاناما ) و مکزیک استخراج شده و نیز گفته شده است: "تا کنون حتی با هنرهای اسپانیایی ها هم غیر قابل ذوب است."

img/daneshnameh_up/4/45/75pxPlatinum_symbol.png

اسپانیائی‌ها این فلز را وقتی اولین بار وارد اسپانیا شدند Platina نامیدند. آنها به آن ، به چشم یک ناخالصی در نقره ای که استخراج می‌کردند نگاه می‌کردند و اغلب از آن صرف نظر می‌کردند.

پلاتین توسط "Antonio De Ulloa" ستاره شناس و "Don Jorge Juan y Santacilia" کشف شد. هر دوی آنها توسط پادشاه فیلیپ پنجم برای پیوستن به یک ماموریت جغرافیائی در پرو که از 1735 تا 1745 طول کشید، دعوت شدند. در میان چیزهای دیگر در کلمبیا اولوا ، Platina del pinto را مشاهده کرد که فلزی بی‌استفاده بود که به همراه طلا در New Granada (کلمبیا) پیدا شده بود.

privateerهای انگلیسی کشتی اولوا را در سفر بازگشت توقیف کردند. اگر چه در انگلستان با او خوش رفتاری شد و حتی در انجمن سلطنتی عضو شد، تا سال 1748 از انتشار یافته‌هایش در مورد فلز ناشناخته منع شد. قبل از آن در سال 1741 ، "Charles Wood" مسقلا این عنصر را جدا کرده بود.

پلاتین در حال حاضر با ارزشتر و گرانتر از طلا می‌باشد و از این جهت جایزه‌های پلاتینی بهتر از جایزه‌های طلایی می‌باشند. قیمت پلاتین بسته به فراوانیش تغییر می‌کند، ولی معمولا 8 برابر طلا ارزش دارد. برای مدتهای طولانی تعریف استاندارد متر بر اساس فاصله بین دو علامت بر روی شمش پلاتین-ایریدیوم بود که در سور ( Sevres )نگهداری می‌شد، تعیین شده بود. از این فلز همچنین در تعریف "Standard Hydrogen Electrode" نیز استفاده می‌شود.
پیدایش
پلاتین معمولا به حالت خالص و یا در سنگ معدن اسپریلیت ( آرسنید پلاتین PtAs2 ) که بزرگترین منبع این فلز است، یافت می‌شود. آلیاژ طبیعی پلاتین و ایریدیوم Platiniridium بوده که در Cooprite معدنی ( سولفید پلاتین، Pt S ) یافت می‌شود.

img/daneshnameh_up/f/f2/180pxPlatinumOreUSGOV.jpg

این فلز معمولا با مقدار کمی از دیگر فلزات خانواده پلاتین که در مواد آبرفتی در کلمبیا ، اونتاریو و کوه‌های اورال و در برخی از ایالتهای غربی آمریکا یافت می‌شوند، همراه است.

پلاتین از نظر اقتصادی به‌عنوان محصول جانبی فراوری سنگ معدن نیکل تولید می‌شود. حجم عظیم سنگ معدن فرآوری شده نیکل ، نشانگر این است که پلاتین تنها 2 در میلیون از این سنگ معدن می‌باشد.
خصوصیات قابل توجه
این فلز در هنگامی که خالص باشد، بسیار زیبا و به رنگ نقره‌ای مایل به سفید بوده ، هادی جریان الکتریسیته و نرم و قابل انعطاف می‌باشد. این فلز در برابر خوردگی مقام است. ویژگیهای کاتالیزوری فلزات گروه ششم از خانواده پلاتین بسیار برجسته و مهم می‌باشد. ( توجه داشته باشید که هیدروژن و اکسیژن در مجاورت پلاتین منفجر می‌شوند). دوام بالا و خاصیت ضد تیرگی پلاتین دلیل استفاده از این فلز در ساخت جواهرات ظریف و زیبا می‌باشد.

دیگر ویژگی‌های ممتاز این فلز ، پایداری در برابر واکنشهای شیمیایی و دماهای بالا و خاصیت پایدار الکتریکی می‌باشد. از تمامی این ویژگی‌ها در صنعت استفاده می‌شود. پلاتین در مجوارت با هوا در هیچ درجه ای اکسید نمی‌شود، اما توسط سیانیدها ، هالوژنها ، گوگرد و بازهای قوی خورده می‌شود. این فلز در اسید هیدروکلریک و اسید نیتریک حل نمی‌شود، ولی به‌راحتی در محلول تیزاب سلطانی حل می‌شود ( اسید کلروپلاتینیک را به وجود می‌آورد ). حالتهای اکسیداسیون پلاتین +2،+3 و +4 می‌باشند.
کاربردها
،از پلاتین در جواهرات ، سیم ، ساخت ظروف با تحمل حرارتی بالا برای مصارف شمیایی و کوره‌های برقی حرارت بالا استفاده می‌شود.


* از پلاتین خوب جدا شده به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شود. برای مثال در مبدلهای کاتالیزوری خودروها و فرایندهای صنعتی مختلف مانند ساخت اسید سولفوریک استفاده می‌شود.

* این فلز می‌تواند مقدار زیادی از گاز هیدروژن را جذب کرده ، هنگامی که حرارت داده می‌شود، آن را آزاد کند. از این جهت به‌عنوان منبع ذخیره گاز در وسایل نقلیه و در سلول سوختی مطالعه می‌شود.

* صنایع شمیایی از مقدار قابل توجهی پلاتین یا آلیاژ پلاتین- رادیوم به‌عنوان کاتالیزور و به شکل توری ریزبافت برای کاتالیز کردن اکیسیداسیون انتخابی آمونیاک برای تهیه اکسید نیتریک که ماده خام برای کودها و مواد منفجره می‌باشد و اسید نیتریک استفاده می‌کنند.

* پلاتین‌های کاتالیزوری در تصفیه نفت خام و بهسازی فرایند تولید بنزین اکتان بالا و همچنین ترکیبات معطر در صنعت پتروشیمی کاربرد دارند.

* ضریب انبساط این فلز برابر با شیشه‌های Soda-Lime-Silica بوده و در ساخت الکترودهای آب‌بندی شده در سیستمهای شیشه‌ای کاربرد دارد.

* آلیاژ پلاتین و کبالت ، خاصیت مغناطیسی عالی دارد. آلیاژی که از 76% پلاتین و 23% کبالت تشکیل شده باشد، از نظر مغناطیسی بسیار قوی می‌باشد.

* آلیاژ 10/90 پلاتین/اوسمیوم برای ساخت ضربان ساز قلب ، دریچه‌های جایگزین و سایر کاشه‌های جراحی استفاده می‌شود.

* این فلز در پوشش کلاهکهای دماغه موشکها و نازل سوخت موتور جت و دیگر وسایلی که می‌بایست با ضریب اطمینان بالایی در حرارتهای بالا و در تناوبهای زمان طولانی کار کنند، کاربرد دارد.

* سیمهای پلاتینی ، وقتی در معرض متیل الکل قرار می‌گیرند، با رنگ قرمز تیره می‌درخشند، درست همانند کاتالیزوری که الکل را به فرمالدئید تبدیل می‌کند. این پدیده به‌صورت تجاری در ساخت فندک سیگار و دست‌گرم‌کنها استفاده می‌شود.

* Cis-platin با فرمول PtCl2(NH3)2 ، دارویی است که در درمان انواع خاصی از سرطان‌ها که شامل سرطان خون (Lukemia) و سرطان بیضه می‌شود، کاربرد دارد.

ایزوتوپها
پلاتین طبیعی از 5 ایزوتوپ پایدار و یک رادیوایزوتوپ Pt-190 که نیم عمر بسیار طولانی 6 میلیارد سال را دارد تشکیل شده است. ایزوتوپهای رادیواکتیوی زیاد دیگری نیز برای این عنصر وجود دارند که پایدار ترین آنها Pt-193 بوده که نیمه عمر آن 50 سال می‌باشد.
هشدارها
این فلز بدلیل طبیعت غیر واکنشی خود برای سلامتی مساله ساز نیست، با این حال تمام ترکیبات پلاتین به‌شدت سمی هستند.

[shirin71]

دارمستادیوم

ارمستادیوم یا دارمستاتیم ( نام سابق آن Ununnilium ) ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Ds و عدد اتمی 110 می‌باشد. وزن اتمی 281 آن باعث شده تا به یکی از اتمهای فوق سنگین تبدیل شود. دارمستاتیم یک عنصر مصنوعی است و مدت فروپاشی آن ، یک‌هزارم ثانیه است. به‌علت حضور آن در گروه 10 احتمال جامد و فلزی بودن این عنصر زیاد است.
تاریخچـــــــه
دارمستاتیم اولین بار در 9 نوامبر 1994 در "Gesellschaft für Schwerionenforschugل" ( GSI) واقع در Darmstadt در کشور آلمان ساخته شد. این عنصر هرگز دیده نشده و فقط تعداد کمی از اتمهای آن ، بوسیله همجوشی هسته‌ای ایزوتوپهای سرب و نیکل در یک شتاب دهنده یونی سنگین ساخته شده‌اند. ( اتمهای نیکل را شتابدار کرده و بوسیله بمباران هسته‌ای به سرب تبدیل می‌کنند.)

دانشمندان همیشه جدی نیستند. بعضی از آنها چون شماره تلفن پلیس آلمان 110است، نام policium را برای این عنصرجدید پیشنهاد کردند. در واقع نام این عنصر از نام محل کشف آن Darmstadt برگرفته شده است. (در واقع GSI در Wixhausen واقع شده که حومه کوچکی در شمال Darmstad است.) در آگوست سال 2003 ، IUPAC نام جدید آنرا انتخاب کرد.

[shirin71]

مس

س یکی از عناصر جدول تناوبی است که نشان آن Cu و عدد اتمی آن 29 می باشد.

خصوصیات قابل توجه

مس فلز نسبتا" قرمز رنگی است که از خاصیت هدایت الکتریکی و حرارتی بسیار بالایی برخوردار می باشد.( در بین فلزات خالص ، تنها خاصیت هدایت الکتریکی نقره در حرارت اطاق از مس بیشتر است) چون قدمت مصنوعات مسی کشف شده به سال 8700 قبل از میلاد برمی گردد، احتمالا" این فلز قدیمی ترین فلز مورد استفاده انسان می باشد.مس علاوه بر اینکه در سنگهای معدنی گوناگون وجود دارد ، به حالت فلزی نیز یافت می شود.( مثلا" مس خالص در بعضی مناطق).
این فلز را یونانیان تحت عنوان Chal*** می شناختند. چون مقدار بسیار زیادی از این فلز در قبرس استخراج می شد رومیان آنرا aes Cyprium می نامیدند. بعدها این کلمه به فرم ساده تر cuprum درآمد و در نهایت انگلیسی شده و به لغت Copper تبدیل شد.

کاربردها

مس فلزی قابل انعطاف و چکش خوار است که کاربردهای زیادی در موار زیر دارد:

* سیمهای مسی
* لوله های مسی
* دستگیره های درب و سایر وسایل منزل
* مجسمه سازی. مثلا" مجسمه آزادی شامل 179000 پوند مس می باشد.
* آهنرباهای الکتریکی.
* موتورها، بخصوص موتورهای الکترومغناطیسی.
* موتور بخار وات.
* کلیدها و تقویت کننده های الکتریکی.
* لامپهای خلاء ، لامپهای پرتوی کاتدی ومگنترونهای اجاقهای مایکرو ویو.
* هدایت کننده موج برای تشعشع مایکروویو.
* به علت خاصیت هدایت بهتر آن نسبت به آلومینیوم، کاربرد مس در IC ها به جای آلومینیوم رو به افزایش است.
* بعنوان جزئی از سکه ها.
* در وسایل آشپزی، از جمله ماهی تابه .
* بیشتر سرویسهای قاشق چنگال ( flatware) قاشقها،چنگالها و چاقوها دارای مقادیری مس هستند(نقره نیکلی).
* اگر نقره استرلینگ در ظروف غذاخوری بکار رفته باشد ،حتما"باید دارای درصد کمی مس باشد.
* بعنوان بخشی از لعاب سرامیکی و در رنگ آمیزی شیشه .
* وسایل موسیقی ،بخصوص سازهای بادی.
* بعنوان یک بیواستاتیک در بیمارستانها وپوشاندن قسمتهای مختلف کشتی برای حفاظت در برابر بارناکلها و ماسلها.
* ترکیباتی مانند محلول فلینگ که در شیمی کاربرد دارد.
* سولفات مس که بعنوان سم و تصفیه کننده آب کاربرد دارد.


تاریخچه

مس برای تعدادی از تمدنهای قدیمی ثبت شده ، شناخته شده بود و تاریخ استفاده از آن حد اقل به 10000 سال پیش می رسد. یک آویزه مسی ، متعلق به سال 8700 قبل از میلاد در شمال عراق کنونی پیدا شد.نشانه هایی مبنی بر ذوب و خالص کردن مس از اکسیدهای آن مانند مالاکیت و آزوریت تا سال 5000 قبل از میلاد وجود دارد.در عوض اولین نشانه های استفاده از طلا تقریبا" به 400 سال قبل از میلاد بر می گردد.
img/daneshnameh_up/c/c0/75pxCoppersymbol.png


مصنوعات مسی و برنزی که از شهرهای سومری و مصنوعات مصری که از مس و آلیاژ آن با قلع یافت شده تقریبا" متعلق به 3000 سال قبل از میلاد هستند.در یکی از اهرام یک سیستم لوله کشی با مس پیدا شده که مربوط به5000 سال پیش است.مصریان دریافتند افزودن مقدار کمی قلع ، قالب گیری مس را آسان تر می کند لذا آلیاژهای برنزی که در مصر کشف می شوند تقریبا" قدمتی همانند مس دارند. استفاده از مس در چین باستان حداقل به 2000 سال قبل از میلاد مربوط بوده و تا 1200 سال قبل از میلاد در این کشوربرنز مرغوب ساخته می شده است.در نظر داشته باشید چون مس به راحتی برای استفاده و کاربرد مجدد ذوب می شود ، دوران ذکر شده تحت تاثیر جنگها و کشورگشائیها قرار می گیرد.در اروپا مرد یخیOetzi ،مردی که به دقت نگهداری می شود و متعلق به3200 سال قبل از میلاد است، تبری با نوک مسی در دست دارد که درجه خلوص فلز آن 7/99% می باشد.مقدار زیاد آرسنیک موجود در موهای او نشان دهنده سرو و کار او با پالایش مس می باشد.
استفاده ار برونز در مرحله ای از تمدن به قدری فراگیر بود که آن مرحله را عصر برونز می نامند.
برنج برای یونانیان شناخته شده بود اما اولین بار بصورت گسترده توسط رومیان بکار رفت.
به خاطر زیبایی درخشانش- بطوریکه در باستان برای ساخت آئینه از آن استفاده می شد -ونیزبه دلیل ارتباط آن با قبرس که مربوط به الهه بود ،در اسطوره شناسی و کیمیاگری فلز مس با الهه های آفرودیت و ونوس پیوند دارد.در کیمیا گری علامتی را که برای مس در نظر گرفته بودند ،علامت سیاره زهره(ونوس) نیز بود.

نقش بیولوژیکی

وجود مس برای کلیه گیاهان و حیوانات عالی ضروری می باشد. مس در آنزیمهای متنوعی ،از جمله مراکز مس cytochrome c oxidase و آنزیم حاوی Cu-Zn به نام superoxide dismutase وجود دارد و فلز اصلی در رنگدانه حامل اکسیژن hemocyanin است.RDA برای مس در بزرگسالان سالم 9/0 میلی گرم در روز می باشد.
مس در جریان خون عمدتا" روی پروتئین پلاسمایی بنام ceruloplasmin حرکت می کند. اگرچه مس اول در روده جذب می شود، این عنصر همبسته با آلبومین به سوی کبد منتقل می شود.
یک حالت ارثی که بیماری ویلسون نامیده می شود موجب باقی ماندن مس در بدن و عدم ورود آن به صفرا توسط کبد شود.این بیماری در صورت عدم درمان می تواند منجر به آسیبهای کبدی و مغزی شود.

پیدایش

img/daneshnameh_up/a/a8/180pxCopperMineralUSGOV.jpg


مس معمولا" به شکل معدنی یافت می شود.کانیهایی مثل آزوریت ، مالاکیت و برنیت همانند سولفیدهایی از جمله کالکوپیریت ( CuFeS2) ،کوولین ( CuS)،کالکوزین ( Cu2S) یا اکسیدهایی مانند کوپریت (Cu2O) از منابع مس هستند.

ترکیبات

آلیاژهای بسیاری از مس وجود دارد- برنج آلیاژ مس/روی و برنز آلیاژ مس/ قلع است.
متداول ترین حالات اکسیداسیون مس شامل حالت مربوط به مس یک طرفیتی cuprous ، 1+Cu و حالتcupric ،2+Cu می باشد.

کربنات مس به رنگ سبز است که بوسیله آن ظاهر منحصر به فرد بامها یا گنبدهای با پوشش مس روی بعضی ساختمانها ساخته می شوند.
اکسیدهای مس ( مانند :اکسید مس ایتریم و باریم 7δ Yba2Cu3O یا YBCO) پایه های بسیاری از ابر رساناهای غیر معمول را تشکیل می دهند.
ترکیبات دیگر : سولفید مس


ایزوتوپها


علاوه بر تعداد زیادی رادیوایزوتوپ ، دو ایزوتوپ پایدار Cu-63 و Cu-65 موجود است.تعداد بسیار زیادی از این رادیوایزوتوپها دارای نیمه عمرهایی به مقیاس دقیقه یا کمتر دارند ، طولانی ترین نیمه عمر متعلق به Cu-64 است که مدت آن 7/12 ساعت ،با دو حالت فرسایشی که منجر به محصولات جداگانه می شود.

هشدارها

با تمامی ترکیبات مس باید طوری رفتار شود گویی سمی هستند ( مگر خلاف آن مشخص باشد). این فلز در حالت پودزی خطر آتش زایی دارد.30 گرم سولفات مس برای انسان کشنده است.مس موجود در آب آشامیدنی با غلظتی بیش از 1 میلی گرم در لیتر موجب لک شدن لباسها و اقلام در آب می گردد.مقدار بی خطرمس در آب آشامیدنی انسان بر حسب منبع آن متفاوت است اما مرز آن بین 5/1 تا 2 میلی گرم در هر لیترمی باشد.

شناخت محیط رشد:مس
مس نیز به مقدار بسیار کم در تولید کلروفیل، پروتئین، کربوهیدرات ها و همچنین در فعال ساختن برخی از آنزیم ها مورد نیاز است. در صورت کمبود مس برگها کوچک مانده و سرشاخه های جوان را دچار برگ سوختگی می کند. هر چه واکنش خاک اسیدی تر باشد، مس قابل استفاده تر است. برای رفع کمبود مس از سولفات مس به تنهایی و گاهی مخلوط با آهک (به نام محلول بردو) استفاده می شود که البته بازده آن در خاکهای ایران بسیار کم است.

[shirin71]

نیتروژن

تاریخچه
نیتروژن (که لاتین آن nitrum و یونانی آن nitron به معنی جوش شیرین محلی ، شکل دادن و ژن یا عامل می‌باشد) ، توسط شخصی به نام "Daniel Rutherford" که آن را هوای مهلک نامید، در سال 1772 کشف شد. دو اواخر قرن 18 ، شیمیدانان بخشی از هوا را یافتند که عمل احتراق را همراهی نمی‌کرد. در همان زمان ، نیتروژن توسط Carl Wilhelm Scheele ، Henry Cavendish و Joseph Priestley که آن را هوای سوخته نامیدند، مطالعه و برسی شد. گاز نیتروژن به‌قدری بی‌اثر بود که Antoine Lavoisier ، آن را ازت که به معنی بدون زندگی است، نام نهاد.

ترکیبات نیتروژن در قرون وسطی شناخته شده بود. کیمیاگران ، اسید نیتریک را به‌عنوان بازدم آب می‌شناختند. ترکیب نیتریک و اسید هیدروکلریک که به‌عنوان تیزاب سلطانی شناخته شده بود، برای آب کردن طلا مشهور بود.

اطلاعات کلی
نیتروژن ، یکی از عناصر شیمیایی در جدول تناوبی است که نماد آن ، N و عدد اتمی آن 7 است. نیتروژن معمولا به صورت یک گاز ، غیر فلز ، دو اتمی بی‌اثر ، بی‌رنگ ، بی‌مزه و بی‌بو است که 78% جو زمین را در بر گرفته و عنصر اصلی در بافتهای زنده است. نیتروژن ، ترکیبات مهمی مانند آمونیاک ، اسید نیتریک و سیانیدها را شکل می‌دهد.

خصوصیات قابل توجه
نیتروژن ، از گروه غیر فلزات بوده ، دارای بار الکترون منفی 3.0 می‌باشد. نیتروژن ، پنج الکترون در پوسته خود داشته ، در نتیجه در اکثر ترکیبات سه‌ظرفیتی می‌باشد. نیتروژن خالص یک گاز بی‌اثر و بی‌رنگ می‌باشد و 78% جو زمین را به خود اختصاص داده است. در 77K منجمد شده و در 63k به‌صورت مایع تبدیل به ماده برودتی معروف Cryogen می‌شود. index.php?page=%d9%86%db%8c%d8%aa%d8%b1%d9%88%da%9 8%d9%86&SSOReturnPage=Check&Rand=0

کاربردها
مهمترین کاربرد اقتصادی نیتروژن برای ساخت آمونیاک از طریق فرایند هابر (Haber) می‌باشد. آمونیاک ، معمولا برای تولید کود و مواد تقویتی و اسید نیتریک استفاده می‌شود. نیتروژن همچنین بعنوان پر کننده بی‌اثر ، در مخزنهای بزرگ برای نگهداری مایعات قابل انفجار در هنگام ساخت قطعات الکترونیک مانند ترانزیستور ، دیود و مدار یکپارچه و همچنین برای ساخت فلزات ضد زنگ استفاده می‌شود.

نیتروژن همچنین به‌صورت ماده خنک کننده ، برای هم منجمد کردن غذا و هم حمل و نقل آن ، نگهداری اجساد و سلولهای تناسلی (اسپرم و تخم مرغ) و در بیولوژی برای نگهداری پایدار از نمونه‌های زیستی کاربرد دارد. نمک اسید نیتریک شامل ترکیبات مهمی مانند نیترات پتاسیم و سدیم و نیترات آمونیم می‌باشد که اولی ، برای تولید باروت و دومی برای تولید کود بکار می‌رود. ترکیبات نیترات شده مانند نیتروگلیسرین و تری‌نیترو تولوئن (TNT) معمولا منفجر شونده هستند.

اسید نیتریک به‌عنوان ماده اکسید کننده در مایع سوخت راکت‌ها استفاده می‌شود. هیدرازین و مشتقات آن نیز در سوخت راکت‌ها بکار می‌روند. نیتروژن ، اغلب در مبردها (Cryogenic) ، به‌صورت مایع (معمولا LN2) استفاده می‌شود. نیتروژن مایع با عمل تقطیر هوا بدست می‌آید. در فشار جو ، نیتروژن در دمای 195.8- درجه سانتی‌گراد (320.4- درجه فارنهایت) مایع می‌شود.

پیدایش
نیتروژن ، بیشترین عنصر جو کره زمین از نظر حجم می‌باشد. (78.1 % حجمی) و برای اهداف صنعتی با عمل تقطیر هوای مایع بدست می‌آید. ترکیباتی که حاوی این عنصر هستند، در فضای بیرونی نیز مشاهده شده‌اند . نیتروژن -14 در اثر عمل هم‌جوشی هسته‌ای در ستارگان ، تولید می‌گردد. نیتروژن از ترکیبات عمده ضایعات حیوانی (مانند چلغوز یا کود) بوده ، معمولا به‌صورت اوره ، اسید اوریک و ترکیباتی از محصولات نیتروژنی یافت می‌شود.

ترکیبات
اصلی‌ترین هیدرید نیتروژن ، آمونیاک است ( NH3). البته هیدرازین (N2H4) نیز مشهور است. ترکیب آمونیاک ، ساده‌تر از آب بوده ، در محلول ، یون آمونیم (4+NH4) را تشکیل می‌دهد. آمونیاک مایع در حقیقت کمی آمفیروتیک بوده ، آمونیاک و یونهای آمینه (-NH2) را بوجود می‌آورد که البته هر دو نمک آمیدها و نیترید شناخته شده‌اند، ولی در آب تجزیه می‌شوند. ترکیبات جانشین آمونیاک به‌تنهایی یا باهم ، آمین نامیده می‌شوند. زنجیره‌ها ، حلقه‌ها و ساختارهای بزرگتر هیدریدهای نیتروژنی نیز شناخته شده‌اند، ولی در واقع ناپایدار هستند.

گروههای دیگر آنیونهای نیتروژن ، آزیدین‌ها (-N3) هستند که خطی بوده ، نسبت به دی‌اکسید کربن ، ایزو الکتریک می‌باشند. مولکول دیگر با ساختار مشابه ، منوکسید دی‌نیتروژن N2O یا گاز خنده می‌باشد و یکی از اکسیدهای گوناگون بوده ، برجسته‌تر از منوکسید نیتروژن (NO ) و دی‌اکسید نیتروژن (NO2) است که هر دوی آنها الکترون غیر زوج دارند که دومی تمایلی را به دی‌مر شدن نشان داده ، از اجزای تشکیل دهنده هوای آلوده است.

اکسیدهای استاندارد بیشتری مانند تری‌اکسید دی‌نیتروژن (N2O3) و پنتاکسید دی‌نیتروژن (N2O5) معمولا تا حدی ناپایدار و قابل انفجار هستند. اسیدهای متناظر آنها ، نیتروس (HNO2) و اسید نیتریک (HNO3) بوده ، ‌با نمکهای متناظر که نیتریتها و نیتراتها نامیده می‌شوند. اسید نیتریک یکی از چند اسیدی است که از هیدرونیوم ، قوی‌تر می‌باشد.

نقش بیولوژیکی
نیتروژن ،‌ عنصر اصلی اسیدهای آمینه و اسیدهای هسته‌ای که نیتروژن را ماده ای حیاتی برای ادامه زندگی می‌کنند، می‌باشد. لوبیا مانند اکثر گیاهانی که دانه‌های سبوسی دارند، می‌تواند عمل بازیافت نیتروژن را بطور مستقیم از هوا انجام دهد، چراکه ریشه‌های آنها دارای برآمدگی‌هایی برای نگهداری میکروبهایی است که عمل تبدیل به آمونیاک را با فرایندی به نام تثبیت نیتروژن انجام می‌دهند، می‌باشد. این گیاهان ، آمونیاک را به اکسیدهای نیتروژن و آمینو اسید تبدیل کرده ، پروتئین می‌سازند.

ایزوتوپها
نیتروژن ، دو ایزوتوپ پایدار دارد: (N-14 , N-15) که مهمترین آن دو N-14 99.634% می‌باشد که در چرخه CNO در ستارگان تولید می‌شود. مابقی ، ایزوتوپ N-15 می‌باشد. یکی از ده ایزوتوپی که به‌صورت مصنوعی تولید می‌شوند، دارای نیمه عمر نه دقیقه‌ای بوده ، ایزوتوپهای دیگر ، نیمه عمر چند ثانیه یا کمتر دارند. واکنشهای بیولوژیکی-واسطهای (مانند همانند سازی ، جذب و ترکیب نیترات‌سازی) و ... ، پویایی نیتروژن در خاک را به‌شدت کنترل می‌کنند.

این ترکیبات ، معمولا باعث عمل غنی‌سازی N-15 لایه زیرین و تخلیه محصول می‌شود. البته این فرایند سریع ، اغلب مقادیری از آمونیوم و نیترات نیز در بردارد. خاک نیتراتی نسبت به خاک آمونیومی ، توسط ریشه درختان بهتر جذب و ترکیب می‌شود.

هشدارها
کودهای نیتراتی شسته شده ، منبع اصلی آلودگی رودها و آبهای زیرزمینی است. سیانو (-CN) ، حاوی ترکیباتی است که بی‌نهایت سمی بوده ، برای حیوانات و همه پستانداران کشنده است
منبع:رشد

[shirin71]

نقره

نقره ، یکی از عناصر شیمیایی، با نشانه Ag ، دارای عدد اتمی 47 ، وزن اتمی 107.8682 و در گروه یک فرعی (IB) جدول تناوبی قرار گرفته است. نقره فلزی سفید مایل به خاکستری و براق است و از نظر شیمیایی یکی از فلزات سنگین و از جمله فلزات نجیب و از نظر تجارتی عنصری گرانبها تلقی می‌گردد. نقره یکی از عناصری است که از گذشته های دور و دورانهای باستان بعنوان یک فلز شناخته شده و مورد استفاده واقع میشده و از آن در کتابهای فراعنه مصری ، که قدمت این کتابها به حدود 3600 سال قبل از میلاد مسیح بالغ می‌گردد، بعنوان فلزی که از نظر ارزش دارای {5}{2}frac\ ارزش طلا است، یاد شده است. از نقره ، 25 ایزوتوپ رادیواکتیو شناخته شده اند که دارای اجرام اتمی 102 الی 117 می‌باشند. نقره معمولی از دو ایزوتوپ با جرمهای 107 و 109 تشکیل شده است.
منابع طبیعی
نقره جزء عناصر نسبتا کمیاب بوده و از نظر فراوانی در قشر جامد زمین ، در مرتبه شصت و سومین عنصر قرار دارد. این عنصر تشکیل دهنده حدود6-10 ×1% از پوسته زمین است. برخی اوقات نقره بصورت عنصر آزاد یافت می‌شود (نقره خالص) و گاهی نیز به صورت آلیاژ با سایر فلزات ملاحظه می‌شود. در هر صورت باید توجه داشت که در اکثر نقاط، نقره بصورت مواد معدنی حاوی ترکیبات نقره ملاحظه می‌شود. مهمترین کانیهای نقره عبارتند از: آرجنتیت (Ag2S,argentite) و سرارجیریت (AgCl ,horn silver,Ceragyrite).
از سوی دیگر تعدادی از کانیهایی که در آنها نقره با سولفیدهای سایر فلزات ترکیب شده است نیز وجود دارد که عبارتند از: استفانیت (stephanite) بفرمول(5Ag2S.Sb2S5) ، پلی بازیت (polybasite) بفرمول (Cu_2S, Ag_2S).(Sb_2S_3, As_2S_3)، پروستیت(proustite) بفرمول (3Ag_2S.As_2S_3)و پیرآرجیریت (pyrargyrite) بفرمول (3Ag_2S.Sb_2S_3).
حدود سه چهارم نقره تولیدی ، در حقیقت فراورده جانبی حاصل از استخراج سایر فلزات است. علاوه بر این ، مقدار مهمی از نقره نیز از طریق بازیافت سکه‌های از رده خارج شده که باید با مقداری نقره ممزوج شونده و یا از مقدار نقره آنها کم شود، جمع آوری می‌گردد.همچنین بازیافت نقره از قراضه های صنعتی که ضمنا شامل باقیمانده های عکاسی است، با اهمیت تلقی می‌گردد.
خصوصیات فلز نقره
نقره خالص فلزی براق و نسبتا نرم است که تا اندازه ای سخت تر از طلاست. زمانیکه این فلز پرداخت شود، دارای درخشندگی می‌شود و می‌تواند 95% از نور تابیده به خود را بازتاب نماید. این عنصر در میان کلیه فلزات ، مقام بهترین رسانا در زمینه گرما و الکتریسیته را دارا است و در زمینه قدرت چکش خواری و مفتول شوندگی دارای مرتبه دوم پس از طلا است. چگالی نقره 10.5 برابر آب است، بصورتیکه یک متر مکعب از آن دارای وزن 10500 کیلوگرم می‌باشد. نقره در 961 درجه سانتیگراد ذوب شده و در حدود 2200 درجه سانتیگراد می‌جوشد.
طلا و نقره مانند محلولهای واقعی می‌توانند در هر نسبتی با یکدیگر مخلوط شده و آلیاژ تشکیل دهند. کیفیت نقره و یا بعبارت بهتر عیار آن بر حسب تعداد قسمت نقره خالص در 1000 قسمت مخلوط فلزات بیان می‌گردد و بطور معمول نقره تجاری دارای عیار 999 است.

تصویر

خواص شیمیایی نقره
اگرچه نقره از نظر شیمیایی در میان فلزات نجیب فلزی بسیار واکنش پذیر تلقی می‌گردد، لکن باید توجه داشت که در مقایسه با سایر عناصر از مرتبه واکنش پذیری قابل ملاحظه‌ای برخوردار نمی‌باشد. این عنصر به آسانی اکسیده شدن آهن اکسید نمی‌شود، لکن با گوگرد و هیدروژن سولفید واکنش داشته و تشکیل همان تیرگی آشنا را می‌دهد که در نقره‌هایتان ملاحظه می‌کنید.
برای رفع این نقیصه می‌توان آبکاری نقره را با کمک رودیم به انجام رسانیده و از وقوع تیرگی مورد نظر پیشگیری نمود همچنین با استفاده از کرم (Cream) یا پولیش نقره می‌توان لایه تیره بسیار نازکی را که نقره در ترکیب با گوگرد بوجود آورده است را زدوده و آن را مجددا براق نمود. از طرف دیگر این تیرگی را می‌توان از نظر شیمیایی بوسیله حرارت دادن ظرف مورد نظر در محلوا رقیقی از کلرید سدیم و کربنات هیدروژن سدیم یا قرار دادن قسمت تیره در تماس با فلزی فعالتر مانند آلومینیوم که می‌تواند با گوگرد ترکیب شود و مجددا فلز را به حالت اولیه برگرداند، از بین برد.
نقره نمی‌تواند با اسیدهای غیر اکسیدکننده مانند اسیدهای کلریدریک و سولفوریک یا بازهای قوی مانند هیدروکسید سدیم واکنش نماید، لکن اسیدهای اکسنده مانند اسید نیتریک یا اسید سولفوریک غلیظ آن را در خود حل کرده و یون یک مثبت نقره (+
Ag) را تشکیل می‌دهند. این یون که در کلیه ترکیبات ساده و محلول نقره وجود دارد، تقریبا بصورت ساده ای با استفاده از عوامل احیا کننده آلی مانند آنچه در آئینه های نقره ای ملاحظه می‌شود، به فلز آزاد احیا می‌گردد. برای آبکاری نقره لازم است یونهای کمپلکس نقره احیا شود. یون (+
Ag)بی‌رنگ است، لکن تعدادی از ترکیبات نقره بدلیل نفوذ سایر اجزای تشکیل دهنده ساختمانی رنگینند. باید توجه داشت که اکسیژن درحد حیرت انگیزی در نقطه ذوب نقره به میزان 20 قسمت حجمی از اکسیژن در یک قسمت حجمی نقره حل می‌شود. پس از سرد کردن مایع مورد نظر نیز اکسیژن به میزان 75% قسمت (از نظر حجمی) در نقره باقی می‌ماند.
تجزیه و شناسایی
محلولهای حاوی یون نقره را می‌توان به آسانی تشکیل رسوب کلرید نقره بوسیله افزایش اسید کلریدریک ، شناسایی کرد. این رسوب را می‌توان از رسوبهای سرب و جیوه یک ظرفیتی ، بوسیله قدرت حل شدن آن درهنگام افزودن هیدروکسید آمونیوم اضافی و ایجاد رسوب مجدد با افزودن اسید نیتریک متمایز نمود. مضافا تجزیه وزنی بوسیله کلرید نقره یا برمید نقره که به آسانی قابل رسوب دادن ، خشک کردن و توزین می‌باشند، میسر می‌باشد. همچنین می‌توان یون نقره را بوسیله عمل الکترولیز به نقره فلزی احیا و بدین روش توزین نمود. از محلول تیوسیانات پتاسیم استاندارد شده نیز می‌توان برای تجزیه حجمی نقره استفاده کرد.
ترکیبات نقره
نقره در ترکیباتش اکثرا بصورت یک ظرفیتی است. لکن اکسید ، فلوئورید و سولفید دو ظرفیتی نقره نیز ملاحظه شده است. تعدادی از ترکیبات مهم نقره عبارتند از:

* نیترات نقره (AgNO_3): ترکیبی بی‌رنگ ، بسیار محلول ، اساسا سمی و به سادگی به نقره فلزی احیا می‌شود و از آن در تهیه ترکیبات نقره ، آئینه های نقره ، جوهرها استفاده می‌شود.


* هیدروکسید دی آمین نقره Ag(NH_3)_2]OH]: ترکیب کوئوردیناسیونی محلول در آب که به وسیله افزودن هیدروکسید آمونیوم به محلولهای املاح نقره ، تشکیل می‌شود. این ترکیب در اثر ماندن تشکیل ترکیب بسیار منفجره نقره فولمینات شده را می‌دهد.


* سیانید نقره (AgCN): مورد مصرف بوسیله سیانید سدیم یا پتاسیم اضافی در آبکاری برای تشکیل یونهای کمپلکس-
Ag(CN)_2و --
Ag(CN)_3که به فلز نقره احیا می‌شوند.


* کلرید نقره (AgCl): ترکیب سفید نامحلول که در هیدروکسید آمونیوم حل شده تشکیل یونهای کمپلکس +
Ag(NH_3)_2 می‌دهد. در عکاسی و نیز بعنوان آشکار کننده یونیزاسیون برای اشعه های کیهانی، کاربرد دارد.


* برمید نقره (ArBr): ترکیب نامحلول زرد روشن که نسبت به AgCl نامحلولتر است و بیشتر در عکاسی به مصرف می‌رسد.


* یدید نقره (AgI): ترکیب نامحلول زرد رنگ و نامحلولتر از AgBr است و برای اصلاح وضعیت ابرها به منظور بارندگی (Cloud Seading) و در عکاسی کاربرد دارد.


* سولفید نقره (Ag_2S): نامحلولترین نمک نقره ، سیاه رنگ و جزء اصلی تشکیل دهنده تیرگی ظروف نقره می‌باشد.


تصویر

کمپلکس های نقره
نقره یک ظرفیتی تعداد زیادی از ترکیبات پایدار کوئوردیناسیونی تشکیل می‌دهد. این ترکیبات اغلب دو کوئوردینانسی بوده، دارای دو گروه یونی یا مولکولی پیوسته به یک یون مرکزی +
Ag مانند Ag(CN)_2 می‌باشند. کمپلکسهای کوئوردیناسی مانند -AgCl_3]
2] نیز شناخته شده‌اند و احتمالا کمپلکسهای چهار کوئوردیناسی مانند-AgCl_4]
3] در محلولها رخ می‌دهد. نقره دو ظرفیتی می‌تواند در برابر تجزیه ، بوسیله تشکیل یون +Ag
2 با استفاده از ترکیبات آلی مانند ارتو_ فنانترولین ، پیریدین و alpha' ،\alpha\ _ دی پیریدیل پایدار شود. یون نقره سه ظرفیتی (+Ag
3) نیز با استفاده از کمپلکس شدن به وسیله اتیلن دی بی گوایند پایدار می‌شود. از طرف دیگر کلیه فلزات ضرب سکه ، یعنی مس ، نقره و طلا به آسانی با موادیکه اتمهای نیتروژن ، گوگرد یا هالوژن برای اتصال با آنها تدارک می‌کنند، کمپلکس می‌شوند (در مقایسه با موادیکه تدارک اکسیژن می‌نمایند). بعنوان مثال کمپلکسهای نقره با یون هیدروکسید (در مقایسه با کمپلکسهای هیدروکسیدروی که کوئوردینانس‌شونده خوبی با اکسیژن هستند) خیلی پایدار نیستند، بنابراین اکسید نقره در محلولهای قوی هیدروکسید سدیم فقط به میزان کمی حل می شود، در حالیکه هیدروکسید روی با توجه به کوئوردیناسیون شدنش با هیدروکسید ، در آن حل می‌شود.
موارد کاربرد نقره

* نقره در اغلب مصارفش با یک یا چند فلز ، آلیاژ شده و بدان صورت مصرف می‌شود. مهمترین مصرف این فلز در ضرب سکه است نقره همچنین دارای مصارف معروفی در زمینه جواهر سازی و ظروف نقره و نیز آب نقره است.


* به دلیل ناپایداری در مقابل اسیدهایی غیر اکسنده به صورت بوته و یا سایر وسایل شیمیایی مصرف می‌شود و گاهی ابزار آلات جراحی ، لحیم نقره و باطریهای انباره‌ای مقاوم در برابر خوردگی را از نقره تهیه می‌کنند.


* در آینه سازی به مقدار زیاد نقر ه مصرف می‌شود وهمچنین مقدار زیادی نقره برای تهیه نقره هالیدها در عکاسی مصرف می‌شود.


* رسانایی عالی نقره موجب کاربرد هرچه بیشتر آن در الکتروتکنیک شده است. از آلیاژهایی که در آنها نقره بعنوان جزئی از کل مصرف می‌شود، می‌توان ملغمه‌های دندانپزشکی و پیستونهای موتور بلبرینگ را نام برد.


* همچنین نقره دارای خواص قارچ‌کشی است و در مواردی از آن در فرایندهای سالمسازی (Sterilization) آب استفاده می‌شود.
__________________

[shirin71]

طلا

لا ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Au ( لاتین aurum ) و عدد اتمی 79 وجود دارد. طلا فلزی است نرم ، براق ، زرد رنگ ، چکش‌خوار ، قابل انعطاف ( سه ظرفینتی و یک ظرفیتی ) و فلز واسطه که با بیشتر عناصر شیمیایی واکنش ندارد و تنها بوسیله کلر و تیزاب سلطانی ( آمیزه ای از اسید نیتریک و اسید هیدروکلریک ) مورد حمله قرار می‌گیرد.

این فلز عمدتا" به شکل آزاد و بصورت تکه‌هایی در سنگها و رسوبهای آبرفتی وجود دارد و یکی از فلزات ضرب سکه می‌باشد. طلا در بسیاری از کشورها بعنوان معیار ارزش پول بکار می‌رود. همچنین در جواهرات ، دندانپزشکی و الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تاریخچه
طلا ( از واژه سانسکریت Jval ؛ آنگلوساکسون gold ؛ لاتین aurum که همگی به معن طلا هستند ) را از دوران باستان شناخته و به ارزش بالای آن پی بردند. هیروگلیف مصری از 2600 قبل از میلاد این فلز را توصیف کرده و در کتاب عهد عتیق بارها به طلا اشاره شده است. زمان زیادی است که طلا یکی از گران‌قیمت‌ترین فلزات به حساب آمده و قیمت آن در تاریخ ، معیار بسیاری از پولهای رایج می‌باشد ( تحت عنوان پایه طلا شناخته می‌شود ).

از طلا بعنوان نمادی برای پاکی ، ارزش ، سلطنت و مخصوصا" نقشهایی که ترکیبی از این ویژگیها است استفاده می‌شود. نخستین هدف کیمیاگران ، تولید طلا از سایر مواد مانند سرب بود، اگرچه کیمیاگران هرگز موفق به این کار نشدند. گیمیاگران نشانه طلا را دایره و نقطه‌ای در وسط می‌دانند و همچنین نشان ستاره شناسی هم هست.

در بسیاری از مسابقات به نفر اول مدال طلا ، به نفر دوم نقره و به نفر سوم برنز جایزه می‌دهند. بیشترین مقدار طلا در جهان در بانک مرکزی دولت فدرال آمریکا وجود دارد. در طی قرن نوزدهم هر جا ذخایر بزرگ طلا کشف می‌شد، هجوم طلا رخ می‌داد. از جمله هجوم طلای کالیفرنیا ، کلرادو ، اتاگو ، استرالیا ، Black Hills و کلوندایک.
پیدایش
طلا بخاطر سکون شیمیایی نسبی که دارد، بیشتر بصورت فلز محلی و ندرتا" به شکل تکه‌های بزرگ یافت می‌شود، اما معمولا" بصورت ذرات بسیار ریزی در برخی مواد معدنی ، رگه‌های کوارتز ، سنگ لوح ، صخره های دگردیسی و رسوبات آبرفتی که از این منابع سرچشمه گرفته‌اند، دیده می‌شود. طلا بطور گسترده ای پراکنده شده و بیشترهمراه کوارتز یا پیریت است و در کانی‌های پتزیت ، کالاوریت و سیلوانیت با تلوریم ترکیب شده است.

این عنصر با روشهای بهره برداری از رسوبات دارای طلا از رسوبات جدا می‌شود. آفریقای جنوبی منبع تقریبا" 2,3 ذخائر طلای جهان است ( منابع موجود در داکوتای جنوبی و نوادا دو سوم طلای مصرفی آمریکا را تامین می‌کنند ). طلا را با استفاده از سیانور ، آمالگام و گداختن از کانی‌ها خارج می‌کنند.

پالایش این فلز اغلب بوسیله الکترولیز تحقق می‌یابد. این فلز در آب دریا و بر حسب مکان نمونه برداری بین 0،1 تا 2 میلی‌گرم در تن یافت می‌شوند، لذا تا سال 1383 هیچ روش مفیدی برای بازیافت طلا از آب دریا ابداع نشده است. اگرچه طلا در صنعت و هنر بسیار مهم است، این عنصر وضعیت منحصر به فردی نسبت به تمامی کالاها دارد و آن ، حفظ ارزش خود در دراز مدت می‌باشد.

برآورد شده ست که با کل طلای پالایش شده جهان می‌توان یک مکعب یکپارچه هر ضلع 20 متر (60 فوت) درست کرد.
خصوصیات قابل توجه
طلا عنصر فلزی است که کلا" به رنگ زرد دیده می‌شود، اما اگر به‌دقـت جدا شود، می‌تواند سیاه ، قرمز سیر یا ارغوانی باشد. شاید بتوان گفت این فلز ، زیباترین عنصر و چکش‌خوارترین و قابل انعطاف‌ترین فلز شناخته شده است. در واقع یک اونس طلا را می‌توان با چکش کاری به یک ورقه 300 فوت مربع تبدیل نمود. طلا که فلزی نرم می‌باشد، برای استحکام بیشتر اغلب با فلزات دیگر آلیاژ می‌شود.

طلا یک رسانای خوب حرارتی و الکتریکی است که تحت تاثیر هوا و سایر معرفها قرار نمی‌گیرد. این فلز تا حد زیادی در برابر حرارت ، رطوبت و بیشتر عوامل فرساینده مقاوم است و بنابراین استفاده از آن در سکه و جواهرات بسیار مناسب است. رنگ طلای جامد و محلولهای کلوئیدی تیره رنگی که ( اغلب ارغوانی ) می‌توان از آن تهیه کرد، به این علت است که فرکانس پلاسمون این عنصر در دامنه مرئی وجود دارد که موجب انعکاس نورهای زرد و قرمز و جذب نور آبی می‌شود.

طلای بومی معمولا"دارای 8 تا 10 درصد نقره می‌باشد، اما اغلب این مقدار بیشتر است. هرچه مقدار نقره بیشتر شود، رنگ طلا سفیدتر و جرم مخصوص آن کمتر می‌شود. آلیاژ آن با مس به رنگ قرمز ، با آهن به رنگ سبز و با آلومینیوم به رنگ ارغوانی می‌باشد. جواهراتی که در شرق آمریکا با ترکیباتی از طلای رنگین به توریستها فروخته می‌شود، به نام طلای Black Hills داد و ستد می‌شود.

حالات اکسیداسیون معمولی طلا شامل 1+و3+ است.
کاربردها

* طلای خالص برای استفاده‌های عادی بسیار نرم هستند، لذا برای استحکام آن ، با نقره و مس آلیاژ می‌سازند.

* در بسیاری از کشورها از طلا و بسیاری از آلیاژهای آن در جواهرات و ضرب سکه و نیز بعنوان شاخصی برای مبادلات پولی استفاده می‌شود.

* به‌علت هدایت الکتریکی خوب و مقاومت آن در برابر فرسایش و سایر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی این عنصر، از اواخر قرن بیستم طلا بعنوان فلز صنعتی مهمی به حساب آمده است.

* طلا عملکرد مهمی در رایانه ، تجهیزات ارتباطی ، موتور هواپیمای جت و فضاپیماها و بسیاری محصولات دیگر دارد.

* هدایت الکتریکی خوب طلا و مقاومت آن در برابر اکسیداسیون موجب کاربرد وسیع آن برای آبکاری سطح اتصال دهنده‌های الکتریکی شده است تا اتصالی خوب با مقاومت کم تضمین شود.

* طلا همانند نقره می‌تواند با جیوه ، ملغمه محکمی را تشکیل دهد که گاهی از آن برای پر کردن دندان استفاده می‌شود.

* اخیرا" طلای کلوئیدی ( ذرات یک بیلیونیم طلا ) که محلولی کاملا رنگی می‌باشد، برای مصارف بیولوژیکی و پزشکی در آزمایشگاههای زیادی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای رنگ طلائی روی سرامیکها قبل از پختن در کوره استفاده می‌شود.

* از اسید Chlorauric در عکاسی برای پررنگ کردن تصویر نقره‌ای استفاده می‌شود.

* Disodium aurothiomalate برای درمان روماتیسم مفصلی بکار می‌رود؛ (درون عضله وارد می‌شود).

* از ایزوتوپ Au-198 ( با نیمه عمر 2,7 روز ) برای درمان برخی سرطانها و بیماریهای دیگر استفاده می‌شود.

* طلا بعنوان یک ماده بیولوژیکی که امکان پوشش بوجود می‌آورد، کاربرد دارد و باید آنرا بوسیله میکروسکوپ الکترونی ( scanning electron microscope ) مشاهده نمود.

* طلا اغلب نماد بهترین و والاترین دستاوردها می‌باشد. یک مدال طلا مانند روبان آبی ، بهترین پاداش در بازیهای المپیک و بسیاری از رقابتهای دیگر است.

* چون طلا منعکس کننده خوبی برای هر دو نور مادون قرمز و نور ساکن است، بعنوان لایه محافظ سطح بسیاری از ماهواره‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ارزش
طلا مانند فلزات پُر ارزش دیگر با سیستم توزین تروی سنجیده می‌شود و در صورت آلیاژ با سایر فلزات از اصطلاح carat برای مشخص کردن مقدار طلای موجود با عیار 24 ( که طلای خالص است ) استفاده می‌شود. ( در ایران بیشتر از مثقال برای معاملات بازار طلا استفاده می‌شود و برای آلیاژهای طلا از میزان عیار اسفاده می‌شود که عیار 24 طلای خالص می‌باشد).

در طول تاریخ از طلا برای پشتیبانی پول و در سیستمی تحت عنوان پایه طلا استفاده می‌شد که در این سیستم ، یک واحد از پول رایج معادل مقدار معینی طلا بود. مدت زیادی ارزش طلا توسط آمریکا برای هر اونس تروی 20,62 دلار تعیین شد، اما در سال 1934 ارزش طلا 35،00 دلار برای هر اونس تروی تثبیت شد.

به سبب بحران طلا در 17 مارس 1968 طرح نرخ‌گذاری دوگانه ایجاد شد که طبق آن برای تثبیت ارزش بین‌المللی ، طلا همچنان به قیمت سابق 35،00 دلار در هر اونس تروی باقی ماند، اما قیمت آن در بازار خصوصی اجازه نوسان یافت؛ این سیستم نرخ‌گذاری دوگانه در سال 1975 هنگامی‌که نرخ طلا اجازه نوسان یافت، متوقف شد. از سال 1968 نرخ طلا در بازار آزاد نوسان شدیدی یافت، بطوری‌که در ژانویه 1980 به 620 دلار در هر اونس تروی رسید، اما تا ژانویه 1990 قیمت آن به 410 دلار در هر اونس تروی کاهش یافت.

گاهی اوقات ، مالکیت طلا به خاطر نقشی که بعنوان پشتوانه پول دارد، محدود و یا ممنوع می‌شود. در آمریکا مالکیت خصوصی طلا جز بصورت جواهر و سکه بین سالهای 1933 و 1975 ممنوع شده بود. چون طلا مدت زمان بسیار طولانی ارزش خود را حفظ کرده است، بعنوان یک سرمایه‌گذاری مشهود اغلب به‌صورت بخشی از یک سهام نگهداری می‌شود.

چون طلا ارزش خود را حتی هنگامیکه پول بی‌پشتوانه بی‌ارزش می‌شود حفظ می‌کند، بنابراین مخصوصا" در زمان ناتوانی یا تورم دید مورد نیاز است.

قراردادهای آینده برمبنای داد و ستد جاری طلا در COMEX ( محل خرید و فروش کالا ) است که شعبه ای از بازار بورس نیویورک ( New York Mercantile Exchange ) می‌باشد و پیش‌بینی قیمت طلا و سایر کالاها در آینده در این مکان انجام می‌گیرد.
ترکیبات

* کلرید دارای طلا (AuCl3) و اسید کلروئیک ( HAuCl4 ) رایج‌ترین ترکیبات طلا هستند. اگرچه طلا فلز بی‌اثر است، اما قادر است ترکیبات فراوانی بسازد.
* در تیزاب سلطانی حل شده تولید یون -AuCl4 منفی می کند.
* هالیدهای طلا ( F , Cl , Br , I )
* کالکوژنیدهای طلا ( O , S , Se , Te )
* ترکیبات خوشه‌ای طلا
ایزوتوپها
تنها یک ایزوتوپ پایدار و 18 رادیوایزوتوپ که فراوان‌ترین آنها Au-195 با نیمه عمر 186 روز است، برای طلا وجود دارد.
هشدارها
بدن انسان این فلز را جذب نمی‌کند و طبیعتا" ترکیبات طلا خیلی سمی نیستند. با این همه درمورد50% بیماران ورم مفاصل که با داروهای حاوی طلا درمان شده‌اند، آسیب کبد و کلیه گزارش شده است.

[shirin71]

یونونیونیوم

یونونیونیوم Unununium یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Uuu و عدد اتمی آن 111 می‌باشد. با وزن اتمی 272 یکی از اتمهای فوق سنگین است. این عنصر مصنوعی که تنها ایزوتوپ شناخته شده آن ، نیمه عمری برابر 15ms قبل از تبدیل آن به Meitnerium دارد، از آنجائیکه در گروه 11 قرار دارد، یک فلز انتقالی بوده ، احتمالا سخت می‌باشد.
تاریخچه
این عنصر برای اولین بار در 8 دسامبر 1994 در "Gesleschaft fr Schwrionenforschung" در Darmstadt آلمان ساخته شد. با انجام عمل بمباران اتمی نیکل 64 و بیسموت 209 ( نیکل به سمت هدف بمباران شد ) ،در یک شتاب دهنده خطی ، تنها سه اتم از آن ساخته شده است ( همه آنها Uuu-272 بودند ). Unununium نام موقت آن است که به صورت 1-1-1 ایوم نامگذاری شده است که بر طبق سیستم نام‌گذاری روشمند IUPAC می‌باشد. یک مجادله نام‌گذاری عناصر بر سر نام این عنصر در جریان است.

[shirin71]

روی

روی ، یکی از عناصر شیمیایی در جدول تناوبی است که نماد آن Zn و عدد اتمی آن 30 می‌باشد.
تاریخچه
آلیاژهای روی از قرنها پیش استفاده می‌شده است. کالاهای برنجی که به 1000-1400 سال پیش باز می‌گردند، در فلسطین پیدا شده‌اند و اشیاء رویی با 87% روی در Transylvania ما قبل تاریخ یافت شده‌اند. به خاطر نقطه جوش پایین و واکنش شیمیایی این فلز ( روی جدا شده دود شده و قابل دستیابی نبود ) خصوصیات واقعی این فلز در زمان باستان مشخص نشده بود.

ساخت برنج به رومی‌ها نسبت داده شده و مربوط به 30 سال پیش از میلاد می‌باشد. آنها Calamine و مس را با یکدیگر در بوته آهنگری حرارت می‌دادند که در این عمل اکسید روی در Calamine کاهش می‌یافت و فلز روی آزاد توسط مس به دام انداخته می‌شد و به شکل آلیاژ در می‌آمد. برنج بدست آمده ، یا در قالب ریخته می‌شد یا با چکش به شکلهای مختلف در می‌آمد.

استخراج و تصفیه روی ناخالص در 1000 سال پیش از میلاد مسیح در هند و چین صورت می‌گرفته است. در غرب نیز کشف فلز روی به "Andreas Marggraf" آلمانی در سال 1746 بر می‌گردد. شرح تولید برنج در اروپای غربی در کتابهای Albertus Magnus در سال 1284 به چشم می‌خورد. این فلز در قرن 16 به میزان قابل توجه شناخته شد.

"Agricola" در سال 1546 اعلام کرد که وقتی که سنگ معدن روی گداخته می‌شود، فلز سفید می‌تواند منقبض شود و دیواره کوره را بتراشد. او در نوشته‌های خود به این مسئله نیز اشاره کرد که فلزی شبیه آن به نام Zincum در Silesia تولید می‌شده است. "پاراسلیوس" (متوفی به سال 1541) اولین کسی در غرب بود که گفت Zircum فلزی جدید است که در مقایسه با فلزات دیگر خواص شیمیایی جداگانه ای دارد. نتیجه آن است که فلز روی زمانی شناخته شده که "Margaraf" کشفیاتش را شروع کرد و در حقیقت فلز روی دو سال زودتر توسط شیمیدان دیگری به نام "Anton Von Swab" تجزیه شده و بدست آمده بود. اما تحقیقات Margraaf جامع‌تر بود و بخاطر تحقیقاتش به‌عنوان کاشف روی شناخته شد.

قبل از کشف تکنیک غوطه‌وری سولفید روی ، Calamine تنها منبع معدنی فلز روی بوده است.
پیدایش
روی ، بیست و سومین عنصر در پوسته زمین از نظر فراوانی می‌باشد. بسیاری از سنگهای معدنی سنگین استخراج شده حاوی 10% آهن و 40-50% روی می‌باشند. معادنی که از آنها روی استخراج می‌شود، شامل Sphakrite , Zinc Blende , Smith sonite , Calamine , Franklinite می‌شوند.
خصوصیات قابل توجه
روی ، فلزی است که در Vielle Montagne و Zinkgruvan استخراج می‌شود و برای آبکاری فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. مانند فلزات دیگر به‌آرامی واکنش نشان می‌دهد. با اکسیژن و دیگر غیر فلزات ترکیب شده ، با اسید رقیق واکنش نشان داده ، گاز هیدروژن آزاد می‌کند. چهارمین فلز متداول و مورد استفاده بوده ، بعد از آهن ، آلومینیوم و مس ، بیشترین فلز تولیدی می‌باشد. حالت اکسیداسیون متداول این عنصر +2 است.
کاربردها

* روی برای آبکاری فلزات استفاده می‌شود تا از زنگ زدگی آنها جلوگیری کند.

* روی در آلیاژهایی نظیر برنج ، Nickel Silver ، فلز ماشین تحریر ، فرمولهای مختلف لحیم نقره آلمانی و .... بکار می‌رود.

* برنج ، بخاطر استقامت و مقاومت در برابر زنگ زدگی و خوردگی کاربردهای وسیعی دارد.

* روی بطور گسترده در صنعت خودرو سازی در Die Casting ها استفاده می‌شود.

* روی لوله‌ای به‌عنوان قسمتی از محتوی باطری‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

* اکسید روی به‌عنوان رنگدانه‌های سفید در رنگهای آبی و همچنین به‌عنوان فعال کننده در صنعت Rubber استفاده می‌شود. به‌عنوان Over the counter ointment به‌صورت لایه نازکی بر روی پوست بی‌حفاظ صورت و بینی استفاده می‌شود تا از کم شدن آب پوست جلوگیری کرده ، در برابر آفتاب سوختگی در تابستان و باد زدگی در زمستان از پوست محافظت کند. استفاده از آن برای کودکان در هر مرحله از عوض کردن کهنه کودک توصیه می‌شود، زیرا از تحریکات پوستی جلوگیری می‌کند.

* کلرید روی به‌عنوان بوگیر و همچنین محافظ چوب نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

* سولفید روی در رنگدانه‌های درخشان ، برای تولید عقربه‌های ساعت و موارد دیگری که در تاریکی می‌درخشد، استفاده می‌شود.

* محلولهای ضدعفونی کننده ای که از Calamine ساخته شده و ترکیبی از Zn-Hydroxy-Carbonate و سیلیکات است، برای درمان جوشهای پوستی استفاده می‌شود.

* فلز روی شامل ویتامینهای مورد مصرف روزانه و مواد معدنی نیز می‌باشد و با توجه به فلزات دیگر ، این فلز دارای خاصیت ضد اکسیداسیون است که از پیری زود رس پوست و مفصلهای بدن محافظت می‌کند.

* با بررسی خواص روی به این نتیجه رسیده‌اند که این عنصر می‌تواند به بهبودی بعد از عمل جراحی سرعت بخشد.

* Zinc Gluconate Glycine از قرصهای مکیدنی برای درمان سرما خوردگی و التهاب دهان و لوزه‌ها می‌باشد.

نقش بیو لوژیکی
روی از عناصر ضروری زندگی انسان است که برای بقا و زندگی انسان لازم است. کمبود روی در حیوانات موجب افزایش وزن می‌شود. روی در انسولین ، Zinc Finger Proteinsو آنزیم‌هایی مانند Super Oxide Dismutase وجود دارد. بر اساس بسیاری از منابع ، مصرف قرصهای حاوی روی می‌تواند در برابر سرماخوردگی و آنفولانزا ایمنی ایجاد کند. با این حال هنوز بر سر این مساله اختلاف نظر وجود دارد.
ترکیبات
اکسید روی معروفترین ترکیبی است که بطور گسترده در ترکیبات روی مورد استفاده قرار می‌گیرد و به‌عنوان رنگدانه سفید در رنگها استفاده می‌شود. همچنین در صنعت Rubber کاربرد داشته و به‌عنوان Opaque Sunscreen فروخته می‌شود. دیگر ترکیبات روی به استفاده غیر صنعتی می‌رسند، مانند: کلرید روی در بو گیر ، سولفید روی در رنگهای شب‌تاب و متیل روی در آزمایشگاه شیمی آلی. تقریبا یک چهارم فراورده‌های روی به‌صورت ترکیبات روی مورد مصرف قرار می‌گیرند.
ایزوتوپها
روی طبیعی در 4 ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است: Zn-64 , Zn-66 , Zn-67, Zn-68 که در این میان ، Zn-64 فراوانترین آنها (48.6% فراوانی طبیعی) می‌باشد. برای این عنصر 22 رادیو ایزوتوپ اکتیو شناسایی شده است که در میان آنها ، Zn-65 با نیمه عمر 244.26 روز و Zn-72 با نیم عمر 46.5 ساعت پایدارترین و فراوانترین ایزوتوپ می‌باشند. دیگر ایزوتوپهای رادیو اکتیو این عنصر ، نیمه عمرهای کمتر از 14 ساعت و بیشتر آنها نیمه عمری کمتر از یک دقیقه دارند. این عنصر همچنین 4 حالت متا دارد.
هشدارها
فلز روی ، سمی نیست، اما حالتهایی به نام Zinc Shakes و یا Zinc Chills وجود دارند که با استنشاق اکسید روی تازه و خالص تحریک می‌شوند.
شناخت محیط رشد روی
روی در تولید و فعالیت آنزیم‌ها ، همچنین در ایجاد پروتئین موثر است. کمبود روی باعث کوچک ماندن برگهای گیاه و کوتاه شدن فاصله میان گره‌ها می‌شود. واکنش خاک ، بر قابل استفاده بودن روی برای گیاه ، موثر می‌باشد. معمولاً در خاکهای قلیایی و در حاکهای محتوی فسفر بیش از حد ، روی غیر قابل استفاده می‌گردد. در خاکهای شنی ، به‌راحتی شسته شده ، از زمین خارج می‌شود. برای رفع کمبود روی ، سولفات روی را به خاک اضافه می‌کنند. هر چند که شرایط خاکهای ایران سولفات روی شدیداً تثبیت می‌شود و بازده آن کم است و بصورت Zn EDTA بازده بیشتری دارد.

[shirin71]

کادمیم

کادمیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Cd و عدد اتمی 48 قرار گرفته است. کادمیم عنصری نسبتا" کمیاب ، نرم ، رنگ سفید مایل به آبی و فلز انتقالی سمی می باشدکه در سنگ معدن روی وجود داشته و در باطریها به مقدار زیادی مورد استفاده قرار می گیرد.

خصوصیات قابل توجه

کادمیم فلز دو ظرفیتی است نرم ، چکش خوار ، انعطاف پذیر و به رنگ سفید مایل به آبی که با چاقو به راحتی بریده می شود.این عنصر از بسیاری جهات شبیه روی است اما کادمیم ترکیبات پیچیده بیشتری بوجود می آورد.
معمولی ترین حالت اکسیداسیون کادمیم 2+ می باشد ، گرچه نمونه های کمیابی از 1+ نیز می توان پیدا کرد.

کاربردهـــــــــا

تقریبا" سه چهارم کادمیم در باطریها استفاده می گردد( بخصوص باطریهای Ni-Cd) و بیشتر یک سوم باقی مانده عمدتا" جهت رنگها،پوششها ، آبکاری و بعنوان مواد ثبات بخش در پلاستیکها بکار می رود.
کاربردهای دیگر :

* در بعضی از آلیاژهای زود ذوب به کار می رود.
* به علت ضریب اصطکاک پائین و مقاومت بسیار خوب در برابر خستگی ، در آلیاژهای بلبرینگ از آن استفاده می شود.
* 60% از کادمیم یافت شده در آبکاری الکتریکی به کار می رود.
* انواع بسیاری از لحیم ها حاوی این فلز هستند.
* بعنوان مانعی برای کنترل کافش اتمی( nuclear fission) به کار می رود .
* ترکیبات حاوی کادمیم در مواد درخشان تلویزیونهای سیاه و سفید ونیز در مواد درخشان آبی و سبز در لامپ تصویر تلویزیونهای رنگی بکار می روند.
* کادمیم نمکهای مختلفی را بوجود می آورد که معمول ترین آنها سولفات کادیم است. از این سولفید بعنوان رنگدانه زرد استفاده می شود.
* در برخی نیمه هادی ها کاربرد دارد.
* بعضی از ترکیبات کادمیم بعنوان تثبیت کننده در Polyvinyl Coloride بکار می رود.


تاریخچــــــــــــــه

کادمیم ( لاتین cadmia ، یونانی kadmeia به معنی کالامین) در سال 1817 در آلمان توسط Friedrich Stromeyer کشف شد.او این عنصر جدید را درون یک ناخالصی در کربنات روی پیدا کرد( کالامین) و برای مدت 100 سال تنها تولید کننده مهم این فلز باقی ماند.این فلز به همان واژه لاتین کالامین نامگذاری شد چون آنرا در ترکیب روی یافته بودند. Stromeyer متوجه شد بعضی از نمونه های ناخالص کالامین هنگام حرارت تغییر رنگ می دهند اما کالامین خالص اینگونه نیست.
گرچه کادیم وترکیبات آن به شدت سمی هستند ،از سال 1907 British Pharmaceutical Codex اعلام می دارد که یدید کادیم بعنوان دارویی برای معالجه ورم مفاصل ، سل غدد لنفاوی و سرمازدگی مورد استفاده قرار می گرفته است.
در سال 1927 کنفرانس بین المللی اوزان و مقادیر ، متر را با توجه به یک خط طیف کادیم قرمز دوباره تعریف نمود.(یعنی : طول موجهای 164.13،553،1=m1)این تعریف اکنون تغییر یافته( به krypton نگاه کنید)

پیدایش

سنگهای معدن که حاوی کادمیم می باشند کمیاب بوده و در صورت یافت شدن به مقادیر خیلی کم وجود دارند . CdS) Greenockite ) ، تنها کانی مهم کادیم ، تقریبا همیشه به ZnS) sphalerite ) متصل است.درنتیجه کادمیم عمدتا" بعنوان یک محصول جانبی از استخراج ، خالص سازی و تصفیه سولفید اوره حاصل از سنگ معدن روی ، و به میزان کمتر سرب و مس تولید می شود


مقدار کمی از کادمیم (تقریبا" 10% مصرف )از منابع ثانویه- که عمدتا" از خاکه حاصل ازبازیافت تکه های آهن و فولاد است- بدست می آید.تولید در آمریکا از سال 1907 آغاز گردید اما بعد از وضعیت زندگی استاد درجنگ جهانی اول بود که این عنصر کاربرد فراوانی پیدا کرد.

ایزوتوپ

کادمیم بطورطبیعی شامل 6 ایزوتوپ پایداراست. 27 ایزوتوپ پرتوزا(radioisotopes )شناخته شده که پایدارترین آنها Cd-113 با نیمه عمر 7/7 کوادریلیون سال،109 Cd- با نیمه عمر6/426 روز و Cd-115 با نیمه عمر 46/53 ساعت می باشد.مابقی ایزوتوپهای رادیو اکتیو دارای نیمه عمری کمتر از 5/2 ساعت بوده که اکثر آنها نیمه عمرشان کمتر از 5 دقیقه است.این عنصر دارای 8 ایزومر هسته ای «meta state) است که پایدار ترینشان Cdm-113 ( با نیم عمر 14.1 سال) ، Cdm-115 (با نیم عمر 44.6 روز) و Cdm-117 ( با نیمه عمر 3.36 ساعت) می باشد.
ایزوتوپهای کادمیم از نظر وزن اتمی در بازه از واحد Cd-97» amu ) ، تا Cd-138) amu129.934 ) قراردارند. حالت فروپاشی اتمی بلافاصله ، پیش از دومین ایزوتوپ پایدار فراوان ، Cd-12 ، الکترون گیری و حالت بلافاصله بعدی ، کاهش بتا می باشد .محصول فروپاشی اصلی قبل از Cd-112 ، عنصر 47 «نقره) و محصول بعد از آن عنصر 49 ( ایندیم) است.
هشدارهــــــــا
کادمیم از معدود عناصری است که هیچگونه نقش ساختاری در بدن انسان ندارد.این عنصر و محلول ترکیبات آن حتی به میزان بسیار کم ، سمی هستند و در اندامها و محیط زیست ، ذخیره می شوند.
استنشاق گرده های کادمیم به سرعت در دستگاه تنفسی و کلیه ها ایجاد مشکلاتی می کند که می توانند کشنده باشند ( اغلب از نارسائی کلیوی). خوردن هر مقدار قابل ملاحظه ای ازکادمیم موجب مسمومیت سریع کبد وکلیه ها می گردد.ترکیباتی که محتوی کادمیم هستند نیز سرطان زا می باشند.
هنگام کار با کادمیم لازم است برای محافظت در برابر گازهای خطرناک از هود گاز استفاده نمائیم.مثلا"هنگام کار با لحیمهای نقره که دارای کادمیم هستند باید احتیاط کامل نمود. تماس طولانی با محلولهای آبکاری کادمیم منجر به مسمومیتهای جدی می گردد.

[shirin71]

جیوه

جیوه که آن را سیماب ( quicksilver ) هم می‌نامند عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Hg و عدد اتمی 80 می‌باشد. جیوه که فلزی سبک ، نقره‌ای ، سمی و جزء عناصر واسطه است، یکی از دو عنصری می‌باشد که در دماهای معمولی اتاق حالت مایع دارند ( فلز دیگر برم است ) و در دماسنجها ، فشارسنجها و سایر وسایل علمی کاربرد دارد. جیوه عمدتا" بوسیله کاهش از ماده معدنی cinnabar ( سولفور جیوه ) بدست می‌آید.
تاریخچــــــــه
جیوه را چینیان و هندیهای باستان شناخته بودند و در گورهای متعلق به 1500سال قبل از میلاد یافت شده‌اند. تا سال 500 قبل از میلاد ، از جیوه به همراه مواد دیگر برای ساخت آمالگامها استفاده می‌شد. یونانیان باستان از این فلز سمی در پمادها و رومیان از آن در لوازم آرایشی استفاده می‌کردند. کیمیاگران تصور می‌کردند تمامی مواد از این ماده ساخته شده‌اند. همچنین می‌پنداشتند در صورتی که جیوه سخت شود، به طلا تبدیل خواهد شد.

در قرن 18 و قرن 19 از نیترات جیوه برای کندن موی حیوانات جهت ساختن کلاههای نمدی استفاده می‌کردند. این مسئله موجب بروز آسیبهای مغزی در بین کلاهدوزان شد که گفته می‌شود عبارت: " دیوانه مثل یک کلاهدوز " و شهرت Mad hatter آلیس در سرزمین عجایب از آنجا آمده است.

کیمیاگران نام خدای رومیان Mercury را برای این عنصر در نظر گرفتند. نماد جیوه Hg ، از واژه hydrargyrum که لاتینی شده کلمه یونانی hydrargyros می‌باشد، برگرفته شده که ریشه‌های یونانی این واژه مرکب به معنی آب و نقره بود. جیوه یکی از معدود عناصری است که دارای یک نماد کیمیاگری است.
پیدایــــــــش
جیوه که عنصری کمیاب در پوسته زمین است، یا در کانی‌های محلی ( کمیاب ) و یا درcinnabar , corderoite , livingstonite و دیگر مواد معدنی یافت می‌شود که cannibar ) HgS ) فراوان‌ترین سنگ معدن جیوه می‌باشد. تقریبـا" 50% جیوه مورد نیاز جهان از اسپانیا و ایتالیا و بیشتر 50% بقیه از یوگوسلاوی ، روسیه و شمال آمریکا تامین می‌شود. این فلز را با روش گرم کردن cannibar در جریان هوا و تغلیظ بخار آن استخراج می‌کنند.
خصوصیات قابل توجه
جیوه ، فلزی سنگین ، نقره‌ای رنگ ، یک ظرفیتی یا دو ظرفیتی است که هادی ضعیفی برای گرما اما هادی مناسبی برای الکتریسیته می‌باشد و تنها فلزی است که در دمای اتاق به حالت مایع است ( مایعی مات و درخشان ). جیوه براحتی و تقریبا" با تمامی فلزات معمولی از جمله طلا و نقره آلیاژ می‌سازد، ( بجز آهن ) که به هر کدام از این آلیاژها ملغمه ( amalgam ) می‌گویند.

نقطه انجماد جیوه 40- درجه سلسیوس معادل 40- درجه فارنهایت می‌باشد. این تنها دمایی است که در هر دو مقیاس برابراست. همچنین این عنصر دارای انبساط حرارتی حجمی ثابتی می‌باشد، واکنش پذیری آن نسبت به روی و کادمیم کمتراست و جایگزین هیدروژن اسیدها نمی‌شود. حالتهای عادی اکسیداسیون این عنصر عبارتند از: mercurous یا 1+ و mercuric یا 2+. نمونه‌های بسیار نادری هم از ترکیبات جیوه 3+ وجود دارد.
کاربردهــــــا

* بیشترین کاربرد جیوه در ساخت مواد شیمیایی صنعتی و کاربردهای برقی و الکترونیکی است. علاوه بر این‌ها از جیوه در دماسنجها بخصوص برای حرارتهای بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.
* چون به‌آسانی با طلا تولید آمالگام می‌کند، برای تهیه طلا از سنگ معدن مورد استفاده قرار می‌گیرد.
* از جیوه علاوه بر دماسنجها در فشارسنجها ، پمپهای انتشار و بسیاری وسایل آزمایشگاهی دیگراستفاده می‌گردد.
* نقطه سه گانه جیوه – 8344/38- درجه سانتیگراد – نقطه ثابتی است که بعنوان معیار در مقیاسهای بین‌المللی حرارتی ( ITS-90 ) بکار رفته است.
* از جیوه گازی در لامپهای بخار جیوه و تابلوهای تبلیغاتی استفاده می‌شود.
* کاربردهای متنوع جیوه : سویچهای جیوه ای ، حشره کشها ، آمالگامها/ داروهای دندان ، باتریهای جیوه‌ای برای تولید هیدروکسید سدیم و کلر ، الکترود در برخی انواع الکترولیز ، باتریها ( پیلهای جیوه‌ای ) و کاتالیزورها.

ترکیبات
مهمترین نمکهای آن عبارتند از:


* کلرید جیوه – که بسیار خورنده ، پالایش شده و به‌شدت سمی است.
* کلرید mercurous – کالومل بوده و هنوز هم گاهی اوقات در پزشکی کاربرد دارد.
* فولمینات جیوه – یک چاشنی که در مواد انفجاری کاربرد وسیعی دارد.
* سولفید جیوه که از آن در ساخت شنگرف که رنگدانه مرغوبی برای رنگسازی است، استفاده می‌شود.

ترکیبات آلی جیوه نیز مهم هستند. مطالعات آزمایشگاهی ثابت کرده است که تخلیه الکتریکی موجب می‌شود تا گازهای نجیب نئون ، آرگون ، کریپتون و زنون با بخار جیوه ترکیب گردند. محصولات تولید شده از طریق این ترکیب توســط نیــــرویهـــــای van der waals در کنار هم قرار گرفته و نتیجه آن HgNe , HgKr , HgAr و HgXe است. Methyl mercury ترکیب خطرناکی است که به مقدار فراوان در آبها و جریانات آبی بعنوان عامل آلوده کننده دیده می‌شود.
ایزوتوپهــــــــا
برای جیوه ، هفت ایزوتوپ پایدار وجود دارد که فراوان‌ترین آنها Hg-202 است ( فراوانی طبیعی 86/26% ). پایدارترین ایزوتوپهای پرتوزاد آن Hg-194 با نیم عمر 444 سال و Hg-203 با نیمه عمر 46,612 روز هستند. بیشتر مابقی ایزوتوپهای پرتوزاد آن ، نیمه عمر کمتر از یک روز دارند.
هشدارهـــــــــا
جیوه در هر دو حالت گازی و مایع به‌شدت سمی است. اگر این فلز سنگین و سمی خورده شود، منجر به ضایعات مغزی و کبدی می‌شود. به همین علت ، امروزه در دماسنجهایی که فقط به منظور اندازه گیری درجه حرارت آب و هوا ساخته شده‌اند، از الکل رنگیزه دار استفاده می‌شود؛ نقطه جوش الکل از هر دمای طبیعی در زمین بیشتر است.

هنوز هم در بسیاری از دماسنجهای پزشکی به علت دقت بالای جیوه از این عنصر استفاده می‌گردد. هنگام استفاده از این دماسنجها باید توجه زیادی نمود تا گاز گرفته نشوند. واحد تجاری برای کار با جیوه flask است که وزن آن معادل Ib76 می‌باشد.

جیوه ماده سمی بسیار خطرناکی است که به‌آسانی از طریق بافتهای پوستی ، تنفسی و گوارشی جذب می‌شود. یکی از موارد مسمومیت با جیوه به حساب می‌آید. جیوه ، سیستم عصبی مرکزی را مورد تهاجم قرار داده و تاثیرات بسیار بدی روی دهان ، لثه و دندان می‌گذارد.

تماس با مقدار زیاد جیوه و در مدت طولانی باعث آسیبهای مغزی و در نهایت منجر به مرگ خواهد شد. هوایی که در دمای اتاق با بخار جیوه اشباع شده باشد، به رغم نقطه جوش بالا بسیار سمی است ( خطر در دماهای بالاتر افزایش می‌یابد )؛ بنابراین با این عنصر باید در نهایت دقت رفتار شود. لازم است ظروف جیوه بصورت مطمئن پوشیده شوند تا از سررفتن یا تبخیرآن جلوگیری شود. حرارت دادن جیوه یا ترکیبات آن همیشه باید بوسیله هواکشهای مناسب و قوی انجام شود؛ بعضی اکسیدهای آن می‌توانند به جیوه عنصری تجزیه شوند که سریعا" تبخیر شده و ممکن است دیده نشوند.

[shirin71]

اونونبیوم

اونونبیوم یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Uub و عدد اتمی آن 112 می‌باشد. این عنصر یکی از عناصر بسیار سنگین می‌باشد که اتمهایش از طریق نشر ذرات آلفا در نیمه عمر 240 µs متلاشی می‌شوند.
تاریخچه
این عنصر اولین بار در 9thFebruary1996 در
Gesellschaft fr Schwerionenforschung دارمشتالد آلمان کشف شد. این عنصر با ترکیب اتم روی و اتم سرب از طریق شتاب دادن به Nuclei روی در یک شتاب دهنده یونی سنگین کشف شد. نام اونونبیوم با توجه به سازمان IUPAC انتخاب شد. با این وجود بحثهایی در خصوص نام گذاری مجدد این عنصر همچنان وجود دارد.

[shirin71]

لانتانیوم

لانتانیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان La و عدد اتمی 57 قرار دارد.
تاریخچـــــــه
"C. G. Mosander" در سال 1839 ، هنگامیکه نمونه ای از نیترات سریم را بصورت جزئی تجزیه کرد، بوسیله گرم کردن و افزودن نمک حاصله به اسید نیتریک رقیق ، لانتانیم را کشف نمود. او موفق به جداسازی عنصر خاکی کمیابی از محلول حاصله شد که آنرا lantana نامید. لانتانیم به شکل نسبتا" خالص در سال 1923 تهیه شد.

واژه لانتانیم از کلمه یونانی lanthanein به معنی پنهان شده گرفته شده است.
پیدایـــــــش
مونازیت ( Ce,La,Th,Nd,y,PO4) و بستنازیت (Ce,La,Y,CO3F) ، کانی‌های اصلی هستند که حاوی به‌ترتیب 25 و 38 درصد لانتانیم می‌باشند.
خصوصیات قابل توجه
لانتانیم ، عنصر فلزی سیمین رنگی است که به گروه سوم جدول تناوبی تعلق دارد و اغلب بعنوان جزوی از لانتانیدها به‌حساب می‌آید. این عنصر در بعضی از کانی‌های خاکی کمیاب و بیشتر بصورت ترکیب با سریم و عناصر خاکی کمیاب دیگر یافت می‌شود. لانتانیم ، انعطاف پذیر و چکش خوار بوده و به قدری نرم است که با چاقو بریده می‌شود. این عنصر یکی از واکنش‌پذیرترین فلزات خاکی کمیاب است.

لانتانیم با کربن ، نیتروژن ، بورن ، سلینیم ، سیلیکون ، فسفر ، گوگرد عنصری و هالوژنها کاملا" واکنش نشان می‌دهد. در معرض هوا به‌سرعت اکسید می‌شود. آب سرد به‌آرامی و آب داغ به‌سرعت لانتانیم را مورد حمله قرار می‌دهد.
کاربردهــــــا

* کاربردهای نورپردازی کربنی بخصوص در صنعت سینما برای روشنایی و پیش‌تابی استودیو
* La2O3 مقاوت قلیایی شیشه را افزایش داده و در ساخت عینکهای خاص ، مانند نمونه‌های زیر بکار می‌رود:

o جذب کننده اشعه مادون قرمز
o لنزهای دوربین و تلسکوپ ( به علت ضریب شکست بالا و پراکندگی کم ، از شیشه‌های دارای فلز خاکی کمیاب استفاده می‌شود.
* افزودن مقدار کمی لانتانیم به فولاد ، باعث افزایش انعطاف‌پذیری ، چکش‌خواری و مقاوت آن در برابر ضربه می‌شود.
* افزودن مقدار کم لانتانیم به آهن ، به تولید ذرات گرد چدن کمک می‌کند.
* افزودن مقدار کم لانتانیم به مولیبدن ، موجب کاهش سختی این فلز و حساسیت آن نسبت به دماهای مختلف می‌شود.
* فلز آمیخته که یک آلیاژ آذرفشان است و در سنگ فندک بکار می‌رود، حاوی 45% تا 25% لانتانیم است.
* اکسید و بورید آن در لامپهای الکترونی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
* آلیاژهای هیدروژنی اسفنجی می‌توانند دارای لانتانیم باشند. این نوع آلیاژها در یک فرآیند جذب برگشت‌پذیر تا 400 برابر حجم گاز هیدروژن خود گنجایش دارند.
* کاتالیزور کراکینگ بنزین
* تور فانوس گازی
* ترکیب جلا دهنده شیشه و سنگهای قیمتی
* La-Ba ، تعیین کننده قدمت سنگها و کانیها است.

نقش بیولوژیکی
هیچ نقش بیولوژی برای لانتانیم شناسایی نشده است. این عنصر از راه خوردن جذب نمی‌شود و در صورت تزریق بسیار کند از بین می‌رود. استفاده از کربنات لانتانیم بعنوان ترکیبی برای جذب فسفات اضافی در مراحل پایانی صدمات کلیوی در دست بررسی است. بعضی از کلریدهای خاکی کمیاب مانند کلرید لانتانیم ( LaCl3) دارای ویژگیهای ضد انعقادی خون هستند.
ایزوتوپهــــــــا
لانتانیم ، بطور طبیعی دارای یک ایزوتوپ پایدار و یک ایزوتوپ رادیواکتیو است. La-139 و La-138 که ایزوتوپ 139 فراوان‌ترین (فراوانی طبیعی 99,91%) آنها است. 31 رادیوایزوتوپ هم برای آن مشخص شده که پایدارترین آنها La-138 با نیمه عمر حدود 11 سال و La-137 با نیمه عمر 60000 سال می‌باشد. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو آن ، نیمه عمری کمتر از 24 ساعت دارند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از یک دقیقه است. همچنین این عنصر دارای 3 meta state می‌باشد. وزن اتمی ایزوتوپهای لانتانیم ، بین (amu120 ( La-120 تا amu152(La-152) است.
هشدارهـــــــــــــا
لانتانیم دارای سطح مسمومیت‌زایی ضعیف تا متوسط می‌باشد و باید با احتیاط مورد استفاده قرار بگیرد. تزریق محلولهای لانتانیم در حیوانات موجب glycohemia ، کاهش فشار خون ، ضایعات طحال و تغییرات کبدی می‌گردد.

[shirin71]

سریم

سریم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Ce و عدد اتمی 58 می‌باشد.
تاریخچــــــــه
"Wilhelm von Hisinger" و "Jacob Berzelius" در سال 1803 در سوئد و "Martin Heinrich Klaproth" مستقلا" در آلمان در همان سال موفق به کشف این عنصر شدند. Berzelius آن را از روی نام خرده سیاره سیریز که 2 سال قبل از آن در سال 1801 کشف شده بود، به این نام نامید.
پیدایش
سریم ، فراوان‌ترین عنصر خاکی کمیاب است که 0,0046 درصد پوسته زمین را تشکیل می‌دهد. سریم در تعدادی کانی از جمله آلانیت ( بعنوان orthite هم شناخته می‌شود ) (Ca, Ce, La, Y)2(Al, Fe)3(SiO4)3(OH). مونازیت و باستناسیت در حال حاضر مهمترین منابع سریم می‌باشند.

این عنصر اغلب توسط یک فرآیند جابجایی یونی بدست می‌آید که در آن از دانه‌های مونازیت بعنوان منبع سریم استفاده می‌گردد. ذخایر بزرگ مونازیت ، آلانتیت و باستناسیت ، تامین کننده سریم ، توریم و سایر فلزات خاکی کمیاب برای سالهای طولانی خواهند بود.
خصوصیات قابل توجه
سریم ، عنصر فلزی خاکستری رنگی است که به گروه لانتانیدها تعلق دارد. این عنصر در برخی از آلیاژهای غیر متداول در طبیعت بکار می‌رود و شکل اکسید شده آن در صنعت شیشه مورد استفاده قرار می‌گیرد. از نظر رنگ و درخشش شبیه آهن است، اما هم نرم بوده و هم چکش‌خوار و انعطاف پذیر است.

در بین عناصر خاکی کمیاب ، تنها اروپیم واکنش پذیرتر از سریم می‌باشد. محلولهای قلیایی رقیق و اسیدهای غلیظ به‌سرعت به این فلز حمله می‌کنند. در صورت خراش نوع خالص این فلز با چاقو احتمال سوختن آن وجود دارد. سریم در آب سرد به‌آرامی و در آب گرم به‌سرعت تجزیه می‌شود.

به‌علت نزدیکی نسبی 4f و اوربیتالهای مدار بیرونی در سریم ، این عنصر خواص شیمیایی جالب توجهی از خود نشان می‌دهد، مثلا" فشردن این عنصر وقتیکه در حال سرد شدن است، حالت اکسیداسیون آنرا از تقریبا" 3 به 4 تغییر می‌دهد. سریم در حالت اکسیداسیون 3+، cerous و در حالت اکسیداسیون 4+، ceric نامیده می‌شود.

نمکهای سریم (IV) نارنجی ، قرمز یا زردفام هستند، درحالیکه نمکهای سریم (III) معمولا" سفیدند.
کاربردها

* سریم در ساخت آلومینیوم ، آلیاژهای آلومینیوم و برخی از فولادها و آهن‌ها بکار می‌رود.
* افزودن سریم به چدن ، مانع گرافیتی شدن آن شده ، تولید آهن چکش‌خوار ( مالیبل ) می‌کند.
* در فولادها ، سریم به کاهش سولفیدها و اکسیدها کمک کرده ، مانع گازی شدن می‌شود.
* سریم در فولاد ضد زنگ بعنوان عامل سخت کننده سریع کاربرد دارد. 3 تا 4 درصد سریم که به همراه 0,2 تا 0,6درصد زیرکونیم به آلیاژهای منیزیم اضافه شده است، به پالایش غلات کمک نموده ، موجب قالب‌گیری بی‌نقص اشکال پیچیده می‌شود. بعلاوه موجب مقاومت منیزیم قالب‌گیری شده در برابر حرارت می‌شود.
* سریم در آلیاژهایی که برای ساخت آهن‌رباهای دائمی بکار می‌رود، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
* سریم در روشنایی با قوس کربن ، بخصوص در صنعت سینما کاربرد دارد.
* سریم جزئی از میش متال)است که در تولید آلیاژهای آذرافشان ، در فندک سیگار کاربرد وسیعی دارد.
* اکسید آن در توری‌های گازی پُر نور مورد استفاده است.
* اکسید آن بعنوان کاتالیزور هیدروکربن در اجاقهای خود پاک‌ساز و بصورت جزئی از دیواره اجاق کاربرد دارد.
* سولفات سریک بعنوان یک عامل اکسید کننده حجمی در آزمایشهای کمی کاربرد گسترده ای دارد.
* ترکیبات سریم در تولید شیشه ، هم بعنوان جزئی از آن و هم بعنوان رنگ زدا کاربرد دارد.
* از ترکیبات سریم برای رنگ لعاب استفاده می‌شود.
* استفاده از اکسید آن بعنوان عامل صیقل دهنده شیشه رو به افزایش است.
* اکسید سریم در شیشه امکان جذب انتخابی اشعه فرا بنفش را بوجود می‌آورد.
* اکسید سریم در پالایش نفت خام بعنوان سرعت دهنده جداسازی کاربرد دارد.
* ترکیبات سریم (III) و سریم (IV) در سنتزهای آلی بعنوان کاتالیزور مورد استفاده هستند.

ایزوتوپهـــــــــــــــا
سریم بصورت طبیعی متشکل از 3 ایزوتوپ پایدار و 1 ایزوتوپ رادیو اکتیو است. Ce-136, Ce-138 ,Ce-140 و Ce-142 که فراوان‌ترین آنها Ce-140 است. (48/88 % وفور طبیعی). 27 رادیوایزوتوپ مشخص شده که فراوان ترین و پایدارترین آنها Ce-142 با نیمه عمر بزرگتر از 5E16 سال ، Ce-144 با نیمه عمر 893/284 روز ، Ce-139 با نیمه عمر 640/137 و Ce-141 با نیمه عمر 501/32 روز می‌باشد. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو دارای نیمه عمری کمتری از 4 روز هستند که اکثر آنها از نیمه عمری کمتر از10 دقیقه برخوردارند. همچنین این عنصر دارای 2 حالت برانگیخته می‌باشد. ایزوتوپهای سریم از نظر وزن اتمی بین amu123 (سریم 123 ) و amu152 ( سریم 152 ) وجود دارند.
هشدارهــــــــا
سریم مانند تمامی فلزات خاکی کمیاب دارای میزان سمی بودن ضعیف تا متوسط است. این عنصر ، یک عامل کاهنده قوی است و خودبخود در حرارت 80-65 درجه سانتی‌گراد در هوا می‌سوزد. واکنش سریم با روی ممکن است بصورت انفجاری باشد و با بیسموت و آنتیموان واکنشهای بسیار گرمازایی دارد. دود حاصل از سوختن سریم سمی است. برای جلوگیری از سوختن سریم نباید از آب استفاده کرد، چون سریم با آب برای تولید گاز هیدروژن واکنش می‌دهد.

کارگرانی که با سریم سروکار دارند، مواردی مثل خارش ، حساسیت به گرما و آسیبهای بدنی را تجربه کرده‌اند. حیواناتی که به آنها مقدار زیادی سریم تزریق شده است، بعلت ضایعه‌های قلبی و رگی از بین رفته‌اند. اکسید سریم (IV) در درجه حرارت بالا عامل اکسید کننده قوی است و با مواد آلی قابل احتراق واکنش دارد. وقتی سریم رادیواکتیو نباشد، عیار تجاری ناخالص آن ممکن است حاوی مقادیر کمی توریم باشد که رادیواکتیو است. سریم کاربرد بیولوژیک شناخته شده ای ندارد .

[shirin71]

پراسئودیمیوم

پراسئودیمیوم ، یکی از عناصر شمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Pr و عدد اتمی آن 59 می‌باشد.
تاریخچه
نام پراسئودیمیوم از واژه یونانی prasios به معنی سبز و didymos به معنی دوقلو یا جفت گرفته شده است. در سال 1841 شخصی به نام "Mosander" ، فلز کمیاب Didymium را از Lanthana استخراج کرد. در سال 1864 "Per Teodor Cleve" نتیجه گرفت که Didymium در واقع دو عنصر است و در سال 1879 ، "Lecoq De Boisbaudran" یک خاک جدید به نام Samarium را از آن جدا کرد.

در سال 1885 یک شیمیدان استرالیایی به نام "C. F. Auervon Welsbach didymium" ، دیدیمیوم را به دو عنصر تجزیه کرد: پراسئودیمیوم و Neodymium که نمکهایی با رنگهای گوناگون بوجود می‌آورد.
پیدایش
پراسئودیمیوم در خاکهای معدنی کمیاب Monazite و Bastnasite یافت می‌شود و می‌تواند توسط فرایند تبادل یونی از Bastnasite یا Monazite بازیافت شود. پراسئودیمیوم همچنین 5% Misch Metal را به خود اختصاص می‌دهد.
خصوصیات قابل توجه
پراسئودیمیوم یک عنصر فلزی نرم و نقره‌ای رنگ است که از گروه لانتانیدها می‌باشد. از نظر خوردگی در مقابل هوا از Europium , Lanthanum , Cerium , Neodymium مقاوم‌تر بوده ، اما در صورت مجاورت با هوا یک اکسید سبز رنگ از خود به جا می‌گذارد و به همین دلیل باید در زیر یک روغن معدنی سبک نگهداری شده ، یا توسط پلاستیک یا شیشه پوشیده شود.
کاربردها

* استفاده به‌عنوان یک عامل آلیاژی با منیزیم برای ساخت فلزات مستحکم که در موتور هواپیما استفاده می‌شود.
* پراسئودیمیوم هسته لامپهای قوس کربن را که در صنعت تصاویر متحرک برای نورپردازی استودیوها و لامپهای پروژکتور استفاده می‌شوند، شکل می‌دهد.
* ترکیبات پراسئودیمیوم در ساخت شیشه و لعابهای زرد رنگ کاربرد دارد.
* پراسئودیمیوم یکی از اجزای شیشه‌های Didymium که برای ساخت عینکهای محافظ مخصوص جوشکارها و شیشه دمها بکار می‌رود، می‌باشد.

ترکیبات
ترکیبات پراسئودیمیوم شامل موارد زیر می‌شود:


* Fluorides
o PrF2
o PrF3
o PrF4
* Chlorides
o PrCl3
* Bromides
o PrBr3
o Pr2Br5
* Iodides
o PrI2
o PrI3
o Pr2I5
* Oxides
o PrO2
o Pr2O3
* Sulfides
o PrS
o Pr2S3
* Selenides
o PrSe
* Tellurides
o PrTe
o Pr2Te3
* Nitrides
o PrN

ایزوتوپها
پراسئودیمیوم که به‌صورت طبیعی بوجود می‌آید، از یک ایزوتوپ پایدار (131) تشکیل شده ، 38 رادیو ایزوتوپ برای آن شناخته شده است که پایدارترین آنها Pr 143 با نیمه عمر 13.57 روز و Pr142 با نیم عمر 19.2 می‌باشد. تمام ایزوتوپهای رادیو اکتیو دیگر آن نیمه عمرهایی کمتر از 5.985 ساعت دارند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از 33 ثانیه است. این عنصر همچنین 6 حالت برانگیختگی دارد.

حالت فروپاشی اصلی قبل از ایزوتوپ فعال Pr141 الکترون گیری حالت اصلی بعد از آن کاهش بتا میباشد. محصول فروپاشی اولیه قبل از Pr141 ایزوتوپهای عنصر Cerium 58 و محصول اصلی بعد از آن ایزوتوپهای عنصر Neodymium 60 می‌باشد.
هشدارها
پراسئودیمیوم مانند اکثر خاکهای کمیاب دیگر از مقدار کم تا متوسط سمی میباشد. پراسئودیمیوم ، هیچگونه نقش بیولوژیکی شناخته شده ندارد.

[shirin71]

نئودیمیم

نئودیمیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Nd و عدد اتمی 60 وجود دارد.
ریشه لغوی
کلمه نئودیمیم از واژه های یونانی neos ( جدید) و didymos ( دوگانه ) گرفته شده است.
تاریخچــــــــــه
نئودیمیم را در سال 1885، یک شیمیدان اتریشی به نام "Carl F. Auer von Welsbach" در وین کشف کرد. او نئودیمیم را به همراه عنصر پرازئودیمیم از ماده ای به نام دیدیمیم جدا نمود، اما تا سال 1925 حالت نسبتا" خالص این عنصر تهیه نشد.

امروزه بیشتر نئودیمیم از طریق فرآیند جابجایی یونی شن مونازیت (Ce,La,Th,Nd,Y(PO4 که ماده ای که سرشار از عناصر خاکی کمیاب است و نیز با روش الکترولیز نمکهای هالید آن تهیه می‌شود.
خصوصیات قابل توجه
نئودیمیم که یک فلز خاکی کمیاب است، به مقدار 18% در فلز خاکی کمیاب قابل اشتعال وجود دارد. این فلز ، دارای درخشش فلزی و رنگ آن نقره‌ای روشن بوده ، یکی از واکنش‌پذیرترین فلزات خاکی کمیاب به‌حساب می‌آید؛ نئودیمیم در معرض هوا به‌سرعت کدر شده ، تولید اکسیدی می‌کند که باعث پوسته پوسته شدن این فلز می‌گردد و سبب اکسیداسیون بیشتر این فلز می‌شود.
کاربردهــــــــا

* نئودیمیم ، بخشی از دیدیمیم است که در رنگ‌آمیزی شیشه‌های عینکهای جوشکاری بکار می‌رود.

* از نئودیمیم در رنگ‌آمیزی شیشه یک طیف ملایم که بین بنفش خالص تا قرمز و خاکستری می‌باشند، استفاده می‌شود. نوری که از این شیشه‌ها ساطع می‌گردد، نوار جذبی درخشانی را پدیدار می‌کنند. از این نوع شیشه در فعالیتهای نجومی برای تولید نوارهای درخشانی که بوسیله آنها احتمال درجه‌بندی خطوط طیفی وجود دارد استفاده می‌شود. شیشه حاوی نئودیمیم ، یک ماده لیزری است که به جای یاقوت برای تولید نور هم‌نوسان بکار می‌رود. از نئودیمیم همچنین برای زدودن رنگ سبز شیشه‌ها که ناشی از آلاینده‌های آهن است، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

* نمکهای نئودیمیم بعنوان رنگ افزای لعاب‌ها کاربرد دارند.

* نئودیمیم در آهن‌رباهای دائمی بسیار قوی Nd2Fe14B بکار می‌رود. این نوع آهن‌رباها از انواع آهن‌رباهای کبالت - سامریم ارزانتر هستند.

نقش بیولوژیکی
نئودیمیم هیچگونه نقش بیولوژیکی ندارد.
پیدایــــــش
نئودیمیم هرگز در طبیعت بصورت عنصر آزاد یافـــــت نمی‌شود، بلکه بیشتر در کانی‌هایی از قبیل شن مونازیـــت (Ce,La,Th,Nd,Y(PO4 و باستنوسیت (Ce,La,Th,Nd,Y(CO3)F) که حاوی مقادیر کمی از تمامی فلزات خاکی کمیاب هستند، وجود دارد. نئودیمیم در فلزخاکی کمیاب قابل اشتعال نیز دیده می‌شود، اما جدا نمودن آن از سایر عناصر قلیایی خاکی دشوار است.
ترکیبـــــــــات
ترکیبات نئودیمیم عبارتند از:

* فلوریدها : NdF3
* کلریدها : NdCl2 - NdCl3
* برمیدها : NdBr2 - NdBr3
* یدیدهــا :NdI2 - NdI3
* اکسیدها : Nd2O3
* سولفیدها : NdS - Nd2S3
* سلنیدهــا : NdSe
* تلوریدها : NdTe2 - Nd2Te3
* نیتریدها : NdN

ایزوتوپهــــــــــا
نئودیمیم بطور طبیعی دارای 5 ایزوتوپ پایدار Nd-142 , Nd-143 , Nd-145 , Nd-146 , Nd-148 که فراوان‌ترین آنها نئودیمیم 142 فراوانی طبیعی 2/27% و 2 ایزوتوپ پرتوزای Nd144 وNd150 می‌باشد. 31 رادیوایزوتوپ هم برای این عنصر شناسایی شده که که پایدارترین آنها نئودیمیم 150 با نیمه عمر 19سال ( E 1/1 ) ، نئودیمیم 144 با نیم عمر 15 سال ( E29/2 ) و نئودیمیم 147 با نیمه عمر 98/10 روز می‌باشند.

مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو این عنصر ، دارای نیمه عمرهایی کمتر از 38/3 روز هستند که بیشتر آنها نیمه عمری کمتر از 71 ثانیه دارند. نئودیمیم همچنین دارای 4 حالت متا است.

حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ (نئودیمیم142) جذب الکترون و حالت فروپاشی پس از آن ، فروپاشی منفی بتا می‌باشد. محصول فروپاشی اولیه قبل از نئودیمیم 142 ایزوتوپهای Pr (پرازئودیمیم) و محصولات اولیه پس از آن ایزوتوپهای سرب می‌باشد.
هشدارهــــــــــا
تمامی ترکیبات نئودیمیم را باید شدیدا" سمی به‌حساب آورد. بعلاوه ترکیبات نئودیمیم موجب آسیبهای چشم و پوست گشته ، گرد این عنصر خطر انفجار و آتش‌زایی دارد.

[shirin71]

پرومتیوم

پرومتیوم ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی می‌باشد که نماد آن Pm و عدد اتمی آن 61 است.
ریشه لغوی
نام پرومتیوم از کلمه Prometheus گرفته شده است. Prometheus یکی از اساطیر یونانی بود که آتش را از آسمان دزدید و آ ن را به انسان داد.
تاریخچه
وجود پرومتیوم برای اولین بار توسط "Branner" در سال 1902 پیش‌بینی شد و این پیش‌بینی در سال 1914 توسط "Moseley" تائید شد. البته چند گروه دیگر نیز ادعا می‌کردند که این عنصر را تولید کرده‌اند، اما هرگز نتوانستند کشفیات خود را به اثبات برسانند، چرا که جدا کردن پرومتیوم از عناصر دیگر بسیار دشوار می‌باشد.

اولین مدرک وجود پرومتیوم در سال 1944 توسط "Jacob A.Marinsky" و "Lawrence E. Glendenin" و "Charles D. Coryell" در طی عمل شکافتن هسته اتم اورانیوم و به‌عنوان محصولات جنبی بدست آمد، اما به‌دلیل وجود مشکلات زیاد تحقیقاتی که از جنگ جهانی دوم ناشی می‌شد، آنها نتوانستند ادعای خود را تا سال 1946 به اثبات برسانند.

در سال 1963 از شیوه‌های تبادل یونی برای بدست آوردن حدودا 10 گرم پرومتیوم از ضایعات فرایند سوختی راکتورهای اتمی استفاده می‌شد. امروزه نیز پرومتیوم به صورت یکی از محصولات جنبی که با عمل شکافت هسته اتم اورانیوم بدست می‌آید، بازیافت می‌شود. این عمل همچنین با عمل بمباران نوترونی Nd-146 و تبدیل آن به Nd-147 تولید می‌شود که در آن Nd-147 توسط عمل Beta Decay به Pm147 با نیمه عمر 11روز تبدیل می‌شود.
پیدایش
پرومتیوم به‌صورت طبیعی در زمین بوجود نمی‌آید، اما در طیف ستاره HR465 در Andromeda شناخته شده است.
خصوصیات قابل توجه
پرومتیوم یک ساطع کننده بتا بوده ، اشعه‌های گاما از خود ساطع نمی‌کند. با این حال ذره بتا که به عناصری با عدد اتمی بالا برخورد می‌کند، می‌تواند اشعه ایکس تولید کند. امروزه اطلاعات زیادی در خصوص ویژگی‌های فلز پرومتیوم در دست نیست. تنها می‌دانیم که دو حالت چند شکلی از آن وجود دارد و نمکهای پرومتیوم در تاریکی یک نور آبی کم‌رنگ یا سبز از خود ساطع می‌کنند که این به‌دلیل خاصیت رادیواکتیوی بالای آن می‌باشد.
کاربردها

* منبع تششعی بتا برای اندازه‌گیری ضخامت
* منبع نور برای علائمی که نیاز به عملکرد دقیق دارند ( با استفاده از فسفر برای جذب تششعات بتا و تولید نور )
* استفاده در باتری‌های هسته‌ای که در آنها سلولهای نوری نور را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند.
* استفاده احتمالی آن در آینده به‌عنوان یک منبع اشعه ایکس برای بوجود آوردن منابع تولید نیرو یا گرمای کمکی برای کاوشگرهای فضایی و سفینه‌ها و ایجاد لیزرهایی که برای ایجاد ارتباط بین زیردریایی‌ها استفاده می‌شود.

نقش بیولوژیکی
پرومتیوم هیچگونه نقش بیولوژیکی ندارد.
ترکیبات
ترکیبات پرومتیوم شامل موارد زیر می‌شود:


* Chlorides
o PmCl3
* Bromides
o PmBr3
* Oxides
o Pm2O3

ایزوتوپها
36 رادیوایزوتوپ برای پرومتیوم شناسایی شده‌اند که در میان آنها Pm-145 با نیم عمر 17.7 سال PM146 با نیمه عمر 5.53 سال و Pm-147 با نیمه عمر 2.6234 سال پایدارترین آنها می‌باشند. تمامی ایزوتوپهای رادیو اکتیو آن ، نیمه عمرهایی کمتر از 300 تا 364 روز دارند که نیمه عمر بیشتر آنها کمتر از 27 ثانیه است. این عنصر همچنین 11 حالت برانگیختگی دارد.

وزن اتمی ایزوتوپهای پرومتیوم از 127.9482600 تا 162.9535200 amu)163-Pm) گسترده شده است. حالت فروپاشی اولیه ، قبل از ایزوتوپ پایدار 145 الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن کاهش بتا می‌باشد. محصولات فروپاشی اصلی قبل از Pm145 عنصر Nd ایزوتوپهای نئودیمیوم و محصول اصلی بعد از آن ایزوتوپهای عنصر Samarium می‌باشد.
هشدارها
به‌علت خاصیت بالای رادیو اکتیوی ، به هنگام کار کردن با پرومتیوم مراقبت بسیار بالایی لازم است، چرا که پرومتیوم می‌تواند در طی فرایند کاهش بتا اشعه ایکس از خود ساطع کند. توجه کنید که نیمه عمر آن بسیار کمتر از نیمه عمر پلوتنیوم 239 می‌باشد.

[shirin71]

ساماریوم

ساماریوم ، یکی از عناصر شیمایی جدول تناوبی است که نماد آن Sm و عدد اتمی آن ، 62 می‌باشد.
تاریخچه
ساماریوم برای اولین بار در سال 1853 توسط شیمیدان سوئیسی ، "Jean Charles Galissard" با عمل جذب خطوط دیدیمیوم کشف شد. در سال 1879 ، توسط شیمیدان فرانسوی ، "Paul Emile Lecoq De Boisbaudran " ، در پاریس جدا شده و کانی Samarskite را بوجود آورد.
نقش بیولوژیکی
ساماریوم هیچ گونه نقش بیولوژیکی ندارد، اما گفته می‌شود که متابولیسم را تحریک می‌کند.
پیدایش
ساماریوم هرگز به‌صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود، اما همانند دیگر عناصر کمیاب خاک شامل کانی‌های گوناگونی می‌شود که Monazite ، Bastnasite و Samarskite از آن جمله‌اند. Monazite و Bastnasite به‌صورت منابع تجاری کاربرد دارند. Misch Metal حاوی حدودا %1 ساماریوم بود، اما در سالهای اخیر ساماریوم از طریق فرایندهای تبادل یونی و تکنیکهای عصاره گیری مایعات و الکتروشیمی بدست می‌آید. ساماریوم همچنین از طریق احیا از لانتانوم نیز بدست می‌آید.
خصوصیات قابل توجه
ساماریوم از خاکهای فلزی نادر است که درخشش نقره‌ای براقی دارد. در هوا به مقدار قابل توجهی پایدار است. همچنین این عنصر در هوا در 150 درجه آتش می‌گیرد و سه کریستال فلزی آن نیز وجود دارد که در دمای 734 و 922 درجه تغییر می‌کند.
کاربردها

* نوردهی کربن آرکی در صنعت تصاویر متحرک.
* تغلیظ کریستالهای CaF2 برای استفاده در لیزرهای چشمی
* استفاده به‌صورت جذب کننده نوترونی در راکتورهای هسته‌ای
* استفاده در آلیاژها و هدفونها
* مگنتهای Samarium-Cobalt در ساخت مگنتهای دائمی با مقاومت بالا و نیروی درونی به بزرگی 2200 kA/m کاربرد دارند.
* اکسید ساماریوم در شیشه‌های اپتیکی برای جذب اشعه مادون قرمز موثر است.
* ترکیبات ساماریوم به‌صورت حساس‌کننده‌های فسفری در اشعه مادون قرمز عمل می‌کنند.
* اکسید ساماریوم ، کاتالیزوری برای کم کردن آب و هیدروژن‌زدایی از اتانول می‌باشد.

ترکیبات

* Fluorides
o SmF2
o SmF3
* Chlorides
o SmCl2
o SmCl3
* Bromides
o SmBr2
o SmBr3
* Iodides
o SmI2
o SmI3
* Oxides
o Sm2O3
* Sulfides
o Sm2S3
* Selenides
o Sm2Se3
* Tellurides
o Sm2Te3

ایزوتوپها
ساماریومی که به‌صورت طبیعی بوجود می‌آید، از 4 ایزوتوپ پایدار تشکیل می‌شود که عبارتند از : sm144 , Sm150 , Sm154 و سه ایزوتوپ رادیواکتیوی دارند که شامل Sm147, Sm148 , Sm149 می‌شود. بیشترین ایزوتوپ آن از نظر فراوانی (Sm152 (%26.75 می‌باشد. در میان ایزوتوپهای رادیواکتیوی آن ، Sm148 با نیمه عمر 7E+15 سال Sm194 با نیمه عمر 2E+15 سال و Sm147 با نیمه عمر 1.06+11 سال پایدارترین آنها می‌باشند. همچنین این عنصر 5 Meta State دارد که پایدارترین آنها Sm141m (t 22.6minutes) , 141m-Sm (t 22.6 minutes) , 143m1-Sm (t 66 seconds) and 139m-Sm (t 10.7 seconds می‌باشند.

حالت Decay اولیه قبل از ایزوتوپ پایدان Sm152 الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن Beta Minus Decay می‌باشد. محصول Decay اولیه قبل از sm152 ایزوتوپهای عنصر Promethium و محصول اولیه بعد از آن ، ایزوتوپهای عنصر Europium می‌باشد.
هشدارها
تمام ترکیبات ساماریوم بسیار سمی هستند. و برای چشم و دست بسیار سوزش‌آور می‌باشند. غبار فلز این عنصر ، آتش‌زا و قابل انفجار است.

[shirin71]

اروپیم

روپیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Eu و عدد اتمی 63 قرار دارد.
تاریخچه
اروپیم برای اولین بار در سال 1890 بوسیله Paul Émile Lecoq de Boisbaudran کشف شد. او جزء اصلی را از گادولینیم – سامریم غلیظ بدست آورد. آنها خطوط طیفی داشتند که بوسیله سامریم یا گادولینیم ساخته نشده بودند، اما عموما" کشف اروپیم را به شیمیدان فرانســوی Eug讥-Antole Demarçay نسبت می‌دهند که در سال 1896 به وجود عنصری ناشناس در نمونه های عنصر تازه کشف شده سامریم شک کرد و در سال 1901 موفق به جداسازی اروپیم شد. فلز اروپیم خالص تا قبل از سالهای اخیر بدست نیامده بود.
پیدایش
اروپیم هرگز در طبیعت بصورت یک عنصر آزاد یافت نشده است، اما کانی‌های زیادی که حاوی این عنصر هستند، وجود دارند که مهمترین منابع آن bastnastite و monazite می‌باشند. اروپیم در طیفهای خورشید و ستارگان خاصی کشف شده است.
خصوصیات قابل توجه
اروپیم واکنشگر ترین عنصر خاکی کمیاب است؛ در هوا به‌سرعت اکسید شده ، از نظر واکنش با آب مانند کلسیم است. اروپیم مثل سایر عناصر خاکی کمیاب ( بجز لانتانیم ) در هوا تقریبا" بین °150تا °180 محترق می‌شود. این عنصر به سختی سرب بوده و تا اندازه زیادی چکش خوار است.
کاربردها
اگرچه اروپیم برای ساخت لیزرها به برخی از پلاستیکها افزوده می‌شود، هیچ کاربرد تجاری برای فلز اروپیم وجود ندارد. همچنین به‌علت توانایی آن در جذب نوترون ، استفاده از آن در رآکتورهای اتمی در دست بررسی است. اکسید اروپیم (Eu2O3) در تلویزیون بعنوان فسفر قرمز (ماده فروزنده قرمز) و فسفرهای با پایه ایتیریم کاربرد وسیعی دارد.
ترکیبات
ترکیبات اروپیم عبارتند از:

* فلوریدها
o EuF2
o EuF3
* کلریدهـا
o EuCl2
o EuCl3
* برمیدهـا
o EuBr2
o EuBr
* یدیدهـــا
o EuI2
o EuI3
* اکسیدها
o Eu2O3
o Eu3o4
* سولفیدها
o EuS
* سلنیدها
o EuSe
* تلوریدها
o EuTe
* نیتریدها
o EuN

ایزوتوپها
اروپیم بطور طبیعی دارای دو ایزوتوپ پایدار Eu-151 و Eu-153 است که ایزوتوپ 153 فراوان‌تر است، (فراوانی طبیعی 52,2%). این عنصر 35 رادیوایزوتوپ دارد که پایدارترین آنها Eu-150 با نیم عمر 36,9 سال ، Eu-152 با نیمه عمر 13,516 سال و Eu-154 با نیمه عمر 8,593 سال هستند. کلیه ایزوتوپهای رادیواکتیو باقی مانده نیمـه عمری کمتر از 4,7612 سال دارند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از 12,2 ثانیه می‌باشد. همچنین اروپیم دارای 8 حالت برانگیختگی است.

حالت فروپاشی اصلی ، قبل از فراوانترین ایزوتوپ پایدار – Eu-153- الکترون گیری و حالت اصلی بعد از آن فروپاشی کاهش بتا می باشد. محصول فروپاشی اصلی قبل از Eu-153 ، ایزوتوپهای عنصر Sm ( سامریم ) و محصول اصلی بعد ایزوتوپهای عنصر Gd ( گادولینیم ) می‌باشد.
هشدارها
همه ترکیبات اروپیم را باید بسیار سمی در نظر گرفت؛ گرد این فلزاز نظر انفجار و آتش‌زایی خطرناک است. اروپیم نقش بیولوژیک شناخته شده ای ندارد.

[shirin71]

گادولینیم

گادولینیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Gd و عدد اتمی 64 می‌باشد.
تاریخچــــــــه
"Jean Charles Galissard de Marignac " شیمیدان سوئیسی در سال 1880 برای مشاهده گادولینیم در نمونه‌های دیدیمیم و گادولینیت به بررسی خطوط طیف سنجی پرداختند؛ سال 1886 "Paul Émile Lecoq de Boisbaudran" دانشمند فرانسوی گادولینیا را ( اکسید گادولینیم ) از ایتریای Mosander جدا نمود. خود این عنصر برای اولین بار اخیراً تهیه شده است.

نام گادولینیم مانند کانی گادولینیت از نام "Johan Gadolin" شیمیدان و زمین‌شناس فنلاندی گرفته شده است.
پیدایــــــــش
گادولینیم هرگز در طبیعت بصورت آزاد وجود ندارد، اما در بسیاری از کانی‌ها از قبیل گادولینیت ، مونازیت و باستنازیت یافت می‌شود. این عنصر را امروزه با روش جابجایی یونی و جداسازی از حلال یا با کاهش فلورید بی‌آب آن توسط کلسیم فلزی تهیه می‌کنند.
خصوصیات قابل توجه
گادولینیم ، فلز خاکی کمیاب نقره‌ای رنگ ، چکش‌خوار و قابل انعطافی است که دارای درخششی فلزی می‌باشد. این عنصر در دمای اتاق به‌صورت ذرات آلفای نزدیک به هم بلورین می‌شود؛ وقتی آنرا تا 1508 درجه کلوین حرارت دهند، به شکل ذرات آلفای خود که دارای ساختار مکعبی body-centered است، تغییر شکل می‌یابد.

گادولینیم بر خلاف سایر عناصر خاکی کمیاب نسبتاً در هوای خشک پایدار است؛ با این حال به‌سرعت در هوای مرطوب کدر شده ، تولید اکسید چسبنده ناپایداری می‌کند که منتشر شده و در معرض سطح بیشتری برای اکسیداسیون قرار می‌گیرد. گادولینیم به‌آرامی با آب واکنش داده ، در اسیدهای رقیق محلول می‌باشد.

بعلاوه این عنصر در بین تمامی عناصر شناخته شده ، بالاترین واکنش سنجی جذب حرارتی نوترون را دارا می‌باشد ( 49000 بارن ) ، اما سوخت سریع آن ، استفاده از این عنصر را در میله کنترل هسته‌ای محدود نموده است. گادولینیم زیر دمای بحرانی 1,083کلوین به یک ابررسانا تبدیل می‌شود؛ در دمای اتاق شدیداً مغناطیسی است، در واقع بجز فلزات واسطه دوره چهارم ، تنها فلزی است که خصوصیات فرومغناطیسی را بروز می‌دهد.
کاربردهـــــــــا
از گادولینیم در ساخت نار سنگهای ایتریم – گادولینیم که کاربردهای(مایکروویو دارند، استفاده می‌شود؛ ترکیبات گادولینیم نیز در ساخت مواد فروزنده لامپ تصویر تلویزیونهای رنگی بکار می‌رود و محلول ترکیبات این عنصر بعنوان پادنمای داخل وریدی جهت ارتقاء تصاویر از بیماران تحت MRI مورد استفاده قرار می‌گیرد. گادولینیم در تولید CDها ( لوحهای فشرده ) وحافظه کامپیوتر نیز کاربرد دارد.

همچنین گادولینیم دارای خصوصیات ابررسانایی غیر عادی است؛ مقدار 1% گادولینیم ، کارآمدی و مقاومت آهن ، کروم و آلیاژهای مربوطه را در دماهای بالا و اکسیداسیون افزایش می‌دهد. در آینده احتمال استفاده از اتیل سولفات گادولینیم که مشخصات پارازیت بسیار کمی دارد، در مایزرها وجود دارد؛ علاوه براین ، جنبش مغناطیسی زیاد گادولینیم و دمای کوری آن که تنها در حرارت اتاق وجود دارد، استفاده از آنرا بعنوان جزء مغناطیسی به‌منظور حس کردن گرما و سرما مطرح می‌کند.
نقش بیولوژیکی
هیچ نقش بیولوژیکی برای گادولینیم شناخته نشده است، اما احتمالاً موجب افزایش متابولیسم می‌شود.
ترکیبــــــــات

* فلوریدها
o ( GdF3)
* کلریدها
o ( GdCl3 6H2O- GdCl3)
* برمیدها
o ( GdBr3)
* یدیدها
o ( GdI2)
o (GdI3)
* اکسیدها
o ( Gd2O3)
* سولفیدها
o ( Gd2S3)
* سلنیدها
o ( GdSe)
* تلوریدها
o ( Gd2Te3)
* نیتریدها
o ( GdN)

ایزوتوپهــــــــــا
گادولینیم بطور طبیعی دارای 5 ایزوتوپ پایدار: گادولینیم 154 ، گادولینیم 155 ، گادولینیم 156 ، گادولینیم 157 و گادولینیم 158 و دو رادیوایزوتوپ : گادولینیم 152 و گادولینیم 160 می‌باشد که گادولینیم 158 فراوان‌ترین آنها است ( فراوانی طبیعی 24,84 درصد ). 30 رادیوایزوتوپ که پایدارترین آنها گادولینیم 160 با نیم عمر 21+E3/1 سال ، گادولینیم 152 با نیم عمر 14+E08/1 سال و گادولینیم 150 با نیمه عمر 6+E79/1 سال هستند، شناسایی شده است.

مابقی ایزوتوپهای آن دارای نیمه عمری کمتر از 7/74 سال هستند که اکثر آنها نیز دارای نیمه عمرهایی کمتر از 24,6 ثانیه می‌باشند. همچنین این عنصر دارای 4 meta states است. حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ پایدار (گادولینیم 158) جذب الکترون است و حالت اولیه پس از آن فروپاشی منفی بتا است. محصولات فروپاشی اولیه قبل از گادولینیم 158 ایزوتوپهای عنصر Eu ( اروپیم ) است و محصولات اولیه پس از آن ایزوتوپهای عنصر Tb ( تربیم ) هستند.
هشدارهــــــــــا
ترکیبات گادولینیم مثل سایر لانتانیدها دارای میزان مسمومیت‌زایی بین ضعیف تا متوسط هستند؛ اگرچه مسمومیت‌زایی آنها به تفصیل مشخص نشده است.

[shirin71]

تربیم

تربیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Tb و عدد اتمی 65 می‌باشد.
تاریخچــــــه
"Carl Gustaf Mosander" شیمیدان سوئدی در سال 1843 تربیم را کشف نمود و آنرا بر اساس نام دهکده Ytterby واقع در سوئد نامگذاری نمود. او این عنصر را به شکل ناخالصی‌های موجود در اکسید ایتریم (Y2O3) شناسایی کرد. تربیم تا قبل از پیدایش فن‌آوریهای اخیر جابجائی یونی ، به شکل خالص جداسازی نشده بود.
نقش بیولوژیکی
تربیم نقش بیولوژیکی شناخته شده ای ندارد.
پیدایــــــــش
تربیم هرگز بصورت عنصر آزاد در طبیعت وجود ندارد، اما در کانی‌های زیادی از جمله سیریت ، گادولینیت و مونازیت (C , La , Th , Nd , Y(PO4 که دارای بیش از 03/0% تربیم ، زنوتایم ( YPO4) و اوکسنیت Y,Ca,Er,La,Ce,U,Th»(Nb,Ta,Ti2O6) که دارای 1% یا بیشتر تربیم می‌باشند، وجود دارد.
خصوصیات قابل توجه
تربیم فلز خاکی کمیاب و خاکستری رنگی است که قابل انعطاف و چکش‌خوار بوده و به قدری نرم است که با چاقو بریده می‌شود، تا حد قابل قبولی در هوا پایدار است و دارای دو دگرگونی بلورین و درجه تغییر شکل 1289 درجه سانتی‌گراد می‌باشد.
کاربردهــــــا
تربیم به فلورید کلسیم ، تنگستیت کلسیم و مولیبدیت استرانسیم افزوده می‌شود که در ابزار حالت جامد و به‌عنوان تثبیت‌کننده‌های بلورین پیلهای سوختی در دماهای بالا و به همراه ZrO2 عمل می‌کنند. به‌علاوه تربیم در آلیاژها و ساخت وسایل برقی بکار می‌رود و اکسید آن ، دارای توانایی جهت فعال نمودن فسفر سبز موجود در لامپ مهتابی و لامپ تصویر تلویزیونهای رنگی می‌باشد. بورات تربیم سدیم به‌عنوان ماده لیزری که در 5460 آنگستروم ، نور هم‌نوسان ساطع می‌کند، بکار می‌رود.
ترکیبـــــــات
ترکیبات تربیم عبارتند از:

* فلوئوریدها
o TbF2- TbF3TbF4
* کلریدها
o TbCl3
* برمیدها
o TbBr3
* یدیدها
o TbI3
* اکسیدها
o TbO2 - Tb2O3
* سولفیدها
o Tb2S3
* سلنیدها
o Tb2Se3
* نیتریدها
o TbN

ایزوتوپهـــــا
تربیم بطور طبیعی دارای یک ایزوتوپ پایدار Tb-159 و 33 رادیوایزوتوپ است که فراوان‌ترین آنها تربیم 158 با نیمه عمر 180 سال ، تربیم 157 با نیمه عمر 71 سال و تربیم 160 با نیمه عمر 72,3 روز می‌باشد. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو آن دارای نیمه عمرهایی کمتر از 6,907 روز هستند که اکثر آنها نیز نیمه عمری کمتر از 24 ثانیه دارند. تربیم همچنین 18 حالت متا دارد.

حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوانترین ایزوتوپ پایدار (تربیم 159) جذب الکترون و حالت اولیه پس از آن فروپاشی منفی بتا است. محصول فروپاشی اولیه قبل از تربیم 159 ایزوتوپهای عنصر Gd (گادولینیم) و محصول اولیه پس از آن ایزوتوپهای عنصر Dy (دیسپروزیم) هستند.
هشدارهــــا
تمامی ترکیبات تربیم را باید شدیدا" سمی در نظر گرفت. ترکیبات این عنصر موجب تحریک چشم و پوست می‌شوند. گرده فلز تربیم خطر انفجار و آتش‌زایی به همراه دارد.

[shirin71]

دیسپروزیوم

دیسپروزیم ، عنصر شیمیایی است که با نشان Dy و عدد اتمی 66 در جدول تناوبی قرار دارد.
تاریخچه
"Paul Emile Lecoq de Boisbaudran " شیمیدان فرانسوی ، در سال 1886 در پاریس برای اولین بار دیسپروزیم را شناسایی نمود؛ اما تا قبل ازابداع روشهای تبادل یونی و کاهش فلزنگاری در دهه 60، این عنصر به شکل نسبتا" خالص بدست نیامده بود. نام دیسپوزیم از واژه یونانی dysprositos به معنی مشکل بدست آمدن گرفته شده است.
پیدایش
دیسپوزیم هرگز بصورت عنصری آزاد دیده نشده است، اما اغلب به همراه اربیم و هولمیم یا سایر عناصر خاکی کمیاب در بسیاری از کانی‌ها از جمله xenotime ، fergusonite gadolinite ، euxenite ، polycrase ، blomstrandine ، monazite ، bastnasite یافت می‌شود.
خصوصیات قابل توجه
دیسپروزیم ، عنصر خاکی کمیابی است که دارای رنگ نقره‌ای درخشان و در حرارت اطاق نسبتا" پایدار است، اما به‌سرعت در اسیدهای معدنی رقیق یا غلیظ حل شده ، هیدروژن آزاد می‌کند. این عنصر به قدری نرم است که با چاقو بریده می‌شود و اگر زیاد گرم نشود، بدون جرقه تراشیده می‌شود. ویژگیهای دیسپروزیم حتی با مقادیر بسیار کمی ناخالصی تحت تاثیر قرار می‌گیرد.
کاربردها
از دیسپروزیم به همراه وانادیم و عناصر دیگر در ساخت مواد لیزر استفاده می‌شود؛ قابلیت جذب بالای نوترون حرارتی و نیز نقطه ذوبش ، موجب کاربرد آن در میله‌های کنترل اتمی شده است. ازاکسید دیسپروزیم ( نام دیگر آن dysprosia است ) ، به همراه ترکیبات چسبناک نیکل که در بمباران طولانی مدت نوترون بی‌هیچ افزایش یا کاهشی به‌آسانی نوترون جذب می‌کنند، درمیله‌های خنک کننده موجود در رآکتورهای اتمی استفاده می‌شود.

Chalcogenide های کادمیم - دیسپروزیم منابع اشعه مادون قرمز برای مطالعه واکنشهای شیمیایی هستند؛ علاوه بر آن از دیسپروزیم در تولید لوحهای فشرده (CD) استفاده می‌گردد.
ویژگیهای بیولوژیکی
هیچگونه ویژگی بیولوژیکی برای دیسپروزیم شناخته نشده است.
ترکیبات

* فلورایدها
o DyF3
* کلریدهــا
o DyCl2
* برومیدها
o DyBr2
o DyBr3
* یدیدها
o DyI2
o DyI3
* اکسیدهـا
o Dy2O3
* سولفیدها
o Dy2S3
* نیتریدهـا
o DyN

ایزوتوپها
دیسپوزیم بصورت طبیعی دارای 7 ایزوتوپ پایدار 156Dy, 158-Dy, 160-Dy, 161-Dy, 162-Dy, 163-Dy and 164-Dy, with 164-Dy می‌باشد که فراوان ترین آنها Dy-164 است( فراوانی طبیعی 28,18% ). برای این عنصر 28 رادیوایزوتوپ شناخته شده که پایدارترین آنها Dy-154 با نیم عمر E+6 0،3 سال ، Dy-159 با نیمه عمر 144،4 روز و Dy-166 با نیمه عمر 81،6 ساعت می‌باشد.

بقیه ایزوتوپهای رادیواکتیو این عنصر ، نیمه عمری کمتر از 10 ساعت دارند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از 30 ثانیه است. همچنین دیسپوزیم دارای 5 حالت برانگیخته است که پایدارتریــــــــــنشان 165m-Dy با نیمه عمر 1.257 دقیقه ، 147m-Dy با نیمه عمر 55.7 ثانیه و 145m-Dy با نیمه عمر 13.6 ثانیه می‌باشد.

حالت فروپاشی اصلی قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ پایدار 164-Dy ، جذب الکترون و روش اولیه بعد از آن فروپاشی کاهش بتا می‌باشد. محصولات فروپاشی اولیه قبل از Dy-164 ، ایزوتوپهای عنصر Tb ( تربیم ) و محصول اولیه بعد ، ایزوتوپهای عنصر Ho ( هولمیم ) هستند.
هشدارها
تمامی ترکیبات دیسپروزیم را باید کمی تا نیمه سمی در نظر گرفت، اگر چه میزان سمیت آنها بطور دقیق اعلام نشده است. گرد این فلز خطر انفجار و آتش سوزی به همراه دارد. برای دیسپروزیوم هیچ خاصیت بیولوژیکی شناخته شده ای ندارد.

[shirin71]

هولمیم

هولمیم ، عنصر شیمیایی است که با نشان Ho و عدد اتمی 67 در جدول تناوبی وجود دارد. هولمیم در گروه لانتانیدها قرار داشته ، عنصری فلزی ، تا حدودی نرم وچکش خوار و به رنگ سفید خاکستری است. هولمیم در هوای خشک و در دمای اطاق ، عنصری پایدار می‌باشد. این فلز خاکی کمیاب در کانی‌های مونازیت و گادولینیت وجود دارد.
تاریخچــــــــــــه
هلیم ( از واژه لاتین Holmia به معنی استکهلم ) در سال 1878 تـوسط Marc Delafontaine و Jacques Louis Soret کشف شد. آنها نوارهای جذب طیف‌نمایی خاص این عنصر را که در آن زمان ناشناخته بود، شناسایی کردند و آنرا عنصر X نامیدند. بعد از آنها Per Theodor Cleve در سال 1878 مستقلا" و هنگامیکه مشغول کار بر روی erbia خاکی (اکسید اربیم ) بود، این عنصر را کشف کرد.

Cleve با بهره گیری از روشی که Carl Gustaf Mosander ابداع کرده بود، ابتدا تمامی ناخالصی‌های شناخته شده را از erbia خارج نمود. نتیجه این کار ، دو ماده معدنی جدید یکی قهوه‌ای و دیگری سبز بود. او ماده قهوه‌ای را holmia ( برگرفته از نام زادگاه Cleve یعنی استکهلم ) و ماده سبز رنگ را thulia نام‌گذاری کرد. بعدا" مشخص شد، Holmia اکسید هلمیم و thulia اکسید تالیم هستند.
پیدایـــــــــش
هولمیم مانند تمامی عناصر خاکی کمیاب بصورت آزاد در طبیعت وجود ندارد، بلکه بصورت ترکیب با عناصر دیگر در کانی‌های گادولینیت و مونازیت و سایر کانی‌های خاکی کمیاب یافت می‌شود. هولمیم را بصورت تجاری با روش جابجائی یونی از شن مونازیت جدا می‌کنند ( 05/0% هولمیم ). اما هنوز هم جداسازی آن از سایر کانی‌های خاکی کمیاب دشوار است. این عنصر با روش کاهش کلرید و فلورید آن بوسیله کلسیم فلزی تهیه شده است. مقدار موجود آن در پوسته زمین 1,3 میلی‌گرم در هر کیلو برآورد شده است.
خصوصیات قابل توجه
هلیم ، عنصر فلزی خاکی سه ظرفیتی است که در بین تمامی عناصر طبیعی ، دارای بیشترین گشتاورمغناطیسی (B6/10) بوده ، خصوصیات مغناطیسی غیرعادی دیگری نیز دارد. در صورت ترکیب با ایتریوم ، ترکیباتی به‌شدت مغناطیسی تولید می‌کند. هولمیم ، عنصری نسبتا" نرم و چکش‌خوار است که در هوای خشک و در فشار و دمای معمولی ، تاحدودی پایدار و در برابر فرسایش مقاوم است، اما در هوای مرطوب و در دمای زیاد به‌سرعت اکسید می‌شود ( اکسیدی به رنگ زرد کم‌رنگ تولید می‌کند ). هلیم در حالت خالص خود ، دارای درخشش نقره‌ای رنگ فلزی می‌باشد.
کاربردهـــــــــا

* بخاطر خصوصیات مغناطیسی که هولمیم دارد، اگر آنرا بعنوان یک قطب مغناطیسی در آهنرباهای بسیار قوی قرار دهیم، قوی‌ترین میدانهای مغناطیسی مصنوعی ساخته می‌شود ( متمرکز کننده شار مغناطیسی هم نامیده می‌شود. )
* چون این عنصر می‌تواند نوترونهای fission-bred اتمی را جذب کند، از آن در میله‌های کنترل اتمی نیز استفاده می‌شود.
* از گشتاور مغناطیسی بالای آن در لیزرهای حــالت جامد ایتریم - آهن - گارنت (YIG ) و ایتریم – لانتانیم – فلوریـد (YLF) که در تجهیزات مایکروویو بکار می‌رود، استفاده می‌شود ( که بترتیب در محیطهای مختلف پزشکی و دندان پزشکی کاربرد دارد).
* از اکسید هولمیم برای زرد کردن رنگ شیشه استفاده می‌شود.

هشدارهـــــــــا
به نظر می‌رسد هولمیم مانند سایر فلزات خاکی کمیاب از میزان سمی بودن کمی برخوردار باشد. این عنصر فاقد هرگونه نقش بیولوژیکی در انسان است، اما امکان فعال نمودن متابولیسم را دارد.

[shirin71]

اربیم

اربیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Er وجود داشته ، دارای عدد اتمی 68 می‌باشد. اربیم ، فلز کمیاب خاکی لانتانید و نقره‌ای رنگی است که به همراه چندین عنصر کمیاب دیگر در گادولینیت معدنی در Ytterby واقع در سوئد وجود دارد.
تاریخچه
اربیم ( از Ytterby ، یک شهر در سوئد ) در سال 1843 ، توسط Carl Gustaf Mosander کشف گردید. او ایتریا را از گادولینیت معدنی و به سه صورت ، به نامهای ایتریا ، اربیا و تربیا جدا نمود. او نام این عنصر را از نام شهر Ytterby که مقادیر زیادی ایتریا و اربیم در آن وجود دارد، اقتباس کرد. اما در آن زمان ، اربیا و تربیا را با هم اشتنباه کردند. بعد از 1860 آنچه که تربیا می‌شناختند، اربیا نام‌گذاری کرده و بعد از 1877 آنچه که اربیا می‌دانستند تربیا نامیدند.

سرانجام "George Urban" و "Charles James" در سال 1905 مستقلا" Er2O3 نسبتا" خالص را جدا نمودند. تا قبل از سال 1934 زمانیکه کارگران ، کلرید بدون آب را با بخار پتاسیم کاهش دادند، فلز خالص اربیم بصورت قابل قبول تهیه نشده بود.
پیدایش
این عنصر ، همانند سایر عناصر خاکی کمیاب هرگز در طبیعت بصورت عنصر آزاد وجود ندارد، اما همراه سنگ معدنهای شن مونازیت یافت می‌شوند. از نظر تاریخی ، قبلا جداسازی عناصر خاکی کمیاب از یکدیگر بسیار مشکل و گران بود، اما روش تولید تبادل یونی که اواخر قرن بیستم ابداع گشت، به میزان زیادی هزینه تولید کلیه فلزات خاکی کمیاب و ترکیبات شیمیایی آنها را کاهش داد. منابع تجاری اصلی اربیم از معادن xenotime و euxenite می‌باشند. اربیم ، فلزی به شکل گرد است و خطر آتش‌زایی و انفجار دارد.
خصوصیات توجه قابل
فلز اربیم خالص ، عنصری سه ظرفیتی ،چکش خوار ، نرم و در هوا تا حدی مقاوم است، بطوریکه به سرعت سایر فلزات کمیاب اکسیده نمی‌شود. نمک آن به رنگ سرخ بوده ، طیفهای جذب مشخص و خاصی را در نور مرئی ، فرابنفش و نزدیک مادون قرمز بوجود می‌آورد.

بجز این موارد ، اربیم بیشتر همانند سایر فلزات خاکی کمیاب است. سسکوئی ، اکسید آن erbia نامیده می‌شود.خصوصیات اربیم تا حدی توسط نوع و مقادیر ناخالصی موجود تعیین می‌گردد.این عنصر فاقد هرگونه نقش بیولوژیکی شناخته شده ای است، اما برخی بر این باورند که اربیم موجب فعال شدن متابولیسم می‌شود.
کاربردها

* این عنصر ، بیشتر بصورت فیلتر عکاسی بکار می‌رود.
* به‌علت انعطاف پذیری آن ، بعنوان ماده ای افزودنی در متالوژی مفید است.
* بعنوان جذب کننده نوترون در فناوری هسته‌ای بکار می‌رود.
* در تقویت کننده‌های فیبری ، بعنوان یک نا خالص کننده مورد استفاده است.
* در صورت اضافه شدن به وانادیم بصورت آلیاژ ، موجب کاهش سختی و بهبود کارکرد آن می‌گردد.
* اکسید اربیم صورتی رنگ است، بنابراین گاهی اوقات بعنوان رنگ دهنده شیشه و پوشش لعاب چینی کاربرد دارد که اغلب از این شیشه‌ها در ساخت عینکهای آفتابی و جواهرات ارزان استفاده می‌کنند.

ایزوتوپها
اربیم بصورت طبیعی متشکل از 6 ایزوتوپ پایدار Er-162 ، Er-164 ، Er-166 ، Er-167، Er-168 ، Er-170 می‌باشد که فراوان‌ترین آنها Er-166 ( فراوانی طبیعی 33،6 % ) است. 23 رادیوایزوتوپ نیز برای آن شناسایی شده که پایدارترین آنهــا Er-169 با نیم عمر 9،4 روز ، Er-172 با نیمه عمر 49،3 ساعت ، Er-160 با نیمه عمر 28،58 ، Er-165 با نیمه عمر 10،36 و Er-171 با نیمـــــه عمـــــــر 7،516 ساعت می‌باشند.

سایر ایزوتوپهای رادیواکتیو آن ، دارای نیمه عمری کمتر از 3،5 ساعت هستند که بیشتر آنها از نیمه عمری کمتر از 4 دقیقه برخوردارند. این عنصر همچنین دارای 6 حالت برانگیختگی است که پایدار ترین آنها Er-167 با نیمه عمر t=2,269 است. حالت فروپاشی اصلی قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ پایدار- Er-166- دریافت الکترون و حالت فروپاشی اصلی بعد از آن کاهش بتا است. محصول فروپاشی اولیه قبل از Er-166 ، ایزوتوپهای عنصر 67 ( هولمیم ) و محصولات اولیه بعد از آن ایزوتوپهای عنصر 69 ( تولیم ) است.
هشدارها
مانند سایر لانتانیدها ، ترکیبات اربیم از مقدار کم تا متوسط سمیت دارند، گرچه جزئیات سمیت آنها بطور کامل منتشر نشده است.
__________________

[shirin71]

تولیم

تولیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Tm و عدد اتمی 69 می‌باشد. تولیم ، عنصری لانتانید و دارای حداقل فراوانی در بین عناصر خاکی کمیاب است؛ با فلز آن که دارای درخشش نقره‌ای رنگی است، می‌توان به‌راحتی کار کرد و با چاقو بریده می‌شود. همچنین دربرابر فرسایش در هوای خشک تا حدی مقاوم بوده ، از خاصیت انعطاف‌پذیری خوبی برخوردار است. تولیم بصورت طبیعی کلا" از ایزوتوپ پایدار Tm-169 ساخته می‌شود.
تاریخچـــــــه
تولیم را "Per Teodor Cleve" شیمیدان سوئدی درسال 1879 هنگام جستجو برای ناخالصی‌های موجود در اکسیدهای سایر عناصر خاکی کمیاب کشف نمود. ( این همان روشی بود که پیشتر "Carl Gustaf Mosander" برای کشف سایر عناصر خاکی کمیاب بکار برده بود ). Cleve کار را با از بین بردن تمامی ناخالصی‌های شناخته شده اِربیا ( Er2O3) آغاز کرد و با فرآیندهای دیگری دو ماده جدید بدست آورد: یکی قهوه‌ای و دیگری سبز.

ماده قهوه ای اکسید هولمیم بود که Cleve آنرا holmia نامید و ماده سبز ، اکسید عنصری ناشناس بود. Cleve این اکسید را thulia نامگذاری کرد و نام عنصر آن ، تولیم ، از کلمه Thule که نام باستانی رومی برای سرزمینی افسانه‌ای در نقطه ای دور دست در شمال ( شاید اسکاندیناوی ) بود، گرفته شده است.
پیدایــــــــــش
این عنصر هرگز در طبیعت به شکل خالص وجود ندارد، اما در مواد معدنی و همراه سایر عناصر خاکی کمیاب به مقدار کم یافت می‌شود. عمدتا" بوسیله جابجایی یونی از کانی‌های مونازیت ( 0,007% تولیم ) که در شن رودخانه‌ها وجود دارد، استخراج می‌شود.

فن‌آوریهای استخراج و جابجایی یونی جدیدتر ، موجب جداسازی آسان‌تر عناصر خاکی کمیاب شده که هزینه تولید تولیم را کاهش داده است. این فلز را می‌توان باروش کاهش اکسید آن بوسیله فلز لانتانیم یا بوسیله کاهش کلسیم در ظروف در بسته تهیه کرد. هیچکدام از ترکیبات تولیم از نظر تجاری مهم نیستند.
کاربردهـــــــــا
از تولیم برای تولید لیزر استفاده می‌شده است، اما هزینه‌های بسیار زیاد تولید ، مانع از گسترش سایر کاربردهای تجاری آن شده است. کاربردهای بالقوه آن ، عبارتند از:


* وقتی تولیم پایدار ( Tm-169 ) در رآکتور اتمی بمباران می‌شود، از آن به بعد می‌تواند بعنوان یک منبع تابشی در وسایل قابل حمل اشعه ایکس بکار رود.
* احتمالا" ایزوتوپ ناپایدار Tm-171 می‌تواند بعنوان یک منبع انرژی مورد استفاده قرار گیرد.
* Tm-169 دارای کاربرد بالقوه در مواد مغناطیسی سرامیکی به نام فریت است که در وسایل مایکرو ویو بکــار می‌روند.

ایزوتوپهـــــــا
تولیم بطور طبیعی دارای یک ایزوتوپ پایدار Tm-169 ( فراوانی طبیعی 100% ) و 31 رادیوایزوتوپ است که پایدارترین آنها تولیم 171 با نیمه عمر 1,92 سال ، تولیم 170 با نیمه عمر 128,6 روز ، تولیم 168 با نیمه عمر 93,1 روز و تولیم 167 با نیمه عمر 9,25 روز می‌باشند. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو ، نیمه عمری کمتر از 64 ساعت دارند و نیمه عمر اکثر آنها نیز کمتر از 2 دقیقه است. این عنصر دارای 14 حالت متا می‌باشد..

حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ پایدار Tm-169 جذب الکترون و حالت اولیه پس از آن ، ارسال بتا می‌باشد. محصول فروپاشی اولیه قبل از Tm-169 ایزوتوپهای عنصر 68( اربیم ) و محصول اولیه پس از آن ایزوتوپهای عنصر 70 ( ایتربیم ) هستند.
هشدارهــــــــا
تولیم دارای میزان مسمومیت‌زایی بین ضعیف تا متوسط است و باید با آن با احتیاط رفتار شود. تولیم فلزی به شکل پودر از نظر انفجار و آتش‌زایی خطرناک می‌باشد.

[shirin71]

Ytterbium

ایتربیم یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Yb و عدد اتمی آن 70 می‌باشد. فلزی سبک و براق است که از عناصر کمیاب زمین بوده و در گروه لانتانیدها قرار دارد و در معادن Monazite ، Gadolinite و xenotime یافت می‌شود. گاهی اوقات از این عنصر با ایترویم و دیگر عناصر هم خانواده‌اش در فلزات خاصی استفاده می‌شود. ایتربیوم مخلوطی از هفت ایزوتوپ پایدار است.
تاریخچه
ایتربیوم از کلمه Ytterby گرفته شده که شهری در سوئد بوده است و توسط شیمیدان سوئدی به نام "Jean de Margnac" در سال 1878 کشف شد. Marignac ترکیب جدیدی در زمین پیدا کرد و آنرا به عنوان Erbia شناخت و نامش را Ytterbia گذاشت. او تصور میکرد که Ytterbia جزئی از عنصر جدیدی است که Ytterbium نام دارد که در واقع اولین عنصر کمیابی بود که کشف شده بود.

در سال 1907 ، شیمیدان فرانسوی به نام "Georges Urbain Ytterbia" که Marignac را کشف کرده بود، آن را به دو قسمت Neoytterbia و lutecia تقسیم کرد. Neoytterbia بعدا به عنوان عنصر Yetterbium و lutecia به عنوان عنصر Lutetium شناخته شدند. در همان زمان "Auer von Welsbach" این عناصر را از Ytterbia جدا کرده و آنها را Aldebaranium و Cassiopeium نامید. خصوصیات شمیایی و فیزیکی Ytterbium تا سال 1953 که ایتربیوم خالص تولید شد، مشخص نشده بود.
پیدایش
ایتربیوم به همراه عناصر کمیاب دیگر در زمین و در معادن کمیاب یافت می‌شود. این عنصر به صورت اقتصادی از خاک monazite که حاوی %0.03 ایتربیوم است، استخراج می‌شود. این عنصر همچنین در Euxenite و Xenotime پیدا می‌شود. جدا کردن ایتربیوم از دیگر عناصر کمیاب بسیار دشوار است، اما روشهای تبادل یونی و استخراج حلالها که در قرن 20 سازماندهی شده، این جدا سازی را آسان کرده است. ترکیبات ایتربیوم بسیار کمیابند.
خصوصیات قابل توجه
ایتریبیم عنصری سبک و چکش خوار و شکل‌پذیر هادی است که بسیار پُرجلوه و براق است. این عنصر کمیاب بسیار ضربه‌پذیر بوده و به‌راحتی در اسیدهای معدنی حل میشود و به‌آرامی با آب واکنش داده و در هوا اکسید می‌شود. ایتربیم دارای سه گونه آلفا ، بتا و گاما بوده و در دمای 13- و 759+ درجه تغییر شکل می‌دهد. حالت بتا در دمای اطاق بوجود می‌آید که ساختار کریستالی Face-Centered دارد و این در حالی است که گاما که در دمای بالا شکل می‌گیرد، دارای ساختار کریستالی Body-Centered می‌باشد.

بطور معمول حالت بتا شبیه به فلزی است که رسانای جریان الکتریسیته است که وقتی در فشار 1600 اتمسفر قرار می‌گیرد، نیمه رسانا می‌شود. در فشار 39000 اتمسفر ، مقاومت الکتریکی آن ده برابر می‌شود، اما در فشار 40000 اتمسفر ناگهان به 10% مقاومت الکتریکی آن در دمای اتاق افت می‌کند.
کاربردها
در زمانی که الکتریسیته در دسترس نبود، یکی از ایزوتوپهای ایتربیوم به‌عنوان جانشین منبع رادیو اکتیو برای ماشینهای دستی که با اشعه x کار می‌کند، استفاده می‌شد. این فلز می‌تواند برای اصلاح پالودگی مقاوم کردن و خصوصیات مکانیکی دیگر مثل ضد زنگ بکار برده شود. برخی از آلیاژهای ایتربیوم در دندانپزشکی استفاده می‌شوند. این عنصر استفاده‌های دیگری نیز دارد.
ایزوتوپها
ایتریوم طبیعی از هفت ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است که عبارتند از: , Yb-168,Yb-170, Yb-171, Yb-172, Yb-173, Yb-174, وYb-176 که Yb-174 فراوان ترین ایزوتوپ (31.8% فراوانی طبیعی) آن می‌باشد. برای این عنصر 22 ایزوتوپ رادیو اکتیو شناسای شده است که پایدارترین آنها Yb-169 با نیمه عمر 32.026 روز و Yb-175 با نیمه عمر 4.185 روز و Yb-166 با نیمه عمر 56.7 ساعت می‌باشند. بقیه ایزوتوپهای رادیو اکتیوی آن نیمه عمری کمتر از 2 ساعت داشته که نیمه عمر بیشتر آنها کمتر از 20 دقیقه است. این عنصر همچنین 6 حالت متا دارد که پایدارترین آن Yb-169m t46 Seconds می‌باشد.

ایزوتوپهای ایتربیم به صورت وزن اتمی از (Yb177)150.955 تا (Yb-780)179.952 مرتب شده‌اند. حالت decay اولیه بعد از فراوان‌ترین ایزوتوپ Yb-174 الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن حذف بتا می‌باشد. محصولات decay اولیه قبل از Yb-174 ایزوتوپهای عنصر 69 یعنی تالیوم محصول اولیه بعد از آن ایزوتوپهای عنصر 71 لوتتیوم می‌باشد.
هشدارها
اگرچه ایتربیوم نسبتا پایدار است، اما با این وجود باید در ظرف بسته نگهداری شود تا در برابر هوا و رطوبت در امان باشد. تمام ترکیبات ایتربیوم بسیار سمی هستند، اگرچه تحقیقات اولیه نشان داده بود که خطر بسیار کمی دارند. ترکیبات ایتربیوم سبب ناراحتی‌های پوستی و چشم می‌شود و ممکن است Teratogenic باشد. ذره‌های ایتربیوم موجب بوجود آمدن خطرات آتش سوزی و انفجار می‌شود.

[shirin71]

توریم

توریم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Th و عدد اتمی 90 می‌باشد.
تاریخچـــــــه
"Jons Jacob Berzelius" شیمیدان سوئدی ، در سال 1828 توریم را کشف نمود و نام آنرا از نام Thor خدای نورس جنگ برگرفت. این فلز تا قبل از اختراع توری چراغ در سال 1885 هیچگونه کاربردی نداشت.
پیدایــــــــش


img/daneshnameh_up/e/e8/180pxMonaziteUSGOV.jpg

توریم در بیشتر سنگها و خاکها در مقادیر بسیار کم وجود دارد و فراوانی آن سه برابر اورانیوم بوده ، تقریبا" به اندازه سرب متداول است. معمولا" خاک ، محتوی تقریبا" 6ppm توریم است. این عنصر در کانی‌های زیادی وجود دارد که رایج ترین آنها ماده معدنی فسفات توریم خاکی و کمیاب ( مونازیت ) است که حاوی تقریبا" بیش از 12% اکسید توریم می‌باشد. اندوخته‌های زیادی از این عنصر در چندین کشور وجود دارد.

توریم 232 بسیار آهسته فروپاش می‌شود ( نیم عمر آن تقریبا" سه برابر عمر زمین است)؛ ولی سایر ایزوتوپهای آن در زنجیره فرسایش خود و اورانیم وجود دارند. بیشتر این ایزوتوپها کم‌عمر هستند و لذا خیلی بیشتر از Th-232 رادیواکتیو می‌باشند، اگرچه در مقیاسهای زیاد کم‌اهمیت هستند.
خصوصیات قابل توجه
توریم ، فلزی طبیعی و تا حدی رادیواکتیو می‌باشد. شکل خالص این عنصر ، فلزی نقره‌ای رنگ است که درخشش خود را برای چند ماه حفظ می‌کند. با این حال اگر در معرض هوا اکسید شود، به‌آرامی کدر شده ، به رنگ خاکستری و در نهایت سیاه در می‌آید.

اکسید توریم ( ThO2) که توریا نامیـــــــده می‌شود، دارای یکی از بالاترین نقاط جوش در بین تمامی اکسیدهــــــا می‌باشد ( 3300درجه سانتی‌گراد ). اگرفلز توریم را در هوا حرارت دهند، محترق شده و با نور درخشان سفید رنگی می‌سوزد.
کاربردهـــا

* در توری چراغهای گازی قابل حمل استفاده می‌شود. این توری‌ها درصورتی‌که در شعله گاز گرم شوند، نور خیره کننده ای تولید می‌کنند.

* بعنوان عنصری آلیاژ ساز در منیزیم ، موجب تقسیم نیروهای شدید و افزایش مقاومت در دماهای بالا می‌شود.

* از توریم برای پوشش سیمهای تنگستن در وسایل الکترونیکی استفاده می‌شود.

* از توریم ، در ساخت الکترودهای جوشکاری و سرامیکهای مقاوم در حرارتهای زیاد استفاده می‌گردد.

* اکسید آن برای کنترل اندازه تنگستن موجود در لامپها کاربرد دارد.

* اکسید آن در کوره های گداز بسیار داغ آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

* افزودن اکسید توریم به شیشه ، موجب افزایش ضریب شکست و کاهش پراکندگی نور می‌شود؛ در نتیجه از آنها در لنزهای کیفیت بالای دوربین و ابزارهای علمی بهره می‌برند.

* از اکسید توریم بعنوان کاتالیزور استفاده می‌شود:

o در تبدیل آمونیاک به اسید نیتریک
o در کراکینگ بنزین
o در تولید اسید سولفوریک

* قدمت سنجی بوسیله اورانیم – توریم برای تعیین قدمت فسیلهای انسان کاربرد داشته است.

* بعنوان ماده ای بارورکننده برای تولید سوخت هسته‌ای کاربرد دارد.

نقش بیولوژیکی
این عنصر هیچگونه نقش بیولوژیکی شناخته شده ای ندارد.
توریم بعنوان یک سوخت اتمی
از توریم و اورانیم می‌توان بعنوان سوخت در رآکتور اتمی استفاده کرد. اگرچه خود توریم 232 شکافش‌پذیر نیست، برای تولید اورانیم 233 شکافش‌پذیر ، نوترونهای کم‌سرعت را جذب می‌کند. بنابراین مانند اورانیم 238 بارورکننده می‌باشد. از یک جنبه مهم اورانیم 233 از اورانیم 235و پلوتونیم 239 بهتر است و علت آن ، قدرت جذب بیشتر نوترون می‌باشد. بنابراین می‌توان با مواد شکافش‌پذیر دیگر ( اورانیم 235 یا پلوتونیم 239 ) یک چرخه زایا مشابه اورانیم 238 و پلوتونیم ( در رآکتورهای نوترون کم‌سرعت ) اما بسیار کارآمدتر ایجاد نمود.

توریم 233 برای تبدیل به توریم 233 یک نوترون جذب می‌کند که معمولا" توریم 233 به‌صورت پروتاکتینیم 233 و بعد اورانیم 233 فروپاش می‌شود. سپس این سوخت ساطع شده می‌تواند از رآکتور تخلیه شود، اورانیم 233 از توریم جدا شده ، بصورت بخشی از یک چرخه سوخت بسته وارد رآکتور دیگری می‌شود.

مشکلی که درمورد هزینه گران تولید سوخت وجود دارد، تا حدی به‌علت رادیواکتیویته اورانیوم 233 است که همیشه به مقادیر کمی اورانیوم 232 آلوده است؛ مشکل مشابهی که در بازیافت توریم وجود دارد، به‌سبب خاصیت رادیواکتیو زیاد توریم 228 ، خطر تکثیر اورانیم 233 بعضی سلاحها و مشکلات فنی ( که هنوز هم بطور موثر حل نشده‌اند ) در بازآفرینی می‌باشد.

قبل از تبدیل چرخه سوخت توریم بصورت تجاری ، تلاشهای زیادی باید انجام پذیرند و ظاهرا" انجام این تلاشها تا زمانیکه اورانیوم فراوان وجود دارد بعید به نظر می‌رسند. با این وجود ، چرخه سوخت توریم ، با توانایی خود برای تولید سوخت غنی شده بدون نیاز به رآکتورهای نوترون پر سرعت ، پتانسیل دراز مدت قابل توجهی را در اختیار دارد.

توریم بطرز چشمگیری فراوان‌تر از اورانیم است و این عامل بسیار مهمی در حفظ انرژی هسته‌ای به حساب می‌آید. هند منابع عظیمی از توریم را در اختیار دارد و لذا با پایان دادن به اورانیوم بعنوان ماده ای ورودی ، برنامه‌های اتمی خود را برای استفاده صرفا" توریم طراحی کرده است. این طرح دشوار مستلزم هر دو رآکتورهای بارور حرارتی و سرعتی می‌باشد.
ایزوتوپهــــــا
توریم بطور طبیعی دارای یک ایزوتوپ پایدار Th-232 و 25 رادیوایزوتوپ می‌باشد که فراوان‌ترین یا پایدارترین آنها توریم 232 با نیم عمر 14,05 میلیارد سال ، توریم 230 با نیمه عمر 75380 سال ، توریم229 با نیمه عمر 7340 سال و توریم 228 با نیمه عمر 1,92 سال هستند. مابقی ایزوتوپهای آن ، دارای نیمه عمری کمتر از 30 روز هستند که اکثر آنها نیمه عمرشان کمتر از 10 دقیقه است. همچنین توریم دارای 1 حالت متا است. ایزوتوپهای توریم از نظر وزن اتمی بین amu 212 (توریم 212) و amu 236(توریم 236) قرار دارند.
هشدارهــــــــا
فلز توریم پودر شده اغلب آتش‌زا می باشد و باید با احتیاط با آن کار شود. توریم با تولید نهایی تورون که ایزوتوپی از رادون می‌باشد ( Ra-220 ) فروپاشیده می‌شود. گاز رادون خطر تابش دارد، لذا تهویه مناسب مکانی که در آن توریم نگهداری یا با آن کار می‌شود، ضروری است. تماس با توریم درهوا خطر ابتلا به سرطانهای ریه ، پانکراس و خون را افزایش می‌دهد. تماس درونی با این عنصر خطر ابتلا به بیماری‌های کبدی را در پی دارد.

[shirin71]

پروتاکتینیوم

پروتاکتینیوم یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Pa و عدد اتمی آن 91 می‌باشد.
تاریخچه
پروتاکتینیوم ، برای اولین بار در سال 1913، زمانی‌که "Kasimir Fajans" و " O.H. Goong" به هنگام تحقیقات خود در تجزیه U238 به ایزوتوپ Pa234 که نیمه عمر بسیار پایین 1.17 ثانیه داشت مواجه شدند، شناخته شد. آنها به این عنصر جدید نام برویوم را دادند این عنصر در سال 1918 هنگامی که دو گروه از دانشمندان "Otto Hahn" و "Lise Meitner" از آلمان و "Fredrick Soddy" و "John Cranston" از بریتانیای کبیر به‌طور جداگانه آن را کشف کردند، به پروتاکتینیوم تبدیل شد و در سال 1949 به پروتاکتینیوم تغییر یافت.

در سال 1927، "Aristid V. Grosse" توانست دو میلی‌گرم Pa205 بدست آورد. وی در سال 1934 برای اولین بار توانست پروتاکتینیوم را از 0.1 میلی گرم Pa2O5 جدا کند. او این عمل را از تبدیل اکسید به یک ید و سپس شکافتن آن در خلاء توسط عمل گرمادهی الکترونیکی انجام داد.

در سال 1961، سازمان انرژی اتمی بریتانیای کبیر توانست 125 گرم پروتاکتینوم خالص تولید کند. این عمل با پردازش 60 تن مواد زائد در 12 مرحله انجام شد و هزینه ای معادل 500000 دلار را در برداشت. سالیان سال این تنها منبع پروتاکتینیوم جهان به شمار می‌رفت. اخیرا گذارش شده است که هر گرم از این فلز به مبلغی معادل 2800 دلار به آزمایشگاه‌ها فروخته شده است.
خصوصیات قابل توجه
پروتاکتینیوم ، یک فلز نقره‌ای رنگ می‌باشد که از گروه آستینیدها بوده ، درخشندگی و براقی را در هوا از خود به‌جا می‌گذارد. این عنصر در دمای زیر 1.4k به‌شدت رسانای جریان الکتریسیته می‌باشد.
کاربردها
به‌علت خاصیت رادیواکتیوی ، سمی بودن و کمیابی این عنصر ، به غیر از تحقیقات علمی استفاده چندانی از این عنصر نمی‌شود.
نقش بیولوژیکی
پروتاکتینیوم هیچگونه نقش بیولوژیکی ندارد.
پیدایش
پروتاکتینیوم در Pitchblende به مقدار حدودا یک در هر 231Pa قسمت از معادن اورانیت بوجود می‌آید. معادن زئیر حدودا 3ppm پروتاکتینیوم دارند.
ترکیبات
ترکیبات شناخته شده پروتاکتینیوم عبارتند از:


* Fluorides
o PaF4
o PaF5
* Chlorides
o PaCl4
o PaCl5
* Bromides
o PaBr4
o PaBr5
* Iodides
o PaI3
o PaI4
o PaI5
* Oxides
o PaO
o PaO2
o Pa2O5

ایزوتوپها
29 ایزوتوپ رادیو اکتیو برای پروتاکتینیوم شناخته شده‌اند که پایدارترین آنها Pa231 با نیمه عمر 32760 سال ، Pa233 با نیمه عمر 26.967 روز و Pa230 با نیمه عمر17.4 روز می‌باشند. تمام ایزوتوپهای رادیو اکتیو دیگر آن نیمه عمر کمتر از 1.6 روز داشته ، بیشتر آنها نیمه عمر کمتر از 1.8ثانیه دارند.

حالت Decay اولیه قبل از ایزوتوپ پایدار pa231 Alpha Decay می‌باشد و حالت اولیه بعد از آن Beta Minus Decay است. محصولات decay اولیه قبل از Pa-231 ایزوتوپهای عنصر Actinium و محصولات اولیه بعد از آن ، ایزوتوپهای عنصر اورانیوم می‌باشند.
هشدارها
پروتاکتینیوم به‌شدت سمی و رادیو اکتیو می‌باشد و کار کردن با آن درست همانند کار کردن با پلوتونیم مراقبتهای زیادی را می‌طلبد.

[shirin71]

اورانیوم

اورانیوم یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن ، U و عدد اتمی آن 92 می‌باشد. اورانیوم که یک عنصر سنگین ، سمی ، فلزی ، رادیواکتیو و براق به رنگ سفید مایل به نقره‌ای می‌باشد، به گروه آکتیندها تعلق داشته و ایزوتوپ 235 آن برای سوخت راکتورهای هسته‌ای و سلاحهای هسته‌ای استفاده می‌شود.

معمولا اورانیوم در مقادیر بسیار ناچیز در صخره‌ها ، خاک ، آب ، گیاهان و جانوران از جمله انسان یافت می‌شود.
خصوصیتهای قابل توجه
اورانیوم هنگام عمل پالایش به رنگ سفید مایل به نقره‌ای فلزی با خاصیت رادیواکتیوی ضعیف می‌باشد که کمی از فولاد نرم‌تر است. این فلز چکش‌خار ، رسانای جریان الکتریسیته و کمی Paramagnetic می‌باشد. چگالی اورانیوم 65% بیشتر از چگالیسرب می‌باشد. اگر اورانیوم به‌خوبی جدا شود، بشدت از آب سرد متاثر شده و در برابر هوا اکسید می‌شود. اورانیوم استخراج شده از معادن ، می‌تواند به‌صورت شیمیایی به دی‌اکسید اورانیوم و دیگر گونه‌های قابل استفاده در صنعت تبدیل شود.
گونه‌های اورانیوم در صنعت
اورانیوم در صنعت سه گونه دارد:


* آلفا (Orthohombic) که تا دمای 667.7 درجه پایدار است.

* بتا (Tetragonal) که از دمای 667.7 تا 774.8 درجه پایدار است.

* گاما (Body-centered cubic) که از دمای 774.8 درجه تا نقطه ذوب پایدار است. ( این رساناترین و چکش‌خوارترین گونه اورانیوم می‌باشد.)

دو ایزوتوپ مهم ان U235 و U238> می‌باشند که U235 مهمترین برای راکتورهای و سلاحهای هسته‌ای است. چرا که این ایزوتوپ تنها ایزوتوپی است که طبیعت وجود دارد و در هر مقدار ممکن توسط نوترونهای حرارتی شکافته می‌شود. ایزوتوپ U238 نیز از این جهت مهم است که نوترونها را برای تولید ایزوتوپ رادیواکتیو جذب کرده و آن را به ایزوتوپ Pu239 پلوتونیوم تجزیه می‌کند. ایزوتوپ مصنوعی U233 نیز شکافته شده و توسط بمباران نوترونی Thorium232 بوجود می‌آید.

اورانیوم اولین عنصر یافته شده بود که می‌توانست شکافته شود. برای نمونه با بمباران آرام نوترونی ایزوتوپ U235 آن به ایزوتوپ کوتاه عمر U236 تبدیل شده و بلافاصله به دو هسته کوچکتر تقسیم می‌شود که این عمل انرژی آزاد کرده و نوترونهای بیشتری تولید می‌کند.

اگر این نوترونها توسط هسته U235 دیگری جذب شوند، عملکرد حلقه هسته‌ای دوباره اتفاق می‌افتد و اگر چیزی برای جذب نوترونها وجود نداشته باشد، به حالت انفجاری در می‌آیند. اولین بمب اتمی با این اصل جواب داد (شکاف هسته‌ای). نام دقیقتر برای این بمبها و بمبهای هیدروژنی(آمیزش هسته‌ای) ، سلاحهای هسته‌ای می‌باشد.
کاربردها
فلز اورانیوم بسیار سنگین و پرچگالی می‌باشد.


* اورانیوم خالی توسط بعضی از ارتشها برای ساخت محافظ برای تانکها و ساخت قسمتهایی از موشکها و ادوات جنگی استفاده می‌شود. ارتشها همچنین از اورانیوم غنی‌شده برای سوخت ناوگان خود و زیردریایی‌ها و همچنین سلاحهای هسته‌ای استفاده می‌کنند. سوخت استفاده شده در راکتورهای ناوگان ایالات متحده معمولا اورانیوم U235 غنی شده می‌باشد. اورانیوم موجود در سلاحهای هسته‌ای بشدت غنی می‌شوند که این مقدار بصورت تقریبی 90% می‌باشد.

* مهمترین کاربرد اورانیوم در بخش غیر نظامی تامین سوخت دستگاههای تولید نیروی هسته‌ای است که در آنها سوخت U235 به میزان 2الی3% غنی می‌شود. اورانیوم تخلیه شده در هلیکوپترها و هواپیماها به‌عنوان وزن متقابل بر هر بار استفاده می‌شود.

* لعاب ظروف سفالی از مقدار کمی اورانیوم طبیعی تشکیل شده است ( که داخل فرایند غنی سازی نمی‌شود ) که این عنصر برای اضافه کردن رنگ با آن اضافه می‌شود.

* نیمه عمر طولانی ایزوتوپ اورانیوم 238 آن را برای تخمین سن سنگهای آتشفشانی مناسب میسازد.

* U235 در راکتورهای هسته‌ای Breeder به پلوتونیوم تبدیل می‌شود و پلوتونیوم نیز در ساخت بمبهای هیدروژنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

* استات اورانیوم در شیمی تحلیلی کاربرد دارد.

* برخی از لوازم نوردهنده از اورانیوم و برخی در مواد شیمیایی عکاسی مانند نیترات اورانیوم استفاده می‌کنند.

* معمولا کودهای فسفاتی حاوی مقدار زیادی اورانیوم طبیعی می‌باشند، چرا که مواد کانی که آنها از آنجا گرفته شده‌اند، حاوی مقدار زیادی اورانیوم می‌باشند.

* فلز اورانیوم برای اهداف اشعه ایکس در ساخت این اشعه با انرژی بالا استفاده می‌شود.

* این عنصر در وسایل Interial Guidance و Gyro Compass استفاده می‌شود.

[shirin71]

نپتون


نپتون ، یک عنصر ترکیبی جدول تناوبی است که نماد Np و عدد اتمی 93 دارد. این عنصر رادیواکتیو نقره‌ای فلزی اولین عنصر ترانس اورانیک متعلق به گروه آکتنیدها است. نپتون 237 پایدارترین ایزوتوپ آن محصول رآکتورهای هسته‌ای و پلوتون است و می‌تواند به‌عنوان جزئی از تجهیزات آشکارساز نوترون استفاده شود.
تاریخچه
نپتون که ( به خاطر سیاره نپتون نامگذاری شده ) ، برای اولین بار توسط "Edwin McMillan" و "Philip Abelson" در سال 1940 کشف شد. این کشف در آزمایشگاه Berkeley Radiation در دانشگاه Berkeley کالیفرنیا جایی که گروه ، ایزوتوپ Np-239 (با نیمه عمر 2.4 روز) را بوسیله بمباران اورانیوم به‌کمک شتاب دادن نوترونها به روش سیکلوترون تهیه کردند، به وقوع پیوست.

نپتون اولین عنصرترانس اورانیم بود که به‌صورت ترکیبی تهیه شد و به‌عنوان اولین ترانس اورانیم گروه آکتنیدها کشف شد.
پیدایش
مقادیر بسیار ناچیزی از این عنصر در طبیعت به‌عنوان محصول فروپاشی به‌دلیل واکنشهایی در معادن اورانیوم بوجود می‌آید. نپتون با تقلیل NpF3 با باریم و یا بخار لیتیم در دمای 1200 درجه سانتی‌گراد آماده می‌شود و بیشتر اوقات از رها شدن قدرت سوخت هسته‌ای به‌عنوان یک فرآورده در تهیه پلوتون گرفته می‌شود.
خصوصیات قابل توجه
فلز نقره ای نپتون به خوبی واکنش‌دهنده است و به سه حالت ساختاری یافت می‌شود.


* نپتون آلفا ، اورتورومبیک ، جرم حجمی 20.25 گرم بر متر مکعب
* نپتون بتا ( بالای 280 درجه سانتی‌گراد ) ، چهار وجهی ، جرم حجمی 19.36 گرم بر سانتی‌متر مکعب.
* نپتون گاما (بالای 577 درجه سانتی‌گراد) ، مکعبی ، جرم حجمی 18.00 گرم بر سانتی‌متر مکعب.

این عنصر به هنگام محلول بودن ، 4 حالت اکسیداسیون یونی دارد:


* Np+3 ( ارغوانی کمرنگ ) ، نظیریون خاکی کمیاب Pm+3 ، Np+4 ( زرد سبز )
* NpO+2 ( سبز آبی )
* NpO++2 ( صورتی کمرنگ )

که تنها گونه‌هایی را اکسیداسیون می‌کند که در تضاد با خاکهای کمیاب که تنها یونهای (I) , (II) , (IV) را در حالتهای اکسیداسیون نشان می‌دهند، باشند. این عنصر Tri و TetraHalideهایی مانند NpF, NpF3, NpC14 , NpBr3 و NpI3 را شکل داده ، ترکیبات دیگری را که در سیستم اکسیژن – اورانیوم وجود دارد، اکسید می‌کند. (مانند Np3O8 و NpO2)
ایزوتوپها
19 رادیو ایزوتوپ نپتون با پایدارترین آنها Np-237 با نیمه عمر 2.14 میلیون سال ، Np-236 با نیمه عمر 154000 سال و Np-235 با نیمه عمر 396.1 روز مشخص می‌شوند. بقیه ایزوتوپهای رادیو اکتیو آن ، دارای نیمه عمرهای کمتر از 4.5 روز هستند که اکثر آنها نیمه عمرهای کمتر از 50 دقیقه دارند. همچنین این عنصر 4 حالت متا دارد و در حال حاضر پایدارترین ایزوتوپ آن Np-236m با نیمه عمر 22.5 ساعت است.

ایزوتوپهای نپتون با در نظر گرفتن وزن اتمی آنها از 225.0339amu) Np-225) تا Np-244 (244,06amu)مرتب شده‌اند. اولین روش فروپاشی قبل از پایدارترین ایزوتوپ(Np-237) جذب الکترون (با مقدار خوب ارسال آلفا) و اولین روش بعد از ارسال بتا است.

اولین محصولات فروپاشی قبل از Np-237 ایزوتوپهای عنصر 92 (اورانیوم) ، ( اگرچه ارسال آلفا هم عامل تهیه عنصر 91 ، پروتاکتینیم ، است ) و اولین محصولات بعد از ایزوتوپهای عنصر 93 (پلوتونیم) هستند.

[shirin71]

پلوتونیم

پلوتونیوم ، یک عنصر شیمیایی رادیواکتیو و فلزی است که نماد آن Pu و عدد اتمی آن 94 می‌باشد. وزن اتمی این عنصر 244.06 بوده ، چگالی آن 19.800 kg/m3 می‌باشد. پلوتونیوم در سال 1940 توسط GlennT.Seaborg ، Edwin McMillan ، Kennedy و Wahl از طریق بمباران دوترونی اورانیوم در سیکلوترون (شتاب دهنده ذرات مدور) Berkeley Radiation Laboratory دانشگاه کالیفرنیا برکلی کشف شد. اما این کشف تا مدتها سری باقی ماند. این عنصر با توجه به کشف سیاره پلوتو که درست بعد از نپتون کشف شد، پلوتونیوم نام گرفت؛ (پلوتون در منظومه شمسی بعد از نپتون قرار دارد).
ایزوتوپها
مهمترین ایزوتوپ پلوتونیوم Pu239 بوده که نیم عمر آن 24200 سال می‌باشد و بدلیل نیمه عمر کوتاه آن ، رد بسیار ناچیزی از پولوتونیم به‌صورت طبیعی در معادن
یافت می‌شود. پلوتونیوم 239 ، در رآکتورهای هسته‌ای از اورانیوم 238 و در مقیاسهای بالا تولید می‌شود.

ایزوتوپ پلوتونیوم 238 ساطع کننده اشعه آلفا می‌باشد که نیمه عمرش 87 سال است. این خصوصیات ، آن را برای استفاده در تولید نیروی برق برای دستگاه‌هایی که می‌بایست بدون نگهداری مستقیم در مقیاسهای زمانی حدودا برابر عمر انسان کار کنند، مناسب می‌کند؛ بنابراین در RTG هائی مانند آنهائی که نیروی کاوشگرهای فضایی Galileo و Cassini را تامین می‌کنند، کاربرد دارد.

همچنین پلوتونیم چهار ظرفیت یونی را در محلولهای آبی از خود نشان می‌دهد
یون +PuO در محلولهای آبی پایدار نیست و تناسبی با 4+Pu و 2+PuO ندارد. 4+Pu می‌تواند +PuO را به 2+PuO تبدیل کرده ، خودش به 3+PuO تبدیل شود و یک +PuO و 3+PuO آزاد کند.

پلوتونیوم ترکیبات دوتایی PuO و PuO2 را با اکسیژن شکل می‌دهد و با هیدراتهای PuF3,PuF4,PuCl3,PuBr3,PuI3 و کربن ، نیتروژن وسیلیکون در ترکیبات متغیر مداخله می‌کند. Puc, PuN, PuSi2 و اکسی هالیدها نیز شناخته شده می‌باشند: PuOCL , PuObr , PuOI.
کاربردها

پلوتونیوم یکی از مواد مهم شکافت هسته‌ای در سلاحهای هسته‌ای پیشرفته می‌باشد. باید احتیاط لازم جهت جلوگیری از جمع شدن مقداری از پلوتونیوم که به جرم بحرانی نزدیک می‌شود، به عمل آورد، چرا که این مقدار از پلوتونیوم خود به خود واکنشهای شیمیایی تولید می‌کند.

بدون توجه به محدود نشدن پلوتونیوم توسط فشار خارجی که برای یک سلاح هسته‌ای لازم است، پلوتونیوم می‌تواند خودش را گرم کرده ، هر چیزی را که پیرامون آن را محدود می‌کند بشکند، جلوگیری شود. شکل ظاهری پلوتونیوم هم در این امر موثر است، بنابراین ، باید از اشکال فشرده مانند کره جلوگیری کرد.

همچنین پلوتونیوم مخصوصا نوع بسیار خالص آن ، آتش‌زا بدوه ، به‌صورت شیمیایی با اکسیژن و آب واکنش می‌دهد که می‌تواند باعث انباشتگی هیدرید پلوتونیوم و یک ترکیب Pyrophoric شود که ماده ای است که در دمای اطاق در هوا می‌سوزد. حجم پلوتونیوم به هنگام ترکیب شدن با اکسیژن بسیار افزایش می‌یابد و می‌تواند ظرف خود را بشکند. بنابر این احتیاطهای لازم برای حمل پلوتونیوم در هر شکل آن ، باید انجام شود و عموما یک اتمسفر خشک و خنثی نیاز می‌باشد.

علاوه بر اینها ، خطرات رادیواکتیوی نیز وجود دارد. خاک اکسید منیزیم موثرترین ماده برای فرو نشاندن آتش پلوتونیوم می‌باشد. آن ماده ، شعله را مانند یک کاهنده دما ( Hit Sink )سرد می‌کند و در عین حال از رسیدن اکسیژن به آن جلوگیری می‌کند. آب نیز در این مورد موثر است. در سال 1962 در Rocky Flats Plant در نزدیکی Boulder, Colorado یک آتش‌سوزی بزرگ پلوتونیومی رخ داد.

پلوتونیوم همچنین در ساخت سلاحهای رادیولوژیکی و ساخت زهرها ( نه الزاما مهلک ) کاربرد دارد. توده‌های انباشته شده پلوتونیوم توسط اتحاد جماهیر شوروی قدیم و ایالات متحده آمریکا بوجود می‌آمد. از پایان جنگ سرد ، تمرکز بر نگرانی از گسترش تکنولوژی هسته‌ای بوجود آمد. در سال 2002 دپارتمان انرژی ایالات متحده 34 تن از مواد پلوتونیوم را که برای ساخت سلاحهای هسته‌ای استفاده می‌شد، از دپارتمان دفاع ایالات متحده گرفت و از اوایل سال 2003 تصمیم گرفت برای خلاصی از این اورانیومها ، به تبدیل چندین نیروگاه هسته‌ای در آمریکا ، از سوخت اورانیوم غنی شده به سوخت MOX اقدام کند.


خطرات
گاهی اوقات از پلوتونیوم با عنوان سمی‌ترین ماده شناخته شده بر انسان نام برده می‌شود و این در حالی است که یک توافق کلی در میان کارشناسان مبنی بر نادرست بودن این مطلب وجود دارد. تا سال 2003 تنها یک مورد مرگ انسان به‌علت مجاورت و ارتباط با پلوتونیوم وجود داشته است. رادیومی که به‌صورت طبیعی بوجود می‌آید، حدودا 200 برابر سمی‌تر از پلوتونیوم است و برخی از Toxinهای آلی مانند سم بوتولین ، میلیاردها برابر سمی‌تر از پلوتونیوم می‌باشند.

به هر حال ،حوادث بحرانی نیز وجود داشته است. حمل بی ملاحظه 6.2 kg پلوتونیوم کروی در Los Alamos در 21 آگوست 1945 ، باعث انتشار دوز مرگبار تشعشع گردید. "Harry Daghlian" دوزی در حدود 510 rem دریافت کرد؛ او 4 هفته بعد درگذشت. مرگ دیگری در سال 1958 در واحد غنی‌سازی اورانیوم Los Alamos روی داد. پلوتونیوم در یک مخزن مخلوط‌کن جمع شده بود. یک بار جدید هم به آن منتقل شد و در نتیجه 8 کیلوگرم پلوتونیوم در مرکز مخزن جمع شد. یک کارگر در معرض تشعشع قرار گرفت و در کمتر از دو روز در گذشت.

حالتهای سمی پلوتونیوم از نظر شیمیایی و رادیو لوژیکی ، باید از خطرات پلوتونیوم متمایز شود. بسیاری از جنبشهای ضد هسته‌ای و در ادامه جنبشهای سیاست سبز از پلوتونیوم به‌عنوان خطرناک‌ترین ماده شناخته شده برای بشریت یاد کرده‌اند و تنها دلیلشان ، نقش مهلک آن در تولید سلاحهای هسته‌ای می‌باشد.

احتمالا اختلاف این دو دیدگاه است که باعث گزافه‌گویی‌های احساسی در خصوص سمی بودن پلوتونیوم می‌شود. در سال 1989 نوشته ای از "Bernard L. Cohen" اینگونه بیان می کند که:

«« خطرات پلوتونیوم خیلی آشکارتر و راحت‌تر از خطرات ناشی از مواد افزودنی به غذاها و همچنین حشره کشها فهمیده می‌شوند و در مقایسه تنها یک مرگ در هر 300 سال می‌تواند کم‌مایه بودن این نظر را اثبات کند. علی‌رغم حقایق شناخته شده بر جامعه علمی افسانه سمی بودن پلوتونیوم همچنان ادامه دارد.»»

بنابراین هیچ گونه شک و تریدی وجود ندارد که پلوتونیوم در صورت استفاده نادرست می‌تواند بسیار خطرناک باشد. پرتوی آلفا که پلوتونیوم از خود ساطع میکند نمی‌تواند به پوست نفوذ کند، اما می‌تواند به اندامهای داخلی در صورت تنفس و یا خوردن پلوتونیوم آسیب برساند. ذرات بسیار کوچک پلوتونیم در صورت تنفس و رسیدن به ریه‌ها می‌تواند باعث بوجود آمدن سرطان ریه شود. مواد دیگر از جمله ricin ، سم botulinum و سم tetanum در دوزهائی کمتر از یک میلی‌گرم ، می‌توانند کشنده باشند، بنابراین پلوتونیوم از این نظر غیر عادی نیست.

مقادیر قابل توجه بیشتر آن ، در صورت بلع یا تنفس ، می‌تواند باعث بوجود آمدن مسمومیت رادیویی حاد و مرگ شخص شود. با این وجود ، تاکنون هیچ مورد مرگ به‌علت خوردن و یا تنفس پلوتونیوم دیده نشده و بسیاری از مردم مقدار قابل توجهی پلوتونیوم در بدن خود دارند.
خصوصیات
این فلز ظاهری نقره‌ای رنگ دارد و هنگامی که اکسید می‌شود، رنگش تا حدی به زرد تیره می‌گراید. اگر مقدار زیادی از پلوتونیوم در جایی جمع شود، به قدری گرم می‌شود که نمی‌توان آن را لمس کرد و دلیل آن نیز ساطع کردن انرژی آلفا می‌باشد. مقادیر بیشتر گرمای لازم را برای جوشاندن آب بوجود می‌آورد. این فلز به‌سرعت در اسید هیدرویدیک یا اسید پرکلریک غلیظ ، حل می‌شود. این فلز شش حالت آلوتروپی Allotropic با ساختارهای بلورین گوناگون از خود نشان می‌دهد که چگالی آنها از 16.00 تا 19.86 تغییر می‌کند.

[shirin71]

آمریکیوم


آمریکیوم ( آمریسیوم ) ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Am و عدد اتمی 95 وجود دارد. تمام ایزوتوپهای این عنصر مصنوعی رادیو اکتیو هستند. این عنصر به گروه اکتینیدها تعلق دارد. این عنصر با قرینه‌سازی Americas و Europium نامگذاری شد.
تاریخچه اکتشاف
آمریکیوم ، چهارمین عنصر ترا اورانیمی بود که کشف شد. ایزوتوپ Am-24 توسط "گلن تی سیبورک" ، "جیمز مورگان" و "آلبرت گیورسو" اواخر سال 1944 هنگام جنگ در آزمایشگاه متالوژی دانشگاه شیکاگو و در نتیجه واکنشهای جذب نوترون پی در پی توسط ایزوتوپهای پلوتونیوم در راکتورهای اتمی شناخته شد.
خصوصیات
درخشش فلز آمریکیوم تازه تهیه شده از پلوتونیوم یا نپتونیومی که با همین روش تهیه شده ، سفید و براقتر است. ظاهرا این عنصر انعطاف‌پذیرتر از اورانیوم یا نپتونیوم است و در هوای خشک با درجه حرارت اتاق به‌کندی کدر می‌شود. با آمریکیوم باید با دقت زیادی رفتار شود تا از آلودگی انسانی جلوگیری گردد. فعالیت آلفا از Am-241 تقریبا سه برابر رادیوم است. وقتی با مقدار گرمی Am-241 سروکار داریم، فعالیت شدید گاما ما را در معرض مشکلات جدی قرار می‌دهد.
کاربرد
Am-241 بعنوان منبعی قابل حمل برای رادیوگرافی گاما بکار رفته است. مقدار جزئی از آمریکیوم 241 برای اندازه گیری ضخامت شیشه در این صنعت و بعنوان منبعی برای یونیزاسیون دستگاههای اعلام حریق مورد استفاده قرار می‌گیرد.

[shirin71]

کوریوم

کوریم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Cm و عدد اتمی 96 وجود دارد. نام آن را از نام پیر و ماری کوری اقتباس کرده‌اند. اگر چه این عنصر در سیستم تناوبی بعد از آمریکیوم قرار دارد، در واقع قبل از آمریکیم شناخته شد و سومین عنصر ترا اورانیوم کشف شده به‌حساب می‌آید.
تاریخچه اکتشاف
Glenn Seaborge ، James و Albert Ghiorso سال 1944 زمان جنگ در آزمایشگاه متالوژی شیکاگو این عنصر را بوسیله بمباران Pu-239 با یون هلیم در سیکلوترون 60 اینچ آزمایشگاه تشعشعی برکلی کشف کردند. سال1947برای اولین بار ،Werner و Perlman مقدار قابل مشـاهده (30 میلی‌گرم ) Cm-242 را به‌صورت هیدروکسید در دانشگاه کالیفرنیا – برکلی به‌صورت خالص جداسازی کردند.

Crane ، Wallmann و Cunningham در سال 1950 متوجه شدند که قابلیت مغناطیسی نمونه‌های میکرو گرمی CmF3 برابر با GdF3 می‌باشد. این مسئله یک دلیل تجربی قاطع برای اختصاص ساختاری الکترونیکی به 3+Cm ارائه می‌دهد. در سال برای اولین بار ، کوریم به شکل اصلی ( عنصری ) توسط همان کارگران تهیه شد.
ایزوتوپها
چهارده ایزوتوپ برای کوریم شناخته شده است. پایدارترین این ایزوتوپها Cm-247 با نیمه عمر 16 میلیون سال می‌باشد و در مقایسه با عمر زمین به قدری کوتاه است که به نظر می‌رسد تمام کوریمهای اولیه باید سالهای بسیار دور از صحنه طبیعت ناپدید شده باشند. به‌علت زنجیره جذب نوترون و فروپاشیهای اشعه بتا که توسط شار ضعیف نوترونهای موجود درکانی‌های اورانیوم انجام می‌شود، احتمال حضور مقادیر بسیار کم کوریم در منابع اورانیوم طبیعی وجود دارد.

به هر حال ، وجود کوریم طبیعی هرگز مورد مکاشفه صورت نگرفته است. Cm-242 و Cm-244 در مقادیر مولتی گرمی یافت می‌شوند. Cm-248 تنها به‌صورت مقادیر میلی گرمی تولید شده است.
خواص
کوریم از برخی جهات شبیه گادولینیم است ( همساخت زمینی کمیاب آن ). اما کوریم ساختار بلوری پیچیده تری دارد. کوریم به رنگ نقره‌ای ، فعال از نظر شیمیایـــی و نسبت به آلومینیوم مثبت بــــــار تـــــر (electropositive) می‌باشد. بیشتر ترکیبات کوریم سه ظرفیتی ، به رنگ زرد کم‌رنگ هستند.
کاربردها
هر گرم Cm-242 تقریبا" 3 وات انرژی حرارتی تولید می‌کند که این مقدار با نیم وات تولید شده توسط Pu-238 برابر در نظر گرفته می‌شود. این امر موجب استفاده از کوریم بعنوان یکی از منابع تولید برق شده است. در حال حاضر قیمت فروش هر میلی گرم کوریم 100 دلار است.

کوریم ، درون بدن جذب و در استخوانها جمع می‌شود و چون تشعشعات آن موجب اختلال در مکانیسم ساخت گلبولهای قرمز می‌گردد، بنابراین بسیار سمی است.حداکثر مقدار مجاز Cm-244 در انسان ( قابل حل ) معادل 0,3 میکروکوری می‌باشد.

[shirin71]

برکلیم

برکلیم ، عنصر شیمیایی است که با نشان Bk و عدد اتمی 97 در جدول تناوبی وجود دارد. این عنصر در دانشگاه برکلی کالیفرنیا تولید و نام آنرا بر اساس نام دانشگاه برکلیم گذاشتند.
تاریخ اکتشاف
برکلیم ، هشتمین عضو گروه اکتنیدها در دسامبر 1949 بوسیله "تامپسون آلبرت گئورسو" و "گلن سیبورگ" کشف گردید و بدین ترتیب پنجمین عنصر ترا اورانیمی تولید شد. این عنصر با بمباران سیکلو ترون مقادیر میلی گرمی Am-241 با یونهای هلیم در آزمایشگاه پرتوهای برکلی تولید شد.
ایزوتوپها
اولین ایزوتوپ تولید شده دارای جرم 243 و نیمه عمر فرسایش 4,5 ساعت بود. تاکنون ده ایزوتوپ شناسایی و تولید شده‌اند. Bk-249 با نیمه عمر 314 روز ، جداسازی مقادیر زیاد برکلیم را ممکن می‌سازد، بطوریکه خصوصیات آنرا می‌توان با مقادیر قابل مشاهده بررسی کرد.
ترکیبات
یکی از اولین مقادیر قابل مشاهده ترکیبی از برکلیم خالص - کلرید برکلیم است که در سال 1962 تولید شد و وزن آن یک میلیاردم گرم است. برکلیم احتمالا" هنوز به شکل اصولی تولید نشده است، اما انتظار می‌رود که فلزی تقره‌ای و قابل حل آسان در اسیدهای معدنی بوده ، در حرارت زیاد فورا" با هوا یا اکسیژن ترکیب شده ، تولید اکسید نماید.

از روش انکسار اشعه X برای شناسایی ترکیبات مختلف استفاده می‌شود. برکلیم همانند سایر عناصر اکتینید در سیستم استخوانی وجود دارد.
کاربرد
این عنصر بعلت چگالی کم ، امروزه هیچگونه کاربرد تجاری یا فنی ندارد.

[shirin71]

کالیفرنیم

کالیفرنیم ، ششمین عنصر فرا اورانیوم کشف شده در جدول تناوبی است. این عنصر ، دارای نشان Cf و عدد اتمی 98 می‌باشد.
ریشه لغوی
نام این عنصر از نام ایالت کالیفرنیا و دانشگاه کالیفرنیا – برکلی بر گرفته شده است.
تاریخچه اکتشاف
کشف کالیفرنیم در 17 مارس 1950 بوسیله hompson ، Street ، Albert Ghiorso و Glenn T. Seaborg ، محققان UC برکلی اعلام شد. این عنصر بوسیله بمباران مقادیر میکروگرمی Cm242 با MeV35 یونهای هلیم در سیکلوترون 60 اینچی آزمایشگاه برکلی ایجاد گردید. کالیفرنیم (III) تنها یون پایدار در محلولهای آبی است و تمامی تلاشها برای برای کاهش یا اکسیده کردن کالیفرنیم (III ) با شکست مواجه شده است.
جداسازی
جدا سازی کالیفرنیم به شکل فلزی آن هنوز تحقق نیافته است.
کاربردها
چون کالیفرنیم منبعی غنی از نوترون می‌باشد، انتظار کاربردهای زیادی از آن می‌رود. تا کنون از آن در اندازه‌گیری رطوبت نوترون و در تشخیص لایه‌های حاوی آب و نفت استفاده شده است. کالیفرنیم همچنین بعنوان یک منبع قابل حمل برای کشف فلزاتی نظیر طلا و نقره ، با استفاده از تحلیل فعل و انفعالات موجود در محل بکار می‌رود. امروزه Cf-252 توسط O.R.N.L به قیمت هر میلی‌گرم 10 دلار به فروش می‌رسد.در ماه می سال 1975 بیش از 63 میلی‌گرم از آن تولید و به فروش رسید. یک فرضیه این است که شاید کالیفرنیم در انفجارات ستاره‌ای خاصی بوجود می‌آید، چون فروپاشی رادیو اکتیو Cf-254 ( نیمه عمر 55 روز ) با خصوصیات منحنی‌های نوری چنین انفجاراتی که با تلسکوپ رویت شده است، تطبیق دارد. بهرحال این فرضیه مورد تردید است.
ایزوتوپها
ایزوتوپ Cf-249 از فروپاشی اشعه بتای Bk-249 حاصل می‌شود، درحالی‌که ایزوتوپهای سنگین‌تر بر اثر تابش شدید نوترون در این واکنشها بوجود می‌آیند. ایزوتوپ Cf-252 ( گسیلگر بسیار قوی نوترون ) به‌علت خاصیت رادیواکتیو شدید و برخی کاربردهای خاص معروف است.
هشدارها
یک میکروگرم آن در هر دقیقه 170 میلیون نوترون آزاد می‌کند که خطرات بیولوژیکی جدی را باعث می‌گردد. بنابراین هنگام کار با کالیفرنیم باید از محافظ استفاده کرد.

[shirin71]

انشتانیم

انشتانیم ، یک عنصر مصنوعی است که در جدول تناوبی دارای نشان Es و عدد اتمی 99 می‌باشد. این عنصر ، جزء گروه اکتینیدها ،فلزی ،فوق‌العاده رادیواکتیو و ترااورانیوم (هفتمین در دسته) است. انشتانیم با بمباران نوترونی پلوتونیوم تولید شده ، در بقایای اولین آزمایش بمب هیدروژنی کشف شد. نام آن از نام آلبرت انیشتین گرفته شده و هیچ کاربرد شناخته شده ای ندارد. مطالعات تحقیقی با استفاده از ایزوتوپ Es-253 نشان می‌دهد که انشتانیم ، خواص شیمیائی تیپ عناصر سنگین آکتینید سه ظرفیتی را دارد.
تاریخچه
در سال 1952 ، "Albert Ghiorso" در دانشگاه کالیفرنیا – برکلی و گروه دیگری به رهبری "G.R.Choppin" در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس ،برای اولین بار این عنصر را کشف کردند. هر دو گروه مشغول بررسی بقایای نخستین آزمایش بمب هیدروژنی در نوامبر 1952 بودند. آنها ایزوتوپ انشتانیم 253 (نیمه عمر 20،5 روز) را که ماحصل همجوشی هسته‌ای 15 نوترون با اورانیوم-238 ( پس از هفت بار کاهش بتا ) بود، کشف کردند. این یافته‌ها تا سال 1955 به‌علت تنشهای جنگ سرد مخفی نگاه داشته شد.

سال 1961 ، انشتانیم کافی برای جداسازی مقدار ماکروسکپی ایزوتوپ 253 تولید شده بود. وزن این نمونه تقریبا" 0,01 میلی‌گرم بود و با استفاده از ترازوی خاصی اندازه‌گیری شد. ماده تولید شده برای تولید مندلیفیم مورد استفاده قرار گرفت. مقادیر بیشتر انشتانیم توسط High Flux Isotope Reactor متعلق به آزمایشگاه ملی Oak Ridge در تنسی ، توسط بمباران پلوتونیم-239 با نوترون تولید شده است. طی یک برنامه چهار ساله بر تابش و جداسازی شیمیایی که با 1 کیلوگرم ایزوتوپ پلوتونیم آغاز شد، تقریبا" 3 میلی‌گرم انشتانیم بدست آمد.
ایزوتوپها
چهارده رادیوایزوتوپ برای انشتانیم شناخته شده است که پایدارترین آنها Es-252 با نیم عمر 471.7 روز ، Es-254 با نیمه عمر 275.7 روز ، Es-255 با نیمه عمر 39.8 روز و Es-253 با نیمه عمر 20.47 روز می‌باشند. تمام ایزوتوپهای رادیواکتیو دیگر آن ، نیمه عمری کمتر از 40 ساعت دارند و بیشتر این‌ها نیمه عمری کمتر از 30 دقیقه دارند. این عنصر همچنین 3 حالت برانگیختگی دارد که پایدارترین آنها Es-254m با نیمه عمر 39.3 ساعت است. ایزوتوپهای انیشتنیم در بازه وزن اتمی ، از Es-240 با 240.069amu تا Es-257 با 257.069amu قرار دارند.

[shirin71]

فرمیم

فرمیم ، یک عنصر مصنوعی است که با نشان Fm و عدد اتمی 100 در جدول تناوبی وجود دارد. عنصری است ترانزورانیک فلزی با رادیواکتیو بالا از سری آکتینیدها. فرمیم با بمباران پلوتونیم توسط نوترون تولید شده است. نام این عنصر از نام "Enrico Fermi" فیزیکدان اتمی گرفته شده است.
خصوصیات قابل توجه
فقط مقادیر بسیار کمی فرمیم تولید یا جداسازی شده ، بنابراین نسبتا چیز کمی درباره خواص شیمیایی آن شناخته شده است. فقط حالت اکسیداسیون III آن به‌صورت محلول آبی وجود دارد. فرمیم 254 و ایزوتوپهای سنگین‌تر آن را می‌توان با بمباران سنگین نوترونی عناصر سبکتر از آن (مخصوصا اورانیوم و پلوتونیم ) تولید کرد.

در طی این فرایند ، قطاری از نوترون‌گیری توام با کاهش بتا ، ایزوتوپهای فرمیم را می‌سازد. شرایط بمباران سنگین نوترونی مورد نیاز برای ایجاد فرمیم در انفجارهای گرما هسته‌ای وجود دارد و قابل تکرار در آزمایشگاه می‌باشد. مانند High Flux Isotope Reactor at Oak Ridge National Laboratory. سنتز عنصر 102 (نوبلیوم) موقعی قطعی شد که فرمیم 250 بطور شیمیائی شناسائی شده بود. کاربرد شناخته شده ای برای فرمیم از تحقیقات بدست نیامده است. فرمیم ، هشتمین عنصر ترانزورانیک می‌باشد.
تاریخچه
فرمیم ( گرفته شده از نام Enrico Fermi ) اولین بار در سال 1952 توسط گروهی به سرپرستی Albert Ghiorso درخلال کار با بقایای انفجار اولین بمب هیدروژنی ، کشف شد.عنصر وقتی ساخته شد که اورانیوم 238 در دما و فشار بسیار بالای ناشی از انفجار با 17 نوترون ترکیب شد (در ضمن 7 کاهش بتا در روند ساخت عنصر اتفاق افتاد ). کار توسط University of California Radiation Laboratory ، Argonne National Laboratory و Los Alamos Scientific Laboratory مورد بازبینی قرار گرفت.

تمام این یافته‌ها به‌علت تنش‌های ناشی از جنگ سرد تا تا سال 1955 سری نگاه داشته شد. در اواخر 1953 و اوایل 1954 یک گروه از موسسه فیزیک نوبل در استکهلم ، اورانیوم 238 را با یونهای اکسیژن 16 بمباران کرد که ماحصل آن ، یک alpha-emitter با وزن اتمی 250 و با 100 پروتون بود ( به عبارت دیگر ، عنصر 250 _100 ). گروه نوبل کشف را اعلام نکرد، اما ایزوتوپی که آنها تولید کردند، بعدها فرمیم 250 شناخته شد.
ایزوتوپها
17 رادیو ایزوتوپ فرمیم شناخته شده‌‌اند که پایدارترین آنها Fm-257 با نیم عمر 100 روز ، Fm-253 با نیمه عمر 3 روز و Fm-252 با نیمه عمر 25.39 ساعت می‌باشند. تمام ایزوتوپهای رادیو اکتیو باقیمانده ، نیمه عمری کمتر از 5.4 ساعت دارند و بیشترین تعداد این‌ها نیمه عمری کمتر از 3 دقیقه دارند. این عنصر یک حالت برانگیختگی هم دارد ، (Fm-250 با نیمه عمر 1.8 ثانیه). ایزوتوپهای فرمیم از نظر وزن اتمی از 242.073 amu تا 259.101 amu یعنی (Fm-259) قرار دارند.

[shirin71]

مندلفیم

مندلفیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Md و عدد اتمی 101 فرار دارد. مندلفیم یکی از عناصر شیمیایی مصنوعی و ترااورانیوم محسوب می‌شود که نهمین عنصر ترااورانیم گروه اکتنیدها است.
تاریخچــــــــــــه
نام این عنصر از نام شیمیدان روسی و ابداع کننده جدول تناوبی "Dmitri Mendeleev" گرفته شده است. مندلفیم اولین بار توسط Albert Ghiorso , bernardHarvey , Greg Choppin و Glenn T. Seaborg در اوایل سال 1955 در حین بمباران ایزوتوپ Es-153 با یونهای هلیم در شتاب‌دهنده 60 اینچ آزمایشگاه تابشی برکلی شناسایی شد. ایزوتوپ تولید شده Md-256 با نیم عمر 76 دقیقه بود. اولین شناسایی از آن جهت حائز اهمیت بود که در آن Md-256 به روش یک اتم در هر لحظه تولید شد.
ایزوتوپهـــــــــا
اکنون چهارده ایزوتوپ شناسایی شده و نیم عمر Md-258 ، دو ماه می‌باشد. این ایزوتوپ با بمباران یک ایزوتوپ انشتنیم بوسیله یونهای هلیم تولید می‌گردد و بالاخره برای مشخص نمودن خصوصیات فیزیکی آن باید مقدار کافی Md-258 ساخته شود.
کاربردهـــــا
از Md-256 برای مشخص کردن بعضی از خصوصیات فیزیکی مندلفیم در محلول آبی استفاده می‌شود.
خصوصیات
تجربه نشان می‌دهد این عنصر علاوه بر حالت اکسیداسیون تری‌پازیتیو ( III) که از ویژگیهای عناصر اکتنید است، از حالت اکسیداسیون دی‌پازیتیو ( II ) نسبتا" پایدار نیز برخوردار می‌باشد.

[shirin71]

نوبلیم

نوبلیوم یک عنصر مصنوعی جدول تناوبی می‌باشد که نماد آن ، No بوده و عدد اتمی آن 102 است. این عنصر ترانس اورانیم رادیو اکتیو فلزی که در گروه آکتنیدها قرار دارد، به روش بمباران کوریم همراه یونهای کربن بوجود آمده است. این عنصر برای اولین بار توسط یک گروه به رهبری "Albert Ghiorso" و "Glenn T. Seaborg" در سال 1958 شناخته شد.
تاریخچه
نوبلیوم ( به‌خاطر "Alfred Nobel" نامگذاری شد ) برای اولین بار در آوریل 1958 در UC Berkeley توسط A. Ghiorso ، T. Sikkeland ، J.R. Walton و G.T. Seaborg که از یک تکنیک بازگشت پذیری جدید استفاده می‌کردند، کشف شد. در این شیوه از یک شتابدهنده خطی یون سنگین برای بمباران کردن کوریوم با یون کربن 12 برای تولید 102No استفاده شد و بعد به افتخار آلفرد نوبل کاشف دینامیت و به خاطره همنامی با جایزه نوبل ، نوبلیوم نام گرفت.

در سال 1957 محققان در امریکا ، انگلستان و سوئد ، کشف یک ایزوتوپ از عنصر 102 با عمر تجزیه 10 دقیقه را که در نتیجه بمباران 244Cm با (نیمه عمر55 ثانیه) حاصل شده بود، اعلام کردند. بر اساس این تجربه ، نام نوبلیوم توسط Iupac برگزیده شد.

آزمایشات تائیدی در Berkeley ، در سال 1966 ، وجود 102-254 با عمر تجزیه 55 ثانیه و 102-252 با عمر تجزیه 2.3 ثانیه و 102-257 با عمر تجزیه 23 ثانیه را نشان داده است. نوبلیم ، بیشترین عنصری بود که اخیراً در اخبار Harvard هنگامی که "تام لهرر" ، The Elements Song را نوشته بود، آمده بود و از این‌رو عنصری بود که بیشترین عدد اتمی را دارا بود.
خصوصیات قابل توجه
اطلاعات کمی درباره نوبلیم شناخته شده و مقدار بسیار ناچیزی از آن تهیه شده است. این ماده ، به هیچ وجه قابل استفاده در خارج از آزمایشگاه نیست. پایدارترین ایزوتوپ آن No-259 دارای نیم عمر 58 دقیقه می‌باشد و در اثر فروپاشی ، به فرمیم-255 ( در اثر فروپاشی آلفا ) یا به مندلیفیم-259 در اثر جذب الکترون تبدیل می‌شود.
ایزوتوپها
تاکنون 13 رادیو ایزوتوپ از نوبلیم به همراه پایدارترین ایزوتوپهای آن No-259 با نیم عمر 58 دقیقه، NO-255 با نیمه عمر 3.1 دقیقه و No-253 با نیمه عمر 1.7 دقیقه مشخص شده است. بقیه ایزوتوپهای رادیو اکتیو آن ، دارای نیمه عمرهای کمتر از 56 ثانیه هستند که همه این نیمه عمرها کمتر از 2.4 ثانیه است. همچنین این عنصر دارای یک حالت متا No-254m با نیمه عمر 0.28 ثانیه است.
__________________

[shirin71]

جدول تناوبی ‌ای که در سایت Ptable قرار داده شده، جدول فوق‌العاده‌ای هم برای دانش ‌آموزان دبیرستانی و هم برای دانشجویان شیمی است، بر خلاف آن جدول تناوبی سنتی‌ ای که در ما در کتاب ‌های درسی می‌دیدیم، این جدول یک جدول پویا و پر از اطلاعات گوناگون در مورد عناصر است.
- اطلاعاتی مثل نقطه ذوب و جوش، ‌الکترونگاتیویتی، سال کشف، فراوانی عنصر، چگالی و ... قابل مشاهده است.
- اربیتال عنصر را می‌توانید ببینید.
- جدول را می توانید به صورت یک فایل PDF ‌دانلود کنید و از آن پرینت بگیرید.
http://www.kamyabonline.com/download/picture/A4%20Periodic%20Table.jpg

[shirin71]

کربن

کربن عنصری شیمیائی در جدول تناوبی است ، با نشان C و عدد اتمی 6. کربن عنصری غیر فلزی و فراوان ، چهارظرفیتی ودارای سه صورت مختلف( آلوتروپی ) می باشد:


* الماس ( سخت ترین کانی شناخته شده)
* گرافیت( یکی از نرم ترین مواد)
* Covalend bound sp1 orbitals are of chemical interest only


فولریت ( فولرینز، مولکولهایی در حد بیلیونیوم متر هستند که در شکل ساده آن ، 60 اتم کربن یک لایه گرافیتی با ساختمان 3 بعدی منحنی ، شبیه به روروئک (روروئکی که قسمت جلوی آن مانند چوب اسکی خم شده) ، تشکیل می دهند .
دوده چراغ از سطوح کوچک گرافیت تشکیل شده . این سطوح بصورت تصادفی توزیع شده، به همین دلیل کل ساختمان آن ایزوتروپیک است .

چنین کربنی ایزوتروپیک و مانند شیشه محکم است. لایه های گرافیت آن مانند کتاب مرتب نشده اند ، بلکه مانند کاغذ خرد شده می باشند.

الیاف کربن شبیه کربن شیشه ای می باشند . تحت مراقبتهای خاص ( کشیدن الیاف آلی و کربنی کردن) می توان لایه های صاف کربن را در جهت الیاف مرتب کرد . هیچ لایه کربنی در جهت عمود بر محور الیاف قرار نمی گیرد . نتیجه الیافی با استحکام بیشتر از فولاد می باشد .
کربن در تمامی جانداران وجود داشته و پایه شیمی آلی را تشکیل می دهد.همچنین این غیر فلز ویژگی جالبی دارد که می تواند با خودش و انواع زیادی از عناصر دیگر پیوند برقرار کند( تشکیل دهنده بیش از ده میلیون ترکیب ).در صورت ترکیب با اکسیژن تولید دی اکسید کربن می کند که برای رشد گیاهان ، حیاتی می باشد.در صورت ترکیب با هیدروژن ترکیبات مختلفی بنام هیدرو کربنها را بوجود می آورد که به شکل سوختهای فسیلی، در صنعت بسیار بنیادی هستند. وقتی هم با اکسیژن و هم با هیدروژن ترکیب گردد ،گروه زیادی از ترکیبات را از جمله اسیدهای چرب را می سازند که برای حیات و استر ، که طعم دهنده بسیاری از میوه ها است ، ضروری است.ایزوتوپ C-14 به طور متداول در سن یابی رادیواکتیو کاربرد دارد.

ویژگیهای قابل توجه

کربن به دلایل زیادی قابل توجه است. اشکال مختلف آن شامل یکی از نرم ترین ( گرافیت ) و یکی از سخت ترین ( الماس) موادر شناخته شده توسط انسان می باشد. بعلاوه کربن میل زیادی به پیوند با اتمهای کوچک دیگر از جمله اتمهای دیگر کربن ، داشته و اندازه بسیار کوچک آن امکان پیوندهای متعدد را بوجود می آورد. این خصوصیات باعث شکل گیری ده میلیون ترکیبات کربنی شده است .ترکیبات کربن زیر بنای حیات را در زمین می سازند و چرخه کربن – نیتروژن قسمتی از انرژی تولید شده توسط خورشید و ستارگان دیگر را تامین می کند.

کربن در اثر انفجار بزرگ( Big Bang) حاصل نشده ، چون این عنصر برای تولید نیاز به یک برخورد سه مرحله ای ذرات آلفا ( هسته اتم هلیم) دارد. جهان در ابتدا گسترش یافت و به چنان به سرعت سرد شد که امکان تولید آن غیر ممکن بود. به هر حال ، کربن درون ستارگانی که در رده افقی نمودار H-R قرار دارند ، یعنی جائی که ستارگان هسته هلیم را با فرایند سه گانه آلفا به کربن تبدیل می کنند ، تولید شد.

کاربردهـــــــــا

کربن بخش بسیار مهمی در تمامی موجودات زنده است و تا آنجا که می دانیم بدون این عنصر زندگی وجود نخواهد داشت( به برتر پنداری کربن مراجعه کنید).عمده ترین کاربرد اقتصادی کربن ، فرم هیدروکربنها می باشد که قابل توجه ترین آنها سوختهای فسیلی ، گاز متان و نفت خام است.نفت خام در صنایع پتروشیمی برای تولید محصولات زیادی از جمله مهمترین آنها بنزین ، گازوئیل و نفت سفید بکار می رود که از طریق فرآیند تقطیر در پالایشگاهها بدست می آیند. از نفت خام مواد اولیه بسیاری از مواد مصنوعی ، که بسیاری از آنها در مجموع پلاستیک نامیده می شوند ، شکل می گیرد.

سایر کاربردها :

* ایزوتوپ C-14 که در 27 فوریه 1930 کشف شد در سن یابی کربن پرتوزا مورد استفاده است.
* گرافیت در ترکیب با خاک رس بعنوان مغز مداد بکار می رود.
* الماس جهت تزئین ونیز در مته ها و سایر کاربردهایی که سختی آن مورد استفاده است کاربرد د ارد.
* برای تولید فولاد، به آهن کربن اضافه می کنند.

کربن در میله کنترل در رآکتورهای اتمی بکار می رود.

* گرافیت به شکل پودر و سفت شده بعنوان ذغال چوب برای پخت غذا ،در آثار هنری و موارد دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.
* قرصهای ذغال چوب در پزشکی که به صورت قرص یا پودر وجود دارند برای جذب سم از دستگاه گوارشی مورد استفاده اند.

خصوصیات ساختمانی و شیمیایی فولرن به شکل ریزتیوب کربن ، کاربردهای بالقوه امیدوار کننده ای در رشته در حال شکل گیری نانوتکنولوژی ذارد.

تاریخچـــــه

کربن ( واژه لاتین carbo به معنی ذغال چوب) در دوران ماقبل تاریخ کشف شد و برای مردم باستان که آنرا از سوختن مواد آلی در اکسیژن ضعیف تولید می کردند ، آشنا بود.( تولید ذغال چوب).مدت طولانی است که الماس بعنوان ماده ای زیبا و کمیاب به حساب می آید. فولرن ،آخرین آلوتروپ شناخته شده کربن در دهه 80 بعنوان محصولات جانبی آزمایشات پرتو مولکولی کشف شدند.

اشکال مختلف، ( آلوتروپها)

تاکنون چهار شکل مختلف از کربن شناخته شده است: غیر متبلور(آمورف) ، گرافیت ، الماس و فولرن .

کربن در نوع غیر بلورین آن اساسا گرافیت است اما بصورت ساختارهای بزرگ بلورین وجود ندارد.این شکل کربن ، بیشتر بصورت پودر است که بخش اصلی موادی مثل ذغال چوب و سیاهی چراغ ( دوده ) را تشکیل می دهد.
در فشار معمولی کربن به شکل گرافیت در می آید که در آن هر اتم با سه اتم دیگر بصورت حلقه های شش وجهی- درست مثل هدروکربنهای مطر - به هم متصل شده اند. هردو گونه شناخته شده از گرافیت ، آلفا (شش ضلعی ) و بتا ( منشور شش وجهی که سطوح آن لوزی است) خصوصیات فیزیکی مشابه دارند تنها تفاوت آنها در ساختار بلوری آنها می باشد.گرافیتهای طبیعی شامل بیش از 30% نوع بتا هستند در حالیکه گرافیتهای مصنوعی تنها حاوی نوع آلفا می باشند.نوع آلفا از طریق پردازش مکانیکی می تواند به بتا تبدیل شود و نوع بتا نیز براثر حرارت بالای 1000 درجه سانتیگراد دوباره بصورت آلفا بر می گردد.

گرافیت به سبب پراکندگی ابر pi هادی الکتریسیته است. این ماده نرم بوده و ورقه های آن که اغلب بوسیله اتمهای دیگر تفکیک شده اند ، تنها بوسیله نیروهای وان در والس به هم چسبیده اند به گونه ایکه به راحتی یکدیگر را کنار می زنند.

منبع (http://images.google.com/imgres?imgurl=http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/show_image.php%3Fid%3D23028&imgrefurl=http://www.psi-shimi.blogfa.com/8702.aspx&h=260&w=177&sz=8&hl=en&start=2&um=1&tbnid=jN_ssR30zYOxGM:&tbnh=112&tbnw=76&prev=/images%3Fq%3D%25DA%25AF%25D9%2586%25D8%25A8%25D8%2 5AF%252B%25DA%2598%25D8%25A6%25D9%2588%25D8%25AF%2 5D8%25B2%25DB%258C%25DA%25A9%26um%3D1%26hl%3Den%26 client%3Dfirefox-a%26rls%3Dorg.mozilla:en-US:official%26sa%3DN)

[shirin71]

جیوه
بیشترین معادن جیوه دنیا در اسپانیا و ایتالیاست و مهمترین سنگ معدن آن سینابار یا سولفور جیوه است با گوگرد و هالوژنها ترکیب می شود اما با اسیدها به جز اسیدنیتریک بی اثر است جیوه و ترکیبات آن توسط پوست و بلعیدن و تنفس جذب بدن می شود ماکسیمم مقدار مجاز بخار جیوه در هوای محیط کار ۱.۰ میلی گرم در متر مکعب و ماکسیمم مقدار جیوه مجاز موجود در ادرار ۳.۰ میلی گرم در لیتر است کلیه ها نقش مهمی در دفع جیوه از راه ادراری دارند ضمن اینکه بیشترین تجمع جیوه در اعضای بدن نیز در کلیه هاست .

[shirin71]

رادون
یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Rn و عدد اتمی آن ۸۶ است. این عنصر از گازهای بی اثر و پرتوزا است که توسط رادیوم به وجود میاید.
رادون یکی از سنگین‌ترین گازها است. پایدارترین ایزوتوپ آن Rn۲۲۲ است که نیمه عمرش 8/3 روز است.
تمرکز رادون طبیعی در جو بسیار ناچیز بوده و آبهای طبیعی در تماس با جو همچنان رادون را در عمل تبخیر از دست می‌دهند. بنابر این آبهای زیر زمینی در مقایسه با آبهای سطحی تمرکز بیشتری از رادون ۲۲۲ را در خود دارند به علاوه مناطق اشباع شده یک خاک معمولاً مقدار بیشتری رادون در برابر مناطق اشباع نشده دارند که این به دلیل کمبود انتشار رادون در جو است.
فعالیت های هسته ای انسان سبب افزایش میزان رادون در محیط اطراف ما شده است.
به طور میانگین مقدار گاز رادون در هوا بسیار کم و حدود یک اتم به ازای 1018 اتم از هوای محیط بسته می باشد و در هر یک مایل مربع از خاک به عمق ۶ اینچ یک گرم رادیوم وجود دارد که به رادون تجزیه شده و مقادیر بسیار ناچیزی از این گاز کشنده را در هوا منتشر می‌کند. رادون همچنین در برخی از چشمه‌های آب گرم نیز یافت می‌شود.
ایزوتوپها
برای عنصر رادون ۲۰ ایزوتوپ شناخته شده است. پایدارترین ایزوتوپ رادون، رادون ۲۲۲ است که محصول فروپاشی (ایزوتوپهای دخترخوانده) رادیوم ۲۲۶ است (طی واکنش های پی در پی واپاشی اورانیوم 238) که با نیمه عمر 8/3 روز ذرات آلفا پرتوزا از خود می‌تاباند. رادیوم ۲۲۰ حاصل تجزیه )توریوم) Th232است که تورون نامیده می‌شود که نیمه عمر آن 6/55 ثانیه است و پرتو آلفا از خود بازمی‌تاباند. رادون ۲۱۹ از آکتینیوم (Actinium) گرفته شده و حاصل فروپاشی U235 و آکتینون نامیده می‌شود که تاباننده پرتو آلفا بوده و نیمه عمرش 96/3 ثانیه است.
هشدارها
رادون گازی سرطان زاست. رادون یک ماده پرتوزا است و همیشه باید با احتیاط کامل با آن کار کرد. از آنجا که این عنصر ذرات آلفا از خود می‌تاباند تنفس آن بسیار خطرناک است. همچنین حاصل تجزیه‌ای آن غباری تشکیل می‌دهد که به راحتی وارد جریان هوا شده و برای همیشه در بافتهای شش میچسبد و در یک قسمت از آن به سختی متمرکز می‌شود. انباشتگی رادون در خانه‌ها نیز باعث به وجود آمد نگرانی های زیادی در این رابطه شده است چرا که پرتوگیری ناشی از استنشاق گاز رادون در منازل مسکونی به مراتب بیشتر از پرتوگیری ناشی از سایر پرتوهای طبیعی است و بسیاری از سرطانهای ریه به دلیل ارتباط با گاز رادون در هر سال گزارش می‌شوند. به دلیل نیمه عمر طولانی ٬ رادون می تواند نقش بسیار مهمی در پرتوگیری افراد بازی کند و در حد متوسط %60 قسمت اعظم پرتوگيرى انسان را تشکيل مى‌دهد.
کاربردها
برخی بیمارستانها با انجام عمل پمپاژ گاز رادون از یک منبع رادیومی و ذخیره آن در لوله‌های بسیار کوچک که سوزن یا دانه نامیده می‌شود رادون تولید می‌کنند که در موارد درمانی کاربرد دارد.رادون به دلیل از بین رفتن سریعش در هوا در پژوهش‌های آب‌شناسی برای مطالعه در باره چگونگی واکنش‌ها در آبهای زیرزمینی، جویبارها و رودخانه‌ها استفاده می‌شود.

[shirin71]

اینهم یک جدول مندلیف زیبا برای دوستداران شیمی


http://pic.azardl.com/images/05336868392060410320.jpg (http://pic.azardl.com/)