-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
__________________
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
