جدول تناوبی periodic table

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.

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

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.

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.

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

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

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

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.

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/ USGS Titanium Statistics and Information

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.
__________________

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.
__________________

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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. [IMG]index.php?page=%d9%86%db%8c%d8%aa%d8%b1%d9%88%da%9 8%d9%86&SSOReturnPage=Check&Rand=0[/IMG]

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

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.
__________________

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.

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.