جدول تناوبی periodic table

روی

روی ، یکی از عناصر شیمیایی در جدول تناوبی است که نماد آن Zn و عدد اتمی آن 30 می‌باشد.
تاریخچه
آلیاژهای روی از قرنها پیش استفاده می‌شده است. کالاهای برنجی که به 1000-1400 سال پیش باز می‌گردند، در فلسطین پیدا شده‌اند و اشیاء رویی با 87% روی در Transylvania ما قبل تاریخ یافت شده‌اند. به خاطر نقطه جوش پایین و واکنش شیمیایی این فلز ( روی جدا شده دود شده و قابل دستیابی نبود ) خصوصیات واقعی این فلز در زمان باستان مشخص نشده بود.

ساخت برنج به رومی‌ها نسبت داده شده و مربوط به 30 سال پیش از میلاد می‌باشد. آنها Calamine و مس را با یکدیگر در بوته آهنگری حرارت می‌دادند که در این عمل اکسید روی در Calamine کاهش می‌یافت و فلز روی آزاد توسط مس به دام انداخته می‌شد و به شکل آلیاژ در می‌آمد. برنج بدست آمده ، یا در قالب ریخته می‌شد یا با چکش به شکلهای مختلف در می‌آمد.

استخراج و تصفیه روی ناخالص در 1000 سال پیش از میلاد مسیح در هند و چین صورت می‌گرفته است. در غرب نیز کشف فلز روی به "Andreas Marggraf" آلمانی در سال 1746 بر می‌گردد. شرح تولید برنج در اروپای غربی در کتابهای Albertus Magnus در سال 1284 به چشم می‌خورد. این فلز در قرن 16 به میزان قابل توجه شناخته شد.

"Agricola" در سال 1546 اعلام کرد که وقتی که سنگ معدن روی گداخته می‌شود، فلز سفید می‌تواند منقبض شود و دیواره کوره را بتراشد. او در نوشته‌های خود به این مسئله نیز اشاره کرد که فلزی شبیه آن به نام Zincum در Silesia تولید می‌شده است. "پاراسلیوس" (متوفی به سال 1541) اولین کسی در غرب بود که گفت Zircum فلزی جدید است که در مقایسه با فلزات دیگر خواص شیمیایی جداگانه ای دارد. نتیجه آن است که فلز روی زمانی شناخته شده که "Margaraf" کشفیاتش را شروع کرد و در حقیقت فلز روی دو سال زودتر توسط شیمیدان دیگری به نام "Anton Von Swab" تجزیه شده و بدست آمده بود. اما تحقیقات Margraaf جامع‌تر بود و بخاطر تحقیقاتش به‌عنوان کاشف روی شناخته شد.

قبل از کشف تکنیک غوطه‌وری سولفید روی ، Calamine تنها منبع معدنی فلز روی بوده است.
پیدایش
روی ، بیست و سومین عنصر در پوسته زمین از نظر فراوانی می‌باشد. بسیاری از سنگهای معدنی سنگین استخراج شده حاوی 10% آهن و 40-50% روی می‌باشند. معادنی که از آنها روی استخراج می‌شود، شامل Sphakrite , Zinc Blende , Smith sonite , Calamine , Franklinite می‌شوند.
خصوصیات قابل توجه
روی ، فلزی است که در Vielle Montagne و Zinkgruvan استخراج می‌شود و برای آبکاری فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. مانند فلزات دیگر به‌آرامی واکنش نشان می‌دهد. با اکسیژن و دیگر غیر فلزات ترکیب شده ، با اسید رقیق واکنش نشان داده ، گاز هیدروژن آزاد می‌کند. چهارمین فلز متداول و مورد استفاده بوده ، بعد از آهن ، آلومینیوم و مس ، بیشترین فلز تولیدی می‌باشد. حالت اکسیداسیون متداول این عنصر +2 است.
کاربردها

* روی برای آبکاری فلزات استفاده می‌شود تا از زنگ زدگی آنها جلوگیری کند.

* روی در آلیاژهایی نظیر برنج ، Nickel Silver ، فلز ماشین تحریر ، فرمولهای مختلف لحیم نقره آلمانی و .... بکار می‌رود.

* برنج ، بخاطر استقامت و مقاومت در برابر زنگ زدگی و خوردگی کاربردهای وسیعی دارد.

* روی بطور گسترده در صنعت خودرو سازی در Die Casting ها استفاده می‌شود.

* روی لوله‌ای به‌عنوان قسمتی از محتوی باطری‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

* اکسید روی به‌عنوان رنگدانه‌های سفید در رنگهای آبی و همچنین به‌عنوان فعال کننده در صنعت Rubber استفاده می‌شود. به‌عنوان Over the counter ointment به‌صورت لایه نازکی بر روی پوست بی‌حفاظ صورت و بینی استفاده می‌شود تا از کم شدن آب پوست جلوگیری کرده ، در برابر آفتاب سوختگی در تابستان و باد زدگی در زمستان از پوست محافظت کند. استفاده از آن برای کودکان در هر مرحله از عوض کردن کهنه کودک توصیه می‌شود، زیرا از تحریکات پوستی جلوگیری می‌کند.

* کلرید روی به‌عنوان بوگیر و همچنین محافظ چوب نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

* سولفید روی در رنگدانه‌های درخشان ، برای تولید عقربه‌های ساعت و موارد دیگری که در تاریکی می‌درخشد، استفاده می‌شود.

* محلولهای ضدعفونی کننده ای که از Calamine ساخته شده و ترکیبی از Zn-Hydroxy-Carbonate و سیلیکات است، برای درمان جوشهای پوستی استفاده می‌شود.

* فلز روی شامل ویتامینهای مورد مصرف روزانه و مواد معدنی نیز می‌باشد و با توجه به فلزات دیگر ، این فلز دارای خاصیت ضد اکسیداسیون است که از پیری زود رس پوست و مفصلهای بدن محافظت می‌کند.

* با بررسی خواص روی به این نتیجه رسیده‌اند که این عنصر می‌تواند به بهبودی بعد از عمل جراحی سرعت بخشد.

* Zinc Gluconate Glycine از قرصهای مکیدنی برای درمان سرما خوردگی و التهاب دهان و لوزه‌ها می‌باشد.

نقش بیو لوژیکی
روی از عناصر ضروری زندگی انسان است که برای بقا و زندگی انسان لازم است. کمبود روی در حیوانات موجب افزایش وزن می‌شود. روی در انسولین ، Zinc Finger Proteinsو آنزیم‌هایی مانند Super Oxide Dismutase وجود دارد. بر اساس بسیاری از منابع ، مصرف قرصهای حاوی روی می‌تواند در برابر سرماخوردگی و آنفولانزا ایمنی ایجاد کند. با این حال هنوز بر سر این مساله اختلاف نظر وجود دارد.
ترکیبات
اکسید روی معروفترین ترکیبی است که بطور گسترده در ترکیبات روی مورد استفاده قرار می‌گیرد و به‌عنوان رنگدانه سفید در رنگها استفاده می‌شود. همچنین در صنعت Rubber کاربرد داشته و به‌عنوان Opaque Sunscreen فروخته می‌شود. دیگر ترکیبات روی به استفاده غیر صنعتی می‌رسند، مانند: کلرید روی در بو گیر ، سولفید روی در رنگهای شب‌تاب و متیل روی در آزمایشگاه شیمی آلی. تقریبا یک چهارم فراورده‌های روی به‌صورت ترکیبات روی مورد مصرف قرار می‌گیرند.
ایزوتوپها
روی طبیعی در 4 ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است: Zn-64 , Zn-66 , Zn-67, Zn-68 که در این میان ، Zn-64 فراوانترین آنها (48.6% فراوانی طبیعی) می‌باشد. برای این عنصر 22 رادیو ایزوتوپ اکتیو شناسایی شده است که در میان آنها ، Zn-65 با نیمه عمر 244.26 روز و Zn-72 با نیم عمر 46.5 ساعت پایدارترین و فراوانترین ایزوتوپ می‌باشند. دیگر ایزوتوپهای رادیو اکتیو این عنصر ، نیمه عمرهای کمتر از 14 ساعت و بیشتر آنها نیمه عمری کمتر از یک دقیقه دارند. این عنصر همچنین 4 حالت متا دارد.
هشدارها
فلز روی ، سمی نیست، اما حالتهایی به نام Zinc Shakes و یا Zinc Chills وجود دارند که با استنشاق اکسید روی تازه و خالص تحریک می‌شوند.
شناخت محیط رشد روی
روی در تولید و فعالیت آنزیم‌ها ، همچنین در ایجاد پروتئین موثر است. کمبود روی باعث کوچک ماندن برگهای گیاه و کوتاه شدن فاصله میان گره‌ها می‌شود. واکنش خاک ، بر قابل استفاده بودن روی برای گیاه ، موثر می‌باشد. معمولاً در خاکهای قلیایی و در حاکهای محتوی فسفر بیش از حد ، روی غیر قابل استفاده می‌گردد. در خاکهای شنی ، به‌راحتی شسته شده ، از زمین خارج می‌شود. برای رفع کمبود روی ، سولفات روی را به خاک اضافه می‌کنند. هر چند که شرایط خاکهای ایران سولفات روی شدیداً تثبیت می‌شود و بازده آن کم است و بصورت Zn EDTA بازده بیشتری دارد.

کادمیم

کادمیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Cd و عدد اتمی 48 قرار گرفته است. کادمیم عنصری نسبتا" کمیاب ، نرم ، رنگ سفید مایل به آبی و فلز انتقالی سمی می باشدکه در سنگ معدن روی وجود داشته و در باطریها به مقدار زیادی مورد استفاده قرار می گیرد.

خصوصیات قابل توجه

کادمیم فلز دو ظرفیتی است نرم ، چکش خوار ، انعطاف پذیر و به رنگ سفید مایل به آبی که با چاقو به راحتی بریده می شود.این عنصر از بسیاری جهات شبیه روی است اما کادمیم ترکیبات پیچیده بیشتری بوجود می آورد.
معمولی ترین حالت اکسیداسیون کادمیم 2+ می باشد ، گرچه نمونه های کمیابی از 1+ نیز می توان پیدا کرد.

کاربردهـــــــــا

تقریبا" سه چهارم کادمیم در باطریها استفاده می گردد( بخصوص باطریهای Ni-Cd) و بیشتر یک سوم باقی مانده عمدتا" جهت رنگها،پوششها ، آبکاری و بعنوان مواد ثبات بخش در پلاستیکها بکار می رود.
کاربردهای دیگر :

* در بعضی از آلیاژهای زود ذوب به کار می رود.
* به علت ضریب اصطکاک پائین و مقاومت بسیار خوب در برابر خستگی ، در آلیاژهای بلبرینگ از آن استفاده می شود.
* 60% از کادمیم یافت شده در آبکاری الکتریکی به کار می رود.
* انواع بسیاری از لحیم ها حاوی این فلز هستند.
* بعنوان مانعی برای کنترل کافش اتمی( nuclear fission) به کار می رود .
* ترکیبات حاوی کادمیم در مواد درخشان تلویزیونهای سیاه و سفید ونیز در مواد درخشان آبی و سبز در لامپ تصویر تلویزیونهای رنگی بکار می روند.
* کادمیم نمکهای مختلفی را بوجود می آورد که معمول ترین آنها سولفات کادیم است. از این سولفید بعنوان رنگدانه زرد استفاده می شود.
* در برخی نیمه هادی ها کاربرد دارد.
* بعضی از ترکیبات کادمیم بعنوان تثبیت کننده در Polyvinyl Coloride بکار می رود.


تاریخچــــــــــــــه

کادمیم ( لاتین cadmia ، یونانی kadmeia به معنی کالامین) در سال 1817 در آلمان توسط Friedrich Stromeyer کشف شد.او این عنصر جدید را درون یک ناخالصی در کربنات روی پیدا کرد( کالامین) و برای مدت 100 سال تنها تولید کننده مهم این فلز باقی ماند.این فلز به همان واژه لاتین کالامین نامگذاری شد چون آنرا در ترکیب روی یافته بودند. Stromeyer متوجه شد بعضی از نمونه های ناخالص کالامین هنگام حرارت تغییر رنگ می دهند اما کالامین خالص اینگونه نیست.
گرچه کادیم وترکیبات آن به شدت سمی هستند ،از سال 1907 British Pharmaceutical Codex اعلام می دارد که یدید کادیم بعنوان دارویی برای معالجه ورم مفاصل ، سل غدد لنفاوی و سرمازدگی مورد استفاده قرار می گرفته است.
در سال 1927 کنفرانس بین المللی اوزان و مقادیر ، متر را با توجه به یک خط طیف کادیم قرمز دوباره تعریف نمود.(یعنی : طول موجهای 164.13،553،1=m1)این تعریف اکنون تغییر یافته( به krypton نگاه کنید)

پیدایش

سنگهای معدن که حاوی کادمیم می باشند کمیاب بوده و در صورت یافت شدن به مقادیر خیلی کم وجود دارند . CdS) Greenockite ) ، تنها کانی مهم کادیم ، تقریبا همیشه به ZnS) sphalerite ) متصل است.درنتیجه کادمیم عمدتا" بعنوان یک محصول جانبی از استخراج ، خالص سازی و تصفیه سولفید اوره حاصل از سنگ معدن روی ، و به میزان کمتر سرب و مس تولید می شود


مقدار کمی از کادمیم (تقریبا" 10% مصرف )از منابع ثانویه- که عمدتا" از خاکه حاصل ازبازیافت تکه های آهن و فولاد است- بدست می آید.تولید در آمریکا از سال 1907 آغاز گردید اما بعد از وضعیت زندگی استاد درجنگ جهانی اول بود که این عنصر کاربرد فراوانی پیدا کرد.

ایزوتوپ

کادمیم بطورطبیعی شامل 6 ایزوتوپ پایداراست. 27 ایزوتوپ پرتوزا(radioisotopes )شناخته شده که پایدارترین آنها Cd-113 با نیمه عمر 7/7 کوادریلیون سال،109 Cd- با نیمه عمر6/426 روز و Cd-115 با نیمه عمر 46/53 ساعت می باشد.مابقی ایزوتوپهای رادیو اکتیو دارای نیمه عمری کمتر از 5/2 ساعت بوده که اکثر آنها نیمه عمرشان کمتر از 5 دقیقه است.این عنصر دارای 8 ایزومر هسته ای «meta state) است که پایدار ترینشان Cdm-113 ( با نیم عمر 14.1 سال) ، Cdm-115 (با نیم عمر 44.6 روز) و Cdm-117 ( با نیمه عمر 3.36 ساعت) می باشد.
ایزوتوپهای کادمیم از نظر وزن اتمی در بازه از واحد Cd-97» amu ) ، تا Cd-138) amu129.934 ) قراردارند. حالت فروپاشی اتمی بلافاصله ، پیش از دومین ایزوتوپ پایدار فراوان ، Cd-12 ، الکترون گیری و حالت بلافاصله بعدی ، کاهش بتا می باشد .محصول فروپاشی اصلی قبل از Cd-112 ، عنصر 47 «نقره) و محصول بعد از آن عنصر 49 ( ایندیم) است.
هشدارهــــــــا
کادمیم از معدود عناصری است که هیچگونه نقش ساختاری در بدن انسان ندارد.این عنصر و محلول ترکیبات آن حتی به میزان بسیار کم ، سمی هستند و در اندامها و محیط زیست ، ذخیره می شوند.
استنشاق گرده های کادمیم به سرعت در دستگاه تنفسی و کلیه ها ایجاد مشکلاتی می کند که می توانند کشنده باشند ( اغلب از نارسائی کلیوی). خوردن هر مقدار قابل ملاحظه ای ازکادمیم موجب مسمومیت سریع کبد وکلیه ها می گردد.ترکیباتی که محتوی کادمیم هستند نیز سرطان زا می باشند.
هنگام کار با کادمیم لازم است برای محافظت در برابر گازهای خطرناک از هود گاز استفاده نمائیم.مثلا"هنگام کار با لحیمهای نقره که دارای کادمیم هستند باید احتیاط کامل نمود. تماس طولانی با محلولهای آبکاری کادمیم منجر به مسمومیتهای جدی می گردد.

جیوه

جیوه که آن را سیماب ( quicksilver ) هم می‌نامند عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Hg و عدد اتمی 80 می‌باشد. جیوه که فلزی سبک ، نقره‌ای ، سمی و جزء عناصر واسطه است، یکی از دو عنصری می‌باشد که در دماهای معمولی اتاق حالت مایع دارند ( فلز دیگر برم است ) و در دماسنجها ، فشارسنجها و سایر وسایل علمی کاربرد دارد. جیوه عمدتا" بوسیله کاهش از ماده معدنی cinnabar ( سولفور جیوه ) بدست می‌آید.
تاریخچــــــــه
جیوه را چینیان و هندیهای باستان شناخته بودند و در گورهای متعلق به 1500سال قبل از میلاد یافت شده‌اند. تا سال 500 قبل از میلاد ، از جیوه به همراه مواد دیگر برای ساخت آمالگامها استفاده می‌شد. یونانیان باستان از این فلز سمی در پمادها و رومیان از آن در لوازم آرایشی استفاده می‌کردند. کیمیاگران تصور می‌کردند تمامی مواد از این ماده ساخته شده‌اند. همچنین می‌پنداشتند در صورتی که جیوه سخت شود، به طلا تبدیل خواهد شد.

در قرن 18 و قرن 19 از نیترات جیوه برای کندن موی حیوانات جهت ساختن کلاههای نمدی استفاده می‌کردند. این مسئله موجب بروز آسیبهای مغزی در بین کلاهدوزان شد که گفته می‌شود عبارت: " دیوانه مثل یک کلاهدوز " و شهرت Mad hatter آلیس در سرزمین عجایب از آنجا آمده است.

کیمیاگران نام خدای رومیان Mercury را برای این عنصر در نظر گرفتند. نماد جیوه Hg ، از واژه hydrargyrum که لاتینی شده کلمه یونانی hydrargyros می‌باشد، برگرفته شده که ریشه‌های یونانی این واژه مرکب به معنی آب و نقره بود. جیوه یکی از معدود عناصری است که دارای یک نماد کیمیاگری است.
پیدایــــــــش
جیوه که عنصری کمیاب در پوسته زمین است، یا در کانی‌های محلی ( کمیاب ) و یا درcinnabar , corderoite , livingstonite و دیگر مواد معدنی یافت می‌شود که cannibar ) HgS ) فراوان‌ترین سنگ معدن جیوه می‌باشد. تقریبـا" 50% جیوه مورد نیاز جهان از اسپانیا و ایتالیا و بیشتر 50% بقیه از یوگوسلاوی ، روسیه و شمال آمریکا تامین می‌شود. این فلز را با روش گرم کردن cannibar در جریان هوا و تغلیظ بخار آن استخراج می‌کنند.
خصوصیات قابل توجه
جیوه ، فلزی سنگین ، نقره‌ای رنگ ، یک ظرفیتی یا دو ظرفیتی است که هادی ضعیفی برای گرما اما هادی مناسبی برای الکتریسیته می‌باشد و تنها فلزی است که در دمای اتاق به حالت مایع است ( مایعی مات و درخشان ). جیوه براحتی و تقریبا" با تمامی فلزات معمولی از جمله طلا و نقره آلیاژ می‌سازد، ( بجز آهن ) که به هر کدام از این آلیاژها ملغمه ( amalgam ) می‌گویند.

نقطه انجماد جیوه 40- درجه سلسیوس معادل 40- درجه فارنهایت می‌باشد. این تنها دمایی است که در هر دو مقیاس برابراست. همچنین این عنصر دارای انبساط حرارتی حجمی ثابتی می‌باشد، واکنش پذیری آن نسبت به روی و کادمیم کمتراست و جایگزین هیدروژن اسیدها نمی‌شود. حالتهای عادی اکسیداسیون این عنصر عبارتند از: mercurous یا 1+ و mercuric یا 2+. نمونه‌های بسیار نادری هم از ترکیبات جیوه 3+ وجود دارد.
کاربردهــــــا

* بیشترین کاربرد جیوه در ساخت مواد شیمیایی صنعتی و کاربردهای برقی و الکترونیکی است. علاوه بر این‌ها از جیوه در دماسنجها بخصوص برای حرارتهای بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.
* چون به‌آسانی با طلا تولید آمالگام می‌کند، برای تهیه طلا از سنگ معدن مورد استفاده قرار می‌گیرد.
* از جیوه علاوه بر دماسنجها در فشارسنجها ، پمپهای انتشار و بسیاری وسایل آزمایشگاهی دیگراستفاده می‌گردد.
* نقطه سه گانه جیوه – 8344/38- درجه سانتیگراد – نقطه ثابتی است که بعنوان معیار در مقیاسهای بین‌المللی حرارتی ( ITS-90 ) بکار رفته است.
* از جیوه گازی در لامپهای بخار جیوه و تابلوهای تبلیغاتی استفاده می‌شود.
* کاربردهای متنوع جیوه : سویچهای جیوه ای ، حشره کشها ، آمالگامها/ داروهای دندان ، باتریهای جیوه‌ای برای تولید هیدروکسید سدیم و کلر ، الکترود در برخی انواع الکترولیز ، باتریها ( پیلهای جیوه‌ای ) و کاتالیزورها.

ترکیبات
مهمترین نمکهای آن عبارتند از:


* کلرید جیوه – که بسیار خورنده ، پالایش شده و به‌شدت سمی است.
* کلرید mercurous – کالومل بوده و هنوز هم گاهی اوقات در پزشکی کاربرد دارد.
* فولمینات جیوه – یک چاشنی که در مواد انفجاری کاربرد وسیعی دارد.
* سولفید جیوه که از آن در ساخت شنگرف که رنگدانه مرغوبی برای رنگسازی است، استفاده می‌شود.

ترکیبات آلی جیوه نیز مهم هستند. مطالعات آزمایشگاهی ثابت کرده است که تخلیه الکتریکی موجب می‌شود تا گازهای نجیب نئون ، آرگون ، کریپتون و زنون با بخار جیوه ترکیب گردند. محصولات تولید شده از طریق این ترکیب توســط نیــــرویهـــــای van der waals در کنار هم قرار گرفته و نتیجه آن HgNe , HgKr , HgAr و HgXe است. Methyl mercury ترکیب خطرناکی است که به مقدار فراوان در آبها و جریانات آبی بعنوان عامل آلوده کننده دیده می‌شود.
ایزوتوپهــــــــا
برای جیوه ، هفت ایزوتوپ پایدار وجود دارد که فراوان‌ترین آنها Hg-202 است ( فراوانی طبیعی 86/26% ). پایدارترین ایزوتوپهای پرتوزاد آن Hg-194 با نیم عمر 444 سال و Hg-203 با نیمه عمر 46,612 روز هستند. بیشتر مابقی ایزوتوپهای پرتوزاد آن ، نیمه عمر کمتر از یک روز دارند.
هشدارهـــــــــا
جیوه در هر دو حالت گازی و مایع به‌شدت سمی است. اگر این فلز سنگین و سمی خورده شود، منجر به ضایعات مغزی و کبدی می‌شود. به همین علت ، امروزه در دماسنجهایی که فقط به منظور اندازه گیری درجه حرارت آب و هوا ساخته شده‌اند، از الکل رنگیزه دار استفاده می‌شود؛ نقطه جوش الکل از هر دمای طبیعی در زمین بیشتر است.

هنوز هم در بسیاری از دماسنجهای پزشکی به علت دقت بالای جیوه از این عنصر استفاده می‌گردد. هنگام استفاده از این دماسنجها باید توجه زیادی نمود تا گاز گرفته نشوند. واحد تجاری برای کار با جیوه flask است که وزن آن معادل Ib76 می‌باشد.

جیوه ماده سمی بسیار خطرناکی است که به‌آسانی از طریق بافتهای پوستی ، تنفسی و گوارشی جذب می‌شود. یکی از موارد مسمومیت با جیوه به حساب می‌آید. جیوه ، سیستم عصبی مرکزی را مورد تهاجم قرار داده و تاثیرات بسیار بدی روی دهان ، لثه و دندان می‌گذارد.

تماس با مقدار زیاد جیوه و در مدت طولانی باعث آسیبهای مغزی و در نهایت منجر به مرگ خواهد شد. هوایی که در دمای اتاق با بخار جیوه اشباع شده باشد، به رغم نقطه جوش بالا بسیار سمی است ( خطر در دماهای بالاتر افزایش می‌یابد )؛ بنابراین با این عنصر باید در نهایت دقت رفتار شود. لازم است ظروف جیوه بصورت مطمئن پوشیده شوند تا از سررفتن یا تبخیرآن جلوگیری شود. حرارت دادن جیوه یا ترکیبات آن همیشه باید بوسیله هواکشهای مناسب و قوی انجام شود؛ بعضی اکسیدهای آن می‌توانند به جیوه عنصری تجزیه شوند که سریعا" تبخیر شده و ممکن است دیده نشوند.

اونونبیوم

اونونبیوم یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Uub و عدد اتمی آن 112 می‌باشد. این عنصر یکی از عناصر بسیار سنگین می‌باشد که اتمهایش از طریق نشر ذرات آلفا در نیمه عمر 240 µs متلاشی می‌شوند.
تاریخچه
این عنصر اولین بار در 9thFebruary1996 در
Gesellschaft fr Schwerionenforschung دارمشتالد آلمان کشف شد. این عنصر با ترکیب اتم روی و اتم سرب از طریق شتاب دادن به Nuclei روی در یک شتاب دهنده یونی سنگین کشف شد. نام اونونبیوم با توجه به سازمان IUPAC انتخاب شد. با این وجود بحثهایی در خصوص نام گذاری مجدد این عنصر همچنان وجود دارد.

لانتانیوم

لانتانیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان La و عدد اتمی 57 قرار دارد.
تاریخچـــــــه
"C. G. Mosander" در سال 1839 ، هنگامیکه نمونه ای از نیترات سریم را بصورت جزئی تجزیه کرد، بوسیله گرم کردن و افزودن نمک حاصله به اسید نیتریک رقیق ، لانتانیم را کشف نمود. او موفق به جداسازی عنصر خاکی کمیابی از محلول حاصله شد که آنرا lantana نامید. لانتانیم به شکل نسبتا" خالص در سال 1923 تهیه شد.

واژه لانتانیم از کلمه یونانی lanthanein به معنی پنهان شده گرفته شده است.
پیدایـــــــش
مونازیت ( Ce,La,Th,Nd,y,PO4) و بستنازیت (Ce,La,Y,CO3F) ، کانی‌های اصلی هستند که حاوی به‌ترتیب 25 و 38 درصد لانتانیم می‌باشند.
خصوصیات قابل توجه
لانتانیم ، عنصر فلزی سیمین رنگی است که به گروه سوم جدول تناوبی تعلق دارد و اغلب بعنوان جزوی از لانتانیدها به‌حساب می‌آید. این عنصر در بعضی از کانی‌های خاکی کمیاب و بیشتر بصورت ترکیب با سریم و عناصر خاکی کمیاب دیگر یافت می‌شود. لانتانیم ، انعطاف پذیر و چکش خوار بوده و به قدری نرم است که با چاقو بریده می‌شود. این عنصر یکی از واکنش‌پذیرترین فلزات خاکی کمیاب است.

لانتانیم با کربن ، نیتروژن ، بورن ، سلینیم ، سیلیکون ، فسفر ، گوگرد عنصری و هالوژنها کاملا" واکنش نشان می‌دهد. در معرض هوا به‌سرعت اکسید می‌شود. آب سرد به‌آرامی و آب داغ به‌سرعت لانتانیم را مورد حمله قرار می‌دهد.
کاربردهــــــا

* کاربردهای نورپردازی کربنی بخصوص در صنعت سینما برای روشنایی و پیش‌تابی استودیو
* La2O3 مقاوت قلیایی شیشه را افزایش داده و در ساخت عینکهای خاص ، مانند نمونه‌های زیر بکار می‌رود:

o جذب کننده اشعه مادون قرمز
o لنزهای دوربین و تلسکوپ ( به علت ضریب شکست بالا و پراکندگی کم ، از شیشه‌های دارای فلز خاکی کمیاب استفاده می‌شود.
* افزودن مقدار کمی لانتانیم به فولاد ، باعث افزایش انعطاف‌پذیری ، چکش‌خواری و مقاوت آن در برابر ضربه می‌شود.
* افزودن مقدار کم لانتانیم به آهن ، به تولید ذرات گرد چدن کمک می‌کند.
* افزودن مقدار کم لانتانیم به مولیبدن ، موجب کاهش سختی این فلز و حساسیت آن نسبت به دماهای مختلف می‌شود.
* فلز آمیخته که یک آلیاژ آذرفشان است و در سنگ فندک بکار می‌رود، حاوی 45% تا 25% لانتانیم است.
* اکسید و بورید آن در لامپهای الکترونی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
* آلیاژهای هیدروژنی اسفنجی می‌توانند دارای لانتانیم باشند. این نوع آلیاژها در یک فرآیند جذب برگشت‌پذیر تا 400 برابر حجم گاز هیدروژن خود گنجایش دارند.
* کاتالیزور کراکینگ بنزین
* تور فانوس گازی
* ترکیب جلا دهنده شیشه و سنگهای قیمتی
* La-Ba ، تعیین کننده قدمت سنگها و کانیها است.

نقش بیولوژیکی
هیچ نقش بیولوژی برای لانتانیم شناسایی نشده است. این عنصر از راه خوردن جذب نمی‌شود و در صورت تزریق بسیار کند از بین می‌رود. استفاده از کربنات لانتانیم بعنوان ترکیبی برای جذب فسفات اضافی در مراحل پایانی صدمات کلیوی در دست بررسی است. بعضی از کلریدهای خاکی کمیاب مانند کلرید لانتانیم ( LaCl3) دارای ویژگیهای ضد انعقادی خون هستند.
ایزوتوپهــــــــا
لانتانیم ، بطور طبیعی دارای یک ایزوتوپ پایدار و یک ایزوتوپ رادیواکتیو است. La-139 و La-138 که ایزوتوپ 139 فراوان‌ترین (فراوانی طبیعی 99,91%) آنها است. 31 رادیوایزوتوپ هم برای آن مشخص شده که پایدارترین آنها La-138 با نیمه عمر حدود 11 سال و La-137 با نیمه عمر 60000 سال می‌باشد. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو آن ، نیمه عمری کمتر از 24 ساعت دارند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از یک دقیقه است. همچنین این عنصر دارای 3 meta state می‌باشد. وزن اتمی ایزوتوپهای لانتانیم ، بین (amu120 ( La-120 تا amu152(La-152) است.
هشدارهـــــــــــــا
لانتانیم دارای سطح مسمومیت‌زایی ضعیف تا متوسط می‌باشد و باید با احتیاط مورد استفاده قرار بگیرد. تزریق محلولهای لانتانیم در حیوانات موجب glycohemia ، کاهش فشار خون ، ضایعات طحال و تغییرات کبدی می‌گردد.

سریم

سریم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Ce و عدد اتمی 58 می‌باشد.
تاریخچــــــــه
"Wilhelm von Hisinger" و "Jacob Berzelius" در سال 1803 در سوئد و "Martin Heinrich Klaproth" مستقلا" در آلمان در همان سال موفق به کشف این عنصر شدند. Berzelius آن را از روی نام خرده سیاره سیریز که 2 سال قبل از آن در سال 1801 کشف شده بود، به این نام نامید.
پیدایش
سریم ، فراوان‌ترین عنصر خاکی کمیاب است که 0,0046 درصد پوسته زمین را تشکیل می‌دهد. سریم در تعدادی کانی از جمله آلانیت ( بعنوان orthite هم شناخته می‌شود ) (Ca, Ce, La, Y)2(Al, Fe)3(SiO4)3(OH). مونازیت و باستناسیت در حال حاضر مهمترین منابع سریم می‌باشند.

این عنصر اغلب توسط یک فرآیند جابجایی یونی بدست می‌آید که در آن از دانه‌های مونازیت بعنوان منبع سریم استفاده می‌گردد. ذخایر بزرگ مونازیت ، آلانتیت و باستناسیت ، تامین کننده سریم ، توریم و سایر فلزات خاکی کمیاب برای سالهای طولانی خواهند بود.
خصوصیات قابل توجه
سریم ، عنصر فلزی خاکستری رنگی است که به گروه لانتانیدها تعلق دارد. این عنصر در برخی از آلیاژهای غیر متداول در طبیعت بکار می‌رود و شکل اکسید شده آن در صنعت شیشه مورد استفاده قرار می‌گیرد. از نظر رنگ و درخشش شبیه آهن است، اما هم نرم بوده و هم چکش‌خوار و انعطاف پذیر است.

در بین عناصر خاکی کمیاب ، تنها اروپیم واکنش پذیرتر از سریم می‌باشد. محلولهای قلیایی رقیق و اسیدهای غلیظ به‌سرعت به این فلز حمله می‌کنند. در صورت خراش نوع خالص این فلز با چاقو احتمال سوختن آن وجود دارد. سریم در آب سرد به‌آرامی و در آب گرم به‌سرعت تجزیه می‌شود.

به‌علت نزدیکی نسبی 4f و اوربیتالهای مدار بیرونی در سریم ، این عنصر خواص شیمیایی جالب توجهی از خود نشان می‌دهد، مثلا" فشردن این عنصر وقتیکه در حال سرد شدن است، حالت اکسیداسیون آنرا از تقریبا" 3 به 4 تغییر می‌دهد. سریم در حالت اکسیداسیون 3+، cerous و در حالت اکسیداسیون 4+، ceric نامیده می‌شود.

نمکهای سریم (IV) نارنجی ، قرمز یا زردفام هستند، درحالیکه نمکهای سریم (III) معمولا" سفیدند.
کاربردها

* سریم در ساخت آلومینیوم ، آلیاژهای آلومینیوم و برخی از فولادها و آهن‌ها بکار می‌رود.
* افزودن سریم به چدن ، مانع گرافیتی شدن آن شده ، تولید آهن چکش‌خوار ( مالیبل ) می‌کند.
* در فولادها ، سریم به کاهش سولفیدها و اکسیدها کمک کرده ، مانع گازی شدن می‌شود.
* سریم در فولاد ضد زنگ بعنوان عامل سخت کننده سریع کاربرد دارد. 3 تا 4 درصد سریم که به همراه 0,2 تا 0,6درصد زیرکونیم به آلیاژهای منیزیم اضافه شده است، به پالایش غلات کمک نموده ، موجب قالب‌گیری بی‌نقص اشکال پیچیده می‌شود. بعلاوه موجب مقاومت منیزیم قالب‌گیری شده در برابر حرارت می‌شود.
* سریم در آلیاژهایی که برای ساخت آهن‌رباهای دائمی بکار می‌رود، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
* سریم در روشنایی با قوس کربن ، بخصوص در صنعت سینما کاربرد دارد.
* سریم جزئی از میش متال)است که در تولید آلیاژهای آذرافشان ، در فندک سیگار کاربرد وسیعی دارد.
* اکسید آن در توری‌های گازی پُر نور مورد استفاده است.
* اکسید آن بعنوان کاتالیزور هیدروکربن در اجاقهای خود پاک‌ساز و بصورت جزئی از دیواره اجاق کاربرد دارد.
* سولفات سریک بعنوان یک عامل اکسید کننده حجمی در آزمایشهای کمی کاربرد گسترده ای دارد.
* ترکیبات سریم در تولید شیشه ، هم بعنوان جزئی از آن و هم بعنوان رنگ زدا کاربرد دارد.
* از ترکیبات سریم برای رنگ لعاب استفاده می‌شود.
* استفاده از اکسید آن بعنوان عامل صیقل دهنده شیشه رو به افزایش است.
* اکسید سریم در شیشه امکان جذب انتخابی اشعه فرا بنفش را بوجود می‌آورد.
* اکسید سریم در پالایش نفت خام بعنوان سرعت دهنده جداسازی کاربرد دارد.
* ترکیبات سریم (III) و سریم (IV) در سنتزهای آلی بعنوان کاتالیزور مورد استفاده هستند.

ایزوتوپهـــــــــــــــا
سریم بصورت طبیعی متشکل از 3 ایزوتوپ پایدار و 1 ایزوتوپ رادیو اکتیو است. Ce-136, Ce-138 ,Ce-140 و Ce-142 که فراوان‌ترین آنها Ce-140 است. (48/88 % وفور طبیعی). 27 رادیوایزوتوپ مشخص شده که فراوان ترین و پایدارترین آنها Ce-142 با نیمه عمر بزرگتر از 5E16 سال ، Ce-144 با نیمه عمر 893/284 روز ، Ce-139 با نیمه عمر 640/137 و Ce-141 با نیمه عمر 501/32 روز می‌باشد. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو دارای نیمه عمری کمتری از 4 روز هستند که اکثر آنها از نیمه عمری کمتر از10 دقیقه برخوردارند. همچنین این عنصر دارای 2 حالت برانگیخته می‌باشد. ایزوتوپهای سریم از نظر وزن اتمی بین amu123 (سریم 123 ) و amu152 ( سریم 152 ) وجود دارند.
هشدارهــــــــا
سریم مانند تمامی فلزات خاکی کمیاب دارای میزان سمی بودن ضعیف تا متوسط است. این عنصر ، یک عامل کاهنده قوی است و خودبخود در حرارت 80-65 درجه سانتی‌گراد در هوا می‌سوزد. واکنش سریم با روی ممکن است بصورت انفجاری باشد و با بیسموت و آنتیموان واکنشهای بسیار گرمازایی دارد. دود حاصل از سوختن سریم سمی است. برای جلوگیری از سوختن سریم نباید از آب استفاده کرد، چون سریم با آب برای تولید گاز هیدروژن واکنش می‌دهد.

کارگرانی که با سریم سروکار دارند، مواردی مثل خارش ، حساسیت به گرما و آسیبهای بدنی را تجربه کرده‌اند. حیواناتی که به آنها مقدار زیادی سریم تزریق شده است، بعلت ضایعه‌های قلبی و رگی از بین رفته‌اند. اکسید سریم (IV) در درجه حرارت بالا عامل اکسید کننده قوی است و با مواد آلی قابل احتراق واکنش دارد. وقتی سریم رادیواکتیو نباشد، عیار تجاری ناخالص آن ممکن است حاوی مقادیر کمی توریم باشد که رادیواکتیو است. سریم کاربرد بیولوژیک شناخته شده ای ندارد .

پراسئودیمیوم

پراسئودیمیوم ، یکی از عناصر شمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Pr و عدد اتمی آن 59 می‌باشد.
تاریخچه
نام پراسئودیمیوم از واژه یونانی prasios به معنی سبز و didymos به معنی دوقلو یا جفت گرفته شده است. در سال 1841 شخصی به نام "Mosander" ، فلز کمیاب Didymium را از Lanthana استخراج کرد. در سال 1864 "Per Teodor Cleve" نتیجه گرفت که Didymium در واقع دو عنصر است و در سال 1879 ، "Lecoq De Boisbaudran" یک خاک جدید به نام Samarium را از آن جدا کرد.

در سال 1885 یک شیمیدان استرالیایی به نام "C. F. Auervon Welsbach didymium" ، دیدیمیوم را به دو عنصر تجزیه کرد: پراسئودیمیوم و Neodymium که نمکهایی با رنگهای گوناگون بوجود می‌آورد.
پیدایش
پراسئودیمیوم در خاکهای معدنی کمیاب Monazite و Bastnasite یافت می‌شود و می‌تواند توسط فرایند تبادل یونی از Bastnasite یا Monazite بازیافت شود. پراسئودیمیوم همچنین 5% Misch Metal را به خود اختصاص می‌دهد.
خصوصیات قابل توجه
پراسئودیمیوم یک عنصر فلزی نرم و نقره‌ای رنگ است که از گروه لانتانیدها می‌باشد. از نظر خوردگی در مقابل هوا از Europium , Lanthanum , Cerium , Neodymium مقاوم‌تر بوده ، اما در صورت مجاورت با هوا یک اکسید سبز رنگ از خود به جا می‌گذارد و به همین دلیل باید در زیر یک روغن معدنی سبک نگهداری شده ، یا توسط پلاستیک یا شیشه پوشیده شود.
کاربردها

* استفاده به‌عنوان یک عامل آلیاژی با منیزیم برای ساخت فلزات مستحکم که در موتور هواپیما استفاده می‌شود.
* پراسئودیمیوم هسته لامپهای قوس کربن را که در صنعت تصاویر متحرک برای نورپردازی استودیوها و لامپهای پروژکتور استفاده می‌شوند، شکل می‌دهد.
* ترکیبات پراسئودیمیوم در ساخت شیشه و لعابهای زرد رنگ کاربرد دارد.
* پراسئودیمیوم یکی از اجزای شیشه‌های Didymium که برای ساخت عینکهای محافظ مخصوص جوشکارها و شیشه دمها بکار می‌رود، می‌باشد.

ترکیبات
ترکیبات پراسئودیمیوم شامل موارد زیر می‌شود:


* Fluorides
o PrF2
o PrF3
o PrF4
* Chlorides
o PrCl3
* Bromides
o PrBr3
o Pr2Br5
* Iodides
o PrI2
o PrI3
o Pr2I5
* Oxides
o PrO2
o Pr2O3
* Sulfides
o PrS
o Pr2S3
* Selenides
o PrSe
* Tellurides
o PrTe
o Pr2Te3
* Nitrides
o PrN

ایزوتوپها
پراسئودیمیوم که به‌صورت طبیعی بوجود می‌آید، از یک ایزوتوپ پایدار (131) تشکیل شده ، 38 رادیو ایزوتوپ برای آن شناخته شده است که پایدارترین آنها Pr 143 با نیمه عمر 13.57 روز و Pr142 با نیم عمر 19.2 می‌باشد. تمام ایزوتوپهای رادیو اکتیو دیگر آن نیمه عمرهایی کمتر از 5.985 ساعت دارند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از 33 ثانیه است. این عنصر همچنین 6 حالت برانگیختگی دارد.

حالت فروپاشی اصلی قبل از ایزوتوپ فعال Pr141 الکترون گیری حالت اصلی بعد از آن کاهش بتا میباشد. محصول فروپاشی اولیه قبل از Pr141 ایزوتوپهای عنصر Cerium 58 و محصول اصلی بعد از آن ایزوتوپهای عنصر Neodymium 60 می‌باشد.
هشدارها
پراسئودیمیوم مانند اکثر خاکهای کمیاب دیگر از مقدار کم تا متوسط سمی میباشد. پراسئودیمیوم ، هیچگونه نقش بیولوژیکی شناخته شده ندارد.

نئودیمیم

نئودیمیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Nd و عدد اتمی 60 وجود دارد.
ریشه لغوی
کلمه نئودیمیم از واژه های یونانی neos ( جدید) و didymos ( دوگانه ) گرفته شده است.
تاریخچــــــــــه
نئودیمیم را در سال 1885، یک شیمیدان اتریشی به نام "Carl F. Auer von Welsbach" در وین کشف کرد. او نئودیمیم را به همراه عنصر پرازئودیمیم از ماده ای به نام دیدیمیم جدا نمود، اما تا سال 1925 حالت نسبتا" خالص این عنصر تهیه نشد.

امروزه بیشتر نئودیمیم از طریق فرآیند جابجایی یونی شن مونازیت (Ce,La,Th,Nd,Y(PO4 که ماده ای که سرشار از عناصر خاکی کمیاب است و نیز با روش الکترولیز نمکهای هالید آن تهیه می‌شود.
خصوصیات قابل توجه
نئودیمیم که یک فلز خاکی کمیاب است، به مقدار 18% در فلز خاکی کمیاب قابل اشتعال وجود دارد. این فلز ، دارای درخشش فلزی و رنگ آن نقره‌ای روشن بوده ، یکی از واکنش‌پذیرترین فلزات خاکی کمیاب به‌حساب می‌آید؛ نئودیمیم در معرض هوا به‌سرعت کدر شده ، تولید اکسیدی می‌کند که باعث پوسته پوسته شدن این فلز می‌گردد و سبب اکسیداسیون بیشتر این فلز می‌شود.
کاربردهــــــــا

* نئودیمیم ، بخشی از دیدیمیم است که در رنگ‌آمیزی شیشه‌های عینکهای جوشکاری بکار می‌رود.

* از نئودیمیم در رنگ‌آمیزی شیشه یک طیف ملایم که بین بنفش خالص تا قرمز و خاکستری می‌باشند، استفاده می‌شود. نوری که از این شیشه‌ها ساطع می‌گردد، نوار جذبی درخشانی را پدیدار می‌کنند. از این نوع شیشه در فعالیتهای نجومی برای تولید نوارهای درخشانی که بوسیله آنها احتمال درجه‌بندی خطوط طیفی وجود دارد استفاده می‌شود. شیشه حاوی نئودیمیم ، یک ماده لیزری است که به جای یاقوت برای تولید نور هم‌نوسان بکار می‌رود. از نئودیمیم همچنین برای زدودن رنگ سبز شیشه‌ها که ناشی از آلاینده‌های آهن است، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

* نمکهای نئودیمیم بعنوان رنگ افزای لعاب‌ها کاربرد دارند.

* نئودیمیم در آهن‌رباهای دائمی بسیار قوی Nd2Fe14B بکار می‌رود. این نوع آهن‌رباها از انواع آهن‌رباهای کبالت - سامریم ارزانتر هستند.

نقش بیولوژیکی
نئودیمیم هیچگونه نقش بیولوژیکی ندارد.
پیدایــــــش
نئودیمیم هرگز در طبیعت بصورت عنصر آزاد یافـــــت نمی‌شود، بلکه بیشتر در کانی‌هایی از قبیل شن مونازیـــت (Ce,La,Th,Nd,Y(PO4 و باستنوسیت (Ce,La,Th,Nd,Y(CO3)F) که حاوی مقادیر کمی از تمامی فلزات خاکی کمیاب هستند، وجود دارد. نئودیمیم در فلزخاکی کمیاب قابل اشتعال نیز دیده می‌شود، اما جدا نمودن آن از سایر عناصر قلیایی خاکی دشوار است.
ترکیبـــــــــات
ترکیبات نئودیمیم عبارتند از:

* فلوریدها : NdF3
* کلریدها : NdCl2 - NdCl3
* برمیدها : NdBr2 - NdBr3
* یدیدهــا :NdI2 - NdI3
* اکسیدها : Nd2O3
* سولفیدها : NdS - Nd2S3
* سلنیدهــا : NdSe
* تلوریدها : NdTe2 - Nd2Te3
* نیتریدها : NdN

ایزوتوپهــــــــــا
نئودیمیم بطور طبیعی دارای 5 ایزوتوپ پایدار Nd-142 , Nd-143 , Nd-145 , Nd-146 , Nd-148 که فراوان‌ترین آنها نئودیمیم 142 فراوانی طبیعی 2/27% و 2 ایزوتوپ پرتوزای Nd144 وNd150 می‌باشد. 31 رادیوایزوتوپ هم برای این عنصر شناسایی شده که که پایدارترین آنها نئودیمیم 150 با نیمه عمر 19سال ( E 1/1 ) ، نئودیمیم 144 با نیم عمر 15 سال ( E29/2 ) و نئودیمیم 147 با نیمه عمر 98/10 روز می‌باشند.

مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو این عنصر ، دارای نیمه عمرهایی کمتر از 38/3 روز هستند که بیشتر آنها نیمه عمری کمتر از 71 ثانیه دارند. نئودیمیم همچنین دارای 4 حالت متا است.

حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ (نئودیمیم142) جذب الکترون و حالت فروپاشی پس از آن ، فروپاشی منفی بتا می‌باشد. محصول فروپاشی اولیه قبل از نئودیمیم 142 ایزوتوپهای Pr (پرازئودیمیم) و محصولات اولیه پس از آن ایزوتوپهای سرب می‌باشد.
هشدارهــــــــــا
تمامی ترکیبات نئودیمیم را باید شدیدا" سمی به‌حساب آورد. بعلاوه ترکیبات نئودیمیم موجب آسیبهای چشم و پوست گشته ، گرد این عنصر خطر انفجار و آتش‌زایی دارد.

پرومتیوم

پرومتیوم ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی می‌باشد که نماد آن Pm و عدد اتمی آن 61 است.
ریشه لغوی
نام پرومتیوم از کلمه Prometheus گرفته شده است. Prometheus یکی از اساطیر یونانی بود که آتش را از آسمان دزدید و آ ن را به انسان داد.
تاریخچه
وجود پرومتیوم برای اولین بار توسط "Branner" در سال 1902 پیش‌بینی شد و این پیش‌بینی در سال 1914 توسط "Moseley" تائید شد. البته چند گروه دیگر نیز ادعا می‌کردند که این عنصر را تولید کرده‌اند، اما هرگز نتوانستند کشفیات خود را به اثبات برسانند، چرا که جدا کردن پرومتیوم از عناصر دیگر بسیار دشوار می‌باشد.

اولین مدرک وجود پرومتیوم در سال 1944 توسط "Jacob A.Marinsky" و "Lawrence E. Glendenin" و "Charles D. Coryell" در طی عمل شکافتن هسته اتم اورانیوم و به‌عنوان محصولات جنبی بدست آمد، اما به‌دلیل وجود مشکلات زیاد تحقیقاتی که از جنگ جهانی دوم ناشی می‌شد، آنها نتوانستند ادعای خود را تا سال 1946 به اثبات برسانند.

در سال 1963 از شیوه‌های تبادل یونی برای بدست آوردن حدودا 10 گرم پرومتیوم از ضایعات فرایند سوختی راکتورهای اتمی استفاده می‌شد. امروزه نیز پرومتیوم به صورت یکی از محصولات جنبی که با عمل شکافت هسته اتم اورانیوم بدست می‌آید، بازیافت می‌شود. این عمل همچنین با عمل بمباران نوترونی Nd-146 و تبدیل آن به Nd-147 تولید می‌شود که در آن Nd-147 توسط عمل Beta Decay به Pm147 با نیمه عمر 11روز تبدیل می‌شود.
پیدایش
پرومتیوم به‌صورت طبیعی در زمین بوجود نمی‌آید، اما در طیف ستاره HR465 در Andromeda شناخته شده است.
خصوصیات قابل توجه
پرومتیوم یک ساطع کننده بتا بوده ، اشعه‌های گاما از خود ساطع نمی‌کند. با این حال ذره بتا که به عناصری با عدد اتمی بالا برخورد می‌کند، می‌تواند اشعه ایکس تولید کند. امروزه اطلاعات زیادی در خصوص ویژگی‌های فلز پرومتیوم در دست نیست. تنها می‌دانیم که دو حالت چند شکلی از آن وجود دارد و نمکهای پرومتیوم در تاریکی یک نور آبی کم‌رنگ یا سبز از خود ساطع می‌کنند که این به‌دلیل خاصیت رادیواکتیوی بالای آن می‌باشد.
کاربردها

* منبع تششعی بتا برای اندازه‌گیری ضخامت
* منبع نور برای علائمی که نیاز به عملکرد دقیق دارند ( با استفاده از فسفر برای جذب تششعات بتا و تولید نور )
* استفاده در باتری‌های هسته‌ای که در آنها سلولهای نوری نور را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند.
* استفاده احتمالی آن در آینده به‌عنوان یک منبع اشعه ایکس برای بوجود آوردن منابع تولید نیرو یا گرمای کمکی برای کاوشگرهای فضایی و سفینه‌ها و ایجاد لیزرهایی که برای ایجاد ارتباط بین زیردریایی‌ها استفاده می‌شود.

نقش بیولوژیکی
پرومتیوم هیچگونه نقش بیولوژیکی ندارد.
ترکیبات
ترکیبات پرومتیوم شامل موارد زیر می‌شود:


* Chlorides
o PmCl3
* Bromides
o PmBr3
* Oxides
o Pm2O3

ایزوتوپها
36 رادیوایزوتوپ برای پرومتیوم شناسایی شده‌اند که در میان آنها Pm-145 با نیم عمر 17.7 سال PM146 با نیمه عمر 5.53 سال و Pm-147 با نیمه عمر 2.6234 سال پایدارترین آنها می‌باشند. تمامی ایزوتوپهای رادیو اکتیو آن ، نیمه عمرهایی کمتر از 300 تا 364 روز دارند که نیمه عمر بیشتر آنها کمتر از 27 ثانیه است. این عنصر همچنین 11 حالت برانگیختگی دارد.

وزن اتمی ایزوتوپهای پرومتیوم از 127.9482600 تا 162.9535200 amu)163-Pm) گسترده شده است. حالت فروپاشی اولیه ، قبل از ایزوتوپ پایدار 145 الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن کاهش بتا می‌باشد. محصولات فروپاشی اصلی قبل از Pm145 عنصر Nd ایزوتوپهای نئودیمیوم و محصول اصلی بعد از آن ایزوتوپهای عنصر Samarium می‌باشد.
هشدارها
به‌علت خاصیت بالای رادیو اکتیوی ، به هنگام کار کردن با پرومتیوم مراقبت بسیار بالایی لازم است، چرا که پرومتیوم می‌تواند در طی فرایند کاهش بتا اشعه ایکس از خود ساطع کند. توجه کنید که نیمه عمر آن بسیار کمتر از نیمه عمر پلوتنیوم 239 می‌باشد.

ساماریوم

ساماریوم ، یکی از عناصر شیمایی جدول تناوبی است که نماد آن Sm و عدد اتمی آن ، 62 می‌باشد.
تاریخچه
ساماریوم برای اولین بار در سال 1853 توسط شیمیدان سوئیسی ، "Jean Charles Galissard" با عمل جذب خطوط دیدیمیوم کشف شد. در سال 1879 ، توسط شیمیدان فرانسوی ، "Paul Emile Lecoq De Boisbaudran " ، در پاریس جدا شده و کانی Samarskite را بوجود آورد.
نقش بیولوژیکی
ساماریوم هیچ گونه نقش بیولوژیکی ندارد، اما گفته می‌شود که متابولیسم را تحریک می‌کند.
پیدایش
ساماریوم هرگز به‌صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود، اما همانند دیگر عناصر کمیاب خاک شامل کانی‌های گوناگونی می‌شود که Monazite ، Bastnasite و Samarskite از آن جمله‌اند. Monazite و Bastnasite به‌صورت منابع تجاری کاربرد دارند. Misch Metal حاوی حدودا %1 ساماریوم بود، اما در سالهای اخیر ساماریوم از طریق فرایندهای تبادل یونی و تکنیکهای عصاره گیری مایعات و الکتروشیمی بدست می‌آید. ساماریوم همچنین از طریق احیا از لانتانوم نیز بدست می‌آید.
خصوصیات قابل توجه
ساماریوم از خاکهای فلزی نادر است که درخشش نقره‌ای براقی دارد. در هوا به مقدار قابل توجهی پایدار است. همچنین این عنصر در هوا در 150 درجه آتش می‌گیرد و سه کریستال فلزی آن نیز وجود دارد که در دمای 734 و 922 درجه تغییر می‌کند.
کاربردها

* نوردهی کربن آرکی در صنعت تصاویر متحرک.
* تغلیظ کریستالهای CaF2 برای استفاده در لیزرهای چشمی
* استفاده به‌صورت جذب کننده نوترونی در راکتورهای هسته‌ای
* استفاده در آلیاژها و هدفونها
* مگنتهای Samarium-Cobalt در ساخت مگنتهای دائمی با مقاومت بالا و نیروی درونی به بزرگی 2200 kA/m کاربرد دارند.
* اکسید ساماریوم در شیشه‌های اپتیکی برای جذب اشعه مادون قرمز موثر است.
* ترکیبات ساماریوم به‌صورت حساس‌کننده‌های فسفری در اشعه مادون قرمز عمل می‌کنند.
* اکسید ساماریوم ، کاتالیزوری برای کم کردن آب و هیدروژن‌زدایی از اتانول می‌باشد.

ترکیبات

* Fluorides
o SmF2
o SmF3
* Chlorides
o SmCl2
o SmCl3
* Bromides
o SmBr2
o SmBr3
* Iodides
o SmI2
o SmI3
* Oxides
o Sm2O3
* Sulfides
o Sm2S3
* Selenides
o Sm2Se3
* Tellurides
o Sm2Te3

ایزوتوپها
ساماریومی که به‌صورت طبیعی بوجود می‌آید، از 4 ایزوتوپ پایدار تشکیل می‌شود که عبارتند از : sm144 , Sm150 , Sm154 و سه ایزوتوپ رادیواکتیوی دارند که شامل Sm147, Sm148 , Sm149 می‌شود. بیشترین ایزوتوپ آن از نظر فراوانی (Sm152 (%26.75 می‌باشد. در میان ایزوتوپهای رادیواکتیوی آن ، Sm148 با نیمه عمر 7E+15 سال Sm194 با نیمه عمر 2E+15 سال و Sm147 با نیمه عمر 1.06+11 سال پایدارترین آنها می‌باشند. همچنین این عنصر 5 Meta State دارد که پایدارترین آنها Sm141m (t 22.6minutes) , 141m-Sm (t 22.6 minutes) , 143m1-Sm (t 66 seconds) and 139m-Sm (t 10.7 seconds می‌باشند.

حالت Decay اولیه قبل از ایزوتوپ پایدان Sm152 الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن Beta Minus Decay می‌باشد. محصول Decay اولیه قبل از sm152 ایزوتوپهای عنصر Promethium و محصول اولیه بعد از آن ، ایزوتوپهای عنصر Europium می‌باشد.
هشدارها
تمام ترکیبات ساماریوم بسیار سمی هستند. و برای چشم و دست بسیار سوزش‌آور می‌باشند. غبار فلز این عنصر ، آتش‌زا و قابل انفجار است.

اروپیم

روپیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Eu و عدد اتمی 63 قرار دارد.
تاریخچه
اروپیم برای اولین بار در سال 1890 بوسیله Paul Émile Lecoq de Boisbaudran کشف شد. او جزء اصلی را از گادولینیم – سامریم غلیظ بدست آورد. آنها خطوط طیفی داشتند که بوسیله سامریم یا گادولینیم ساخته نشده بودند، اما عموما" کشف اروپیم را به شیمیدان فرانســوی Eug讥-Antole Demarçay نسبت می‌دهند که در سال 1896 به وجود عنصری ناشناس در نمونه های عنصر تازه کشف شده سامریم شک کرد و در سال 1901 موفق به جداسازی اروپیم شد. فلز اروپیم خالص تا قبل از سالهای اخیر بدست نیامده بود.
پیدایش
اروپیم هرگز در طبیعت بصورت یک عنصر آزاد یافت نشده است، اما کانی‌های زیادی که حاوی این عنصر هستند، وجود دارند که مهمترین منابع آن bastnastite و monazite می‌باشند. اروپیم در طیفهای خورشید و ستارگان خاصی کشف شده است.
خصوصیات قابل توجه
اروپیم واکنشگر ترین عنصر خاکی کمیاب است؛ در هوا به‌سرعت اکسید شده ، از نظر واکنش با آب مانند کلسیم است. اروپیم مثل سایر عناصر خاکی کمیاب ( بجز لانتانیم ) در هوا تقریبا" بین °150تا °180 محترق می‌شود. این عنصر به سختی سرب بوده و تا اندازه زیادی چکش خوار است.
کاربردها
اگرچه اروپیم برای ساخت لیزرها به برخی از پلاستیکها افزوده می‌شود، هیچ کاربرد تجاری برای فلز اروپیم وجود ندارد. همچنین به‌علت توانایی آن در جذب نوترون ، استفاده از آن در رآکتورهای اتمی در دست بررسی است. اکسید اروپیم (Eu2O3) در تلویزیون بعنوان فسفر قرمز (ماده فروزنده قرمز) و فسفرهای با پایه ایتیریم کاربرد وسیعی دارد.
ترکیبات
ترکیبات اروپیم عبارتند از:

* فلوریدها
o EuF2
o EuF3
* کلریدهـا
o EuCl2
o EuCl3
* برمیدهـا
o EuBr2
o EuBr
* یدیدهـــا
o EuI2
o EuI3
* اکسیدها
o Eu2O3
o Eu3o4
* سولفیدها
o EuS
* سلنیدها
o EuSe
* تلوریدها
o EuTe
* نیتریدها
o EuN

ایزوتوپها
اروپیم بطور طبیعی دارای دو ایزوتوپ پایدار Eu-151 و Eu-153 است که ایزوتوپ 153 فراوان‌تر است، (فراوانی طبیعی 52,2%). این عنصر 35 رادیوایزوتوپ دارد که پایدارترین آنها Eu-150 با نیم عمر 36,9 سال ، Eu-152 با نیمه عمر 13,516 سال و Eu-154 با نیمه عمر 8,593 سال هستند. کلیه ایزوتوپهای رادیواکتیو باقی مانده نیمـه عمری کمتر از 4,7612 سال دارند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از 12,2 ثانیه می‌باشد. همچنین اروپیم دارای 8 حالت برانگیختگی است.

حالت فروپاشی اصلی ، قبل از فراوانترین ایزوتوپ پایدار – Eu-153- الکترون گیری و حالت اصلی بعد از آن فروپاشی کاهش بتا می باشد. محصول فروپاشی اصلی قبل از Eu-153 ، ایزوتوپهای عنصر Sm ( سامریم ) و محصول اصلی بعد ایزوتوپهای عنصر Gd ( گادولینیم ) می‌باشد.
هشدارها
همه ترکیبات اروپیم را باید بسیار سمی در نظر گرفت؛ گرد این فلزاز نظر انفجار و آتش‌زایی خطرناک است. اروپیم نقش بیولوژیک شناخته شده ای ندارد.

گادولینیم

گادولینیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Gd و عدد اتمی 64 می‌باشد.
تاریخچــــــــه
"Jean Charles Galissard de Marignac " شیمیدان سوئیسی در سال 1880 برای مشاهده گادولینیم در نمونه‌های دیدیمیم و گادولینیت به بررسی خطوط طیف سنجی پرداختند؛ سال 1886 "Paul Émile Lecoq de Boisbaudran" دانشمند فرانسوی گادولینیا را ( اکسید گادولینیم ) از ایتریای Mosander جدا نمود. خود این عنصر برای اولین بار اخیراً تهیه شده است.

نام گادولینیم مانند کانی گادولینیت از نام "Johan Gadolin" شیمیدان و زمین‌شناس فنلاندی گرفته شده است.
پیدایــــــــش
گادولینیم هرگز در طبیعت بصورت آزاد وجود ندارد، اما در بسیاری از کانی‌ها از قبیل گادولینیت ، مونازیت و باستنازیت یافت می‌شود. این عنصر را امروزه با روش جابجایی یونی و جداسازی از حلال یا با کاهش فلورید بی‌آب آن توسط کلسیم فلزی تهیه می‌کنند.
خصوصیات قابل توجه
گادولینیم ، فلز خاکی کمیاب نقره‌ای رنگ ، چکش‌خوار و قابل انعطافی است که دارای درخششی فلزی می‌باشد. این عنصر در دمای اتاق به‌صورت ذرات آلفای نزدیک به هم بلورین می‌شود؛ وقتی آنرا تا 1508 درجه کلوین حرارت دهند، به شکل ذرات آلفای خود که دارای ساختار مکعبی body-centered است، تغییر شکل می‌یابد.

گادولینیم بر خلاف سایر عناصر خاکی کمیاب نسبتاً در هوای خشک پایدار است؛ با این حال به‌سرعت در هوای مرطوب کدر شده ، تولید اکسید چسبنده ناپایداری می‌کند که منتشر شده و در معرض سطح بیشتری برای اکسیداسیون قرار می‌گیرد. گادولینیم به‌آرامی با آب واکنش داده ، در اسیدهای رقیق محلول می‌باشد.

بعلاوه این عنصر در بین تمامی عناصر شناخته شده ، بالاترین واکنش سنجی جذب حرارتی نوترون را دارا می‌باشد ( 49000 بارن ) ، اما سوخت سریع آن ، استفاده از این عنصر را در میله کنترل هسته‌ای محدود نموده است. گادولینیم زیر دمای بحرانی 1,083کلوین به یک ابررسانا تبدیل می‌شود؛ در دمای اتاق شدیداً مغناطیسی است، در واقع بجز فلزات واسطه دوره چهارم ، تنها فلزی است که خصوصیات فرومغناطیسی را بروز می‌دهد.
کاربردهـــــــــا
از گادولینیم در ساخت نار سنگهای ایتریم – گادولینیم که کاربردهای(مایکروویو دارند، استفاده می‌شود؛ ترکیبات گادولینیم نیز در ساخت مواد فروزنده لامپ تصویر تلویزیونهای رنگی بکار می‌رود و محلول ترکیبات این عنصر بعنوان پادنمای داخل وریدی جهت ارتقاء تصاویر از بیماران تحت MRI مورد استفاده قرار می‌گیرد. گادولینیم در تولید CDها ( لوحهای فشرده ) وحافظه کامپیوتر نیز کاربرد دارد.

همچنین گادولینیم دارای خصوصیات ابررسانایی غیر عادی است؛ مقدار 1% گادولینیم ، کارآمدی و مقاومت آهن ، کروم و آلیاژهای مربوطه را در دماهای بالا و اکسیداسیون افزایش می‌دهد. در آینده احتمال استفاده از اتیل سولفات گادولینیم که مشخصات پارازیت بسیار کمی دارد، در مایزرها وجود دارد؛ علاوه براین ، جنبش مغناطیسی زیاد گادولینیم و دمای کوری آن که تنها در حرارت اتاق وجود دارد، استفاده از آنرا بعنوان جزء مغناطیسی به‌منظور حس کردن گرما و سرما مطرح می‌کند.
نقش بیولوژیکی
هیچ نقش بیولوژیکی برای گادولینیم شناخته نشده است، اما احتمالاً موجب افزایش متابولیسم می‌شود.
ترکیبــــــــات

* فلوریدها
o ( GdF3)
* کلریدها
o ( GdCl3 6H2O- GdCl3)
* برمیدها
o ( GdBr3)
* یدیدها
o ( GdI2)
o (GdI3)
* اکسیدها
o ( Gd2O3)
* سولفیدها
o ( Gd2S3)
* سلنیدها
o ( GdSe)
* تلوریدها
o ( Gd2Te3)
* نیتریدها
o ( GdN)

ایزوتوپهــــــــــا
گادولینیم بطور طبیعی دارای 5 ایزوتوپ پایدار: گادولینیم 154 ، گادولینیم 155 ، گادولینیم 156 ، گادولینیم 157 و گادولینیم 158 و دو رادیوایزوتوپ : گادولینیم 152 و گادولینیم 160 می‌باشد که گادولینیم 158 فراوان‌ترین آنها است ( فراوانی طبیعی 24,84 درصد ). 30 رادیوایزوتوپ که پایدارترین آنها گادولینیم 160 با نیم عمر 21+E3/1 سال ، گادولینیم 152 با نیم عمر 14+E08/1 سال و گادولینیم 150 با نیمه عمر 6+E79/1 سال هستند، شناسایی شده است.

مابقی ایزوتوپهای آن دارای نیمه عمری کمتر از 7/74 سال هستند که اکثر آنها نیز دارای نیمه عمرهایی کمتر از 24,6 ثانیه می‌باشند. همچنین این عنصر دارای 4 meta states است. حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ پایدار (گادولینیم 158) جذب الکترون است و حالت اولیه پس از آن فروپاشی منفی بتا است. محصولات فروپاشی اولیه قبل از گادولینیم 158 ایزوتوپهای عنصر Eu ( اروپیم ) است و محصولات اولیه پس از آن ایزوتوپهای عنصر Tb ( تربیم ) هستند.
هشدارهــــــــــا
ترکیبات گادولینیم مثل سایر لانتانیدها دارای میزان مسمومیت‌زایی بین ضعیف تا متوسط هستند؛ اگرچه مسمومیت‌زایی آنها به تفصیل مشخص نشده است.

تربیم

تربیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Tb و عدد اتمی 65 می‌باشد.
تاریخچــــــه
"Carl Gustaf Mosander" شیمیدان سوئدی در سال 1843 تربیم را کشف نمود و آنرا بر اساس نام دهکده Ytterby واقع در سوئد نامگذاری نمود. او این عنصر را به شکل ناخالصی‌های موجود در اکسید ایتریم (Y2O3) شناسایی کرد. تربیم تا قبل از پیدایش فن‌آوریهای اخیر جابجائی یونی ، به شکل خالص جداسازی نشده بود.
نقش بیولوژیکی
تربیم نقش بیولوژیکی شناخته شده ای ندارد.
پیدایــــــــش
تربیم هرگز بصورت عنصر آزاد در طبیعت وجود ندارد، اما در کانی‌های زیادی از جمله سیریت ، گادولینیت و مونازیت (C , La , Th , Nd , Y(PO4 که دارای بیش از 03/0% تربیم ، زنوتایم ( YPO4) و اوکسنیت Y,Ca,Er,La,Ce,U,Th»(Nb,Ta,Ti2O6) که دارای 1% یا بیشتر تربیم می‌باشند، وجود دارد.
خصوصیات قابل توجه
تربیم فلز خاکی کمیاب و خاکستری رنگی است که قابل انعطاف و چکش‌خوار بوده و به قدری نرم است که با چاقو بریده می‌شود، تا حد قابل قبولی در هوا پایدار است و دارای دو دگرگونی بلورین و درجه تغییر شکل 1289 درجه سانتی‌گراد می‌باشد.
کاربردهــــــا
تربیم به فلورید کلسیم ، تنگستیت کلسیم و مولیبدیت استرانسیم افزوده می‌شود که در ابزار حالت جامد و به‌عنوان تثبیت‌کننده‌های بلورین پیلهای سوختی در دماهای بالا و به همراه ZrO2 عمل می‌کنند. به‌علاوه تربیم در آلیاژها و ساخت وسایل برقی بکار می‌رود و اکسید آن ، دارای توانایی جهت فعال نمودن فسفر سبز موجود در لامپ مهتابی و لامپ تصویر تلویزیونهای رنگی می‌باشد. بورات تربیم سدیم به‌عنوان ماده لیزری که در 5460 آنگستروم ، نور هم‌نوسان ساطع می‌کند، بکار می‌رود.
ترکیبـــــــات
ترکیبات تربیم عبارتند از:

* فلوئوریدها
o TbF2- TbF3TbF4
* کلریدها
o TbCl3
* برمیدها
o TbBr3
* یدیدها
o TbI3
* اکسیدها
o TbO2 - Tb2O3
* سولفیدها
o Tb2S3
* سلنیدها
o Tb2Se3
* نیتریدها
o TbN

ایزوتوپهـــــا
تربیم بطور طبیعی دارای یک ایزوتوپ پایدار Tb-159 و 33 رادیوایزوتوپ است که فراوان‌ترین آنها تربیم 158 با نیمه عمر 180 سال ، تربیم 157 با نیمه عمر 71 سال و تربیم 160 با نیمه عمر 72,3 روز می‌باشد. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو آن دارای نیمه عمرهایی کمتر از 6,907 روز هستند که اکثر آنها نیز نیمه عمری کمتر از 24 ثانیه دارند. تربیم همچنین 18 حالت متا دارد.

حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوانترین ایزوتوپ پایدار (تربیم 159) جذب الکترون و حالت اولیه پس از آن فروپاشی منفی بتا است. محصول فروپاشی اولیه قبل از تربیم 159 ایزوتوپهای عنصر Gd (گادولینیم) و محصول اولیه پس از آن ایزوتوپهای عنصر Dy (دیسپروزیم) هستند.
هشدارهــــا
تمامی ترکیبات تربیم را باید شدیدا" سمی در نظر گرفت. ترکیبات این عنصر موجب تحریک چشم و پوست می‌شوند. گرده فلز تربیم خطر انفجار و آتش‌زایی به همراه دارد.

دیسپروزیوم

دیسپروزیم ، عنصر شیمیایی است که با نشان Dy و عدد اتمی 66 در جدول تناوبی قرار دارد.
تاریخچه
"Paul Emile Lecoq de Boisbaudran " شیمیدان فرانسوی ، در سال 1886 در پاریس برای اولین بار دیسپروزیم را شناسایی نمود؛ اما تا قبل ازابداع روشهای تبادل یونی و کاهش فلزنگاری در دهه 60، این عنصر به شکل نسبتا" خالص بدست نیامده بود. نام دیسپوزیم از واژه یونانی dysprositos به معنی مشکل بدست آمدن گرفته شده است.
پیدایش
دیسپوزیم هرگز بصورت عنصری آزاد دیده نشده است، اما اغلب به همراه اربیم و هولمیم یا سایر عناصر خاکی کمیاب در بسیاری از کانی‌ها از جمله xenotime ، fergusonite gadolinite ، euxenite ، polycrase ، blomstrandine ، monazite ، bastnasite یافت می‌شود.
خصوصیات قابل توجه
دیسپروزیم ، عنصر خاکی کمیابی است که دارای رنگ نقره‌ای درخشان و در حرارت اطاق نسبتا" پایدار است، اما به‌سرعت در اسیدهای معدنی رقیق یا غلیظ حل شده ، هیدروژن آزاد می‌کند. این عنصر به قدری نرم است که با چاقو بریده می‌شود و اگر زیاد گرم نشود، بدون جرقه تراشیده می‌شود. ویژگیهای دیسپروزیم حتی با مقادیر بسیار کمی ناخالصی تحت تاثیر قرار می‌گیرد.
کاربردها
از دیسپروزیم به همراه وانادیم و عناصر دیگر در ساخت مواد لیزر استفاده می‌شود؛ قابلیت جذب بالای نوترون حرارتی و نیز نقطه ذوبش ، موجب کاربرد آن در میله‌های کنترل اتمی شده است. ازاکسید دیسپروزیم ( نام دیگر آن dysprosia است ) ، به همراه ترکیبات چسبناک نیکل که در بمباران طولانی مدت نوترون بی‌هیچ افزایش یا کاهشی به‌آسانی نوترون جذب می‌کنند، درمیله‌های خنک کننده موجود در رآکتورهای اتمی استفاده می‌شود.

Chalcogenide های کادمیم - دیسپروزیم منابع اشعه مادون قرمز برای مطالعه واکنشهای شیمیایی هستند؛ علاوه بر آن از دیسپروزیم در تولید لوحهای فشرده (CD) استفاده می‌گردد.
ویژگیهای بیولوژیکی
هیچگونه ویژگی بیولوژیکی برای دیسپروزیم شناخته نشده است.
ترکیبات

* فلورایدها
o DyF3
* کلریدهــا
o DyCl2
* برومیدها
o DyBr2
o DyBr3
* یدیدها
o DyI2
o DyI3
* اکسیدهـا
o Dy2O3
* سولفیدها
o Dy2S3
* نیتریدهـا
o DyN

ایزوتوپها
دیسپوزیم بصورت طبیعی دارای 7 ایزوتوپ پایدار 156Dy, 158-Dy, 160-Dy, 161-Dy, 162-Dy, 163-Dy and 164-Dy, with 164-Dy می‌باشد که فراوان ترین آنها Dy-164 است( فراوانی طبیعی 28,18% ). برای این عنصر 28 رادیوایزوتوپ شناخته شده که پایدارترین آنها Dy-154 با نیم عمر E+6 0،3 سال ، Dy-159 با نیمه عمر 144،4 روز و Dy-166 با نیمه عمر 81،6 ساعت می‌باشد.

بقیه ایزوتوپهای رادیواکتیو این عنصر ، نیمه عمری کمتر از 10 ساعت دارند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از 30 ثانیه است. همچنین دیسپوزیم دارای 5 حالت برانگیخته است که پایدارتریــــــــــنشان 165m-Dy با نیمه عمر 1.257 دقیقه ، 147m-Dy با نیمه عمر 55.7 ثانیه و 145m-Dy با نیمه عمر 13.6 ثانیه می‌باشد.

حالت فروپاشی اصلی قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ پایدار 164-Dy ، جذب الکترون و روش اولیه بعد از آن فروپاشی کاهش بتا می‌باشد. محصولات فروپاشی اولیه قبل از Dy-164 ، ایزوتوپهای عنصر Tb ( تربیم ) و محصول اولیه بعد ، ایزوتوپهای عنصر Ho ( هولمیم ) هستند.
هشدارها
تمامی ترکیبات دیسپروزیم را باید کمی تا نیمه سمی در نظر گرفت، اگر چه میزان سمیت آنها بطور دقیق اعلام نشده است. گرد این فلز خطر انفجار و آتش سوزی به همراه دارد. برای دیسپروزیوم هیچ خاصیت بیولوژیکی شناخته شده ای ندارد.

هولمیم

هولمیم ، عنصر شیمیایی است که با نشان Ho و عدد اتمی 67 در جدول تناوبی وجود دارد. هولمیم در گروه لانتانیدها قرار داشته ، عنصری فلزی ، تا حدودی نرم وچکش خوار و به رنگ سفید خاکستری است. هولمیم در هوای خشک و در دمای اطاق ، عنصری پایدار می‌باشد. این فلز خاکی کمیاب در کانی‌های مونازیت و گادولینیت وجود دارد.
تاریخچــــــــــــه
هلیم ( از واژه لاتین Holmia به معنی استکهلم ) در سال 1878 تـوسط Marc Delafontaine و Jacques Louis Soret کشف شد. آنها نوارهای جذب طیف‌نمایی خاص این عنصر را که در آن زمان ناشناخته بود، شناسایی کردند و آنرا عنصر X نامیدند. بعد از آنها Per Theodor Cleve در سال 1878 مستقلا" و هنگامیکه مشغول کار بر روی erbia خاکی (اکسید اربیم ) بود، این عنصر را کشف کرد.

Cleve با بهره گیری از روشی که Carl Gustaf Mosander ابداع کرده بود، ابتدا تمامی ناخالصی‌های شناخته شده را از erbia خارج نمود. نتیجه این کار ، دو ماده معدنی جدید یکی قهوه‌ای و دیگری سبز بود. او ماده قهوه‌ای را holmia ( برگرفته از نام زادگاه Cleve یعنی استکهلم ) و ماده سبز رنگ را thulia نام‌گذاری کرد. بعدا" مشخص شد، Holmia اکسید هلمیم و thulia اکسید تالیم هستند.
پیدایـــــــــش
هولمیم مانند تمامی عناصر خاکی کمیاب بصورت آزاد در طبیعت وجود ندارد، بلکه بصورت ترکیب با عناصر دیگر در کانی‌های گادولینیت و مونازیت و سایر کانی‌های خاکی کمیاب یافت می‌شود. هولمیم را بصورت تجاری با روش جابجائی یونی از شن مونازیت جدا می‌کنند ( 05/0% هولمیم ). اما هنوز هم جداسازی آن از سایر کانی‌های خاکی کمیاب دشوار است. این عنصر با روش کاهش کلرید و فلورید آن بوسیله کلسیم فلزی تهیه شده است. مقدار موجود آن در پوسته زمین 1,3 میلی‌گرم در هر کیلو برآورد شده است.
خصوصیات قابل توجه
هلیم ، عنصر فلزی خاکی سه ظرفیتی است که در بین تمامی عناصر طبیعی ، دارای بیشترین گشتاورمغناطیسی (B6/10) بوده ، خصوصیات مغناطیسی غیرعادی دیگری نیز دارد. در صورت ترکیب با ایتریوم ، ترکیباتی به‌شدت مغناطیسی تولید می‌کند. هولمیم ، عنصری نسبتا" نرم و چکش‌خوار است که در هوای خشک و در فشار و دمای معمولی ، تاحدودی پایدار و در برابر فرسایش مقاوم است، اما در هوای مرطوب و در دمای زیاد به‌سرعت اکسید می‌شود ( اکسیدی به رنگ زرد کم‌رنگ تولید می‌کند ). هلیم در حالت خالص خود ، دارای درخشش نقره‌ای رنگ فلزی می‌باشد.
کاربردهـــــــــا

* بخاطر خصوصیات مغناطیسی که هولمیم دارد، اگر آنرا بعنوان یک قطب مغناطیسی در آهنرباهای بسیار قوی قرار دهیم، قوی‌ترین میدانهای مغناطیسی مصنوعی ساخته می‌شود ( متمرکز کننده شار مغناطیسی هم نامیده می‌شود. )
* چون این عنصر می‌تواند نوترونهای fission-bred اتمی را جذب کند، از آن در میله‌های کنترل اتمی نیز استفاده می‌شود.
* از گشتاور مغناطیسی بالای آن در لیزرهای حــالت جامد ایتریم - آهن - گارنت (YIG ) و ایتریم – لانتانیم – فلوریـد (YLF) که در تجهیزات مایکروویو بکار می‌رود، استفاده می‌شود ( که بترتیب در محیطهای مختلف پزشکی و دندان پزشکی کاربرد دارد).
* از اکسید هولمیم برای زرد کردن رنگ شیشه استفاده می‌شود.

هشدارهـــــــــا
به نظر می‌رسد هولمیم مانند سایر فلزات خاکی کمیاب از میزان سمی بودن کمی برخوردار باشد. این عنصر فاقد هرگونه نقش بیولوژیکی در انسان است، اما امکان فعال نمودن متابولیسم را دارد.

اربیم

اربیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Er وجود داشته ، دارای عدد اتمی 68 می‌باشد. اربیم ، فلز کمیاب خاکی لانتانید و نقره‌ای رنگی است که به همراه چندین عنصر کمیاب دیگر در گادولینیت معدنی در Ytterby واقع در سوئد وجود دارد.
تاریخچه
اربیم ( از Ytterby ، یک شهر در سوئد ) در سال 1843 ، توسط Carl Gustaf Mosander کشف گردید. او ایتریا را از گادولینیت معدنی و به سه صورت ، به نامهای ایتریا ، اربیا و تربیا جدا نمود. او نام این عنصر را از نام شهر Ytterby که مقادیر زیادی ایتریا و اربیم در آن وجود دارد، اقتباس کرد. اما در آن زمان ، اربیا و تربیا را با هم اشتنباه کردند. بعد از 1860 آنچه که تربیا می‌شناختند، اربیا نام‌گذاری کرده و بعد از 1877 آنچه که اربیا می‌دانستند تربیا نامیدند.

سرانجام "George Urban" و "Charles James" در سال 1905 مستقلا" Er2O3 نسبتا" خالص را جدا نمودند. تا قبل از سال 1934 زمانیکه کارگران ، کلرید بدون آب را با بخار پتاسیم کاهش دادند، فلز خالص اربیم بصورت قابل قبول تهیه نشده بود.
پیدایش
این عنصر ، همانند سایر عناصر خاکی کمیاب هرگز در طبیعت بصورت عنصر آزاد وجود ندارد، اما همراه سنگ معدنهای شن مونازیت یافت می‌شوند. از نظر تاریخی ، قبلا جداسازی عناصر خاکی کمیاب از یکدیگر بسیار مشکل و گران بود، اما روش تولید تبادل یونی که اواخر قرن بیستم ابداع گشت، به میزان زیادی هزینه تولید کلیه فلزات خاکی کمیاب و ترکیبات شیمیایی آنها را کاهش داد. منابع تجاری اصلی اربیم از معادن xenotime و euxenite می‌باشند. اربیم ، فلزی به شکل گرد است و خطر آتش‌زایی و انفجار دارد.
خصوصیات توجه قابل
فلز اربیم خالص ، عنصری سه ظرفیتی ،چکش خوار ، نرم و در هوا تا حدی مقاوم است، بطوریکه به سرعت سایر فلزات کمیاب اکسیده نمی‌شود. نمک آن به رنگ سرخ بوده ، طیفهای جذب مشخص و خاصی را در نور مرئی ، فرابنفش و نزدیک مادون قرمز بوجود می‌آورد.

بجز این موارد ، اربیم بیشتر همانند سایر فلزات خاکی کمیاب است. سسکوئی ، اکسید آن erbia نامیده می‌شود.خصوصیات اربیم تا حدی توسط نوع و مقادیر ناخالصی موجود تعیین می‌گردد.این عنصر فاقد هرگونه نقش بیولوژیکی شناخته شده ای است، اما برخی بر این باورند که اربیم موجب فعال شدن متابولیسم می‌شود.
کاربردها

* این عنصر ، بیشتر بصورت فیلتر عکاسی بکار می‌رود.
* به‌علت انعطاف پذیری آن ، بعنوان ماده ای افزودنی در متالوژی مفید است.
* بعنوان جذب کننده نوترون در فناوری هسته‌ای بکار می‌رود.
* در تقویت کننده‌های فیبری ، بعنوان یک نا خالص کننده مورد استفاده است.
* در صورت اضافه شدن به وانادیم بصورت آلیاژ ، موجب کاهش سختی و بهبود کارکرد آن می‌گردد.
* اکسید اربیم صورتی رنگ است، بنابراین گاهی اوقات بعنوان رنگ دهنده شیشه و پوشش لعاب چینی کاربرد دارد که اغلب از این شیشه‌ها در ساخت عینکهای آفتابی و جواهرات ارزان استفاده می‌کنند.

ایزوتوپها
اربیم بصورت طبیعی متشکل از 6 ایزوتوپ پایدار Er-162 ، Er-164 ، Er-166 ، Er-167، Er-168 ، Er-170 می‌باشد که فراوان‌ترین آنها Er-166 ( فراوانی طبیعی 33،6 % ) است. 23 رادیوایزوتوپ نیز برای آن شناسایی شده که پایدارترین آنهــا Er-169 با نیم عمر 9،4 روز ، Er-172 با نیمه عمر 49،3 ساعت ، Er-160 با نیمه عمر 28،58 ، Er-165 با نیمه عمر 10،36 و Er-171 با نیمـــــه عمـــــــر 7،516 ساعت می‌باشند.

سایر ایزوتوپهای رادیواکتیو آن ، دارای نیمه عمری کمتر از 3،5 ساعت هستند که بیشتر آنها از نیمه عمری کمتر از 4 دقیقه برخوردارند. این عنصر همچنین دارای 6 حالت برانگیختگی است که پایدار ترین آنها Er-167 با نیمه عمر t=2,269 است. حالت فروپاشی اصلی قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ پایدار- Er-166- دریافت الکترون و حالت فروپاشی اصلی بعد از آن کاهش بتا است. محصول فروپاشی اولیه قبل از Er-166 ، ایزوتوپهای عنصر 67 ( هولمیم ) و محصولات اولیه بعد از آن ایزوتوپهای عنصر 69 ( تولیم ) است.
هشدارها
مانند سایر لانتانیدها ، ترکیبات اربیم از مقدار کم تا متوسط سمیت دارند، گرچه جزئیات سمیت آنها بطور کامل منتشر نشده است.
__________________

تولیم

تولیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Tm و عدد اتمی 69 می‌باشد. تولیم ، عنصری لانتانید و دارای حداقل فراوانی در بین عناصر خاکی کمیاب است؛ با فلز آن که دارای درخشش نقره‌ای رنگی است، می‌توان به‌راحتی کار کرد و با چاقو بریده می‌شود. همچنین دربرابر فرسایش در هوای خشک تا حدی مقاوم بوده ، از خاصیت انعطاف‌پذیری خوبی برخوردار است. تولیم بصورت طبیعی کلا" از ایزوتوپ پایدار Tm-169 ساخته می‌شود.
تاریخچـــــــه
تولیم را "Per Teodor Cleve" شیمیدان سوئدی درسال 1879 هنگام جستجو برای ناخالصی‌های موجود در اکسیدهای سایر عناصر خاکی کمیاب کشف نمود. ( این همان روشی بود که پیشتر "Carl Gustaf Mosander" برای کشف سایر عناصر خاکی کمیاب بکار برده بود ). Cleve کار را با از بین بردن تمامی ناخالصی‌های شناخته شده اِربیا ( Er2O3) آغاز کرد و با فرآیندهای دیگری دو ماده جدید بدست آورد: یکی قهوه‌ای و دیگری سبز.

ماده قهوه ای اکسید هولمیم بود که Cleve آنرا holmia نامید و ماده سبز ، اکسید عنصری ناشناس بود. Cleve این اکسید را thulia نامگذاری کرد و نام عنصر آن ، تولیم ، از کلمه Thule که نام باستانی رومی برای سرزمینی افسانه‌ای در نقطه ای دور دست در شمال ( شاید اسکاندیناوی ) بود، گرفته شده است.
پیدایــــــــــش
این عنصر هرگز در طبیعت به شکل خالص وجود ندارد، اما در مواد معدنی و همراه سایر عناصر خاکی کمیاب به مقدار کم یافت می‌شود. عمدتا" بوسیله جابجایی یونی از کانی‌های مونازیت ( 0,007% تولیم ) که در شن رودخانه‌ها وجود دارد، استخراج می‌شود.

فن‌آوریهای استخراج و جابجایی یونی جدیدتر ، موجب جداسازی آسان‌تر عناصر خاکی کمیاب شده که هزینه تولید تولیم را کاهش داده است. این فلز را می‌توان باروش کاهش اکسید آن بوسیله فلز لانتانیم یا بوسیله کاهش کلسیم در ظروف در بسته تهیه کرد. هیچکدام از ترکیبات تولیم از نظر تجاری مهم نیستند.
کاربردهـــــــــا
از تولیم برای تولید لیزر استفاده می‌شده است، اما هزینه‌های بسیار زیاد تولید ، مانع از گسترش سایر کاربردهای تجاری آن شده است. کاربردهای بالقوه آن ، عبارتند از:


* وقتی تولیم پایدار ( Tm-169 ) در رآکتور اتمی بمباران می‌شود، از آن به بعد می‌تواند بعنوان یک منبع تابشی در وسایل قابل حمل اشعه ایکس بکار رود.
* احتمالا" ایزوتوپ ناپایدار Tm-171 می‌تواند بعنوان یک منبع انرژی مورد استفاده قرار گیرد.
* Tm-169 دارای کاربرد بالقوه در مواد مغناطیسی سرامیکی به نام فریت است که در وسایل مایکرو ویو بکــار می‌روند.

ایزوتوپهـــــــا
تولیم بطور طبیعی دارای یک ایزوتوپ پایدار Tm-169 ( فراوانی طبیعی 100% ) و 31 رادیوایزوتوپ است که پایدارترین آنها تولیم 171 با نیمه عمر 1,92 سال ، تولیم 170 با نیمه عمر 128,6 روز ، تولیم 168 با نیمه عمر 93,1 روز و تولیم 167 با نیمه عمر 9,25 روز می‌باشند. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو ، نیمه عمری کمتر از 64 ساعت دارند و نیمه عمر اکثر آنها نیز کمتر از 2 دقیقه است. این عنصر دارای 14 حالت متا می‌باشد..

حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ پایدار Tm-169 جذب الکترون و حالت اولیه پس از آن ، ارسال بتا می‌باشد. محصول فروپاشی اولیه قبل از Tm-169 ایزوتوپهای عنصر 68( اربیم ) و محصول اولیه پس از آن ایزوتوپهای عنصر 70 ( ایتربیم ) هستند.
هشدارهــــــــا
تولیم دارای میزان مسمومیت‌زایی بین ضعیف تا متوسط است و باید با آن با احتیاط رفتار شود. تولیم فلزی به شکل پودر از نظر انفجار و آتش‌زایی خطرناک می‌باشد.

Ytterbium

ایتربیم یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Yb و عدد اتمی آن 70 می‌باشد. فلزی سبک و براق است که از عناصر کمیاب زمین بوده و در گروه لانتانیدها قرار دارد و در معادن Monazite ، Gadolinite و xenotime یافت می‌شود. گاهی اوقات از این عنصر با ایترویم و دیگر عناصر هم خانواده‌اش در فلزات خاصی استفاده می‌شود. ایتربیوم مخلوطی از هفت ایزوتوپ پایدار است.
تاریخچه
ایتربیوم از کلمه Ytterby گرفته شده که شهری در سوئد بوده است و توسط شیمیدان سوئدی به نام "Jean de Margnac" در سال 1878 کشف شد. Marignac ترکیب جدیدی در زمین پیدا کرد و آنرا به عنوان Erbia شناخت و نامش را Ytterbia گذاشت. او تصور میکرد که Ytterbia جزئی از عنصر جدیدی است که Ytterbium نام دارد که در واقع اولین عنصر کمیابی بود که کشف شده بود.

در سال 1907 ، شیمیدان فرانسوی به نام "Georges Urbain Ytterbia" که Marignac را کشف کرده بود، آن را به دو قسمت Neoytterbia و lutecia تقسیم کرد. Neoytterbia بعدا به عنوان عنصر Yetterbium و lutecia به عنوان عنصر Lutetium شناخته شدند. در همان زمان "Auer von Welsbach" این عناصر را از Ytterbia جدا کرده و آنها را Aldebaranium و Cassiopeium نامید. خصوصیات شمیایی و فیزیکی Ytterbium تا سال 1953 که ایتربیوم خالص تولید شد، مشخص نشده بود.
پیدایش
ایتربیوم به همراه عناصر کمیاب دیگر در زمین و در معادن کمیاب یافت می‌شود. این عنصر به صورت اقتصادی از خاک monazite که حاوی %0.03 ایتربیوم است، استخراج می‌شود. این عنصر همچنین در Euxenite و Xenotime پیدا می‌شود. جدا کردن ایتربیوم از دیگر عناصر کمیاب بسیار دشوار است، اما روشهای تبادل یونی و استخراج حلالها که در قرن 20 سازماندهی شده، این جدا سازی را آسان کرده است. ترکیبات ایتربیوم بسیار کمیابند.
خصوصیات قابل توجه
ایتریبیم عنصری سبک و چکش خوار و شکل‌پذیر هادی است که بسیار پُرجلوه و براق است. این عنصر کمیاب بسیار ضربه‌پذیر بوده و به‌راحتی در اسیدهای معدنی حل میشود و به‌آرامی با آب واکنش داده و در هوا اکسید می‌شود. ایتربیم دارای سه گونه آلفا ، بتا و گاما بوده و در دمای 13- و 759+ درجه تغییر شکل می‌دهد. حالت بتا در دمای اطاق بوجود می‌آید که ساختار کریستالی Face-Centered دارد و این در حالی است که گاما که در دمای بالا شکل می‌گیرد، دارای ساختار کریستالی Body-Centered می‌باشد.

بطور معمول حالت بتا شبیه به فلزی است که رسانای جریان الکتریسیته است که وقتی در فشار 1600 اتمسفر قرار می‌گیرد، نیمه رسانا می‌شود. در فشار 39000 اتمسفر ، مقاومت الکتریکی آن ده برابر می‌شود، اما در فشار 40000 اتمسفر ناگهان به 10% مقاومت الکتریکی آن در دمای اتاق افت می‌کند.
کاربردها
در زمانی که الکتریسیته در دسترس نبود، یکی از ایزوتوپهای ایتربیوم به‌عنوان جانشین منبع رادیو اکتیو برای ماشینهای دستی که با اشعه x کار می‌کند، استفاده می‌شد. این فلز می‌تواند برای اصلاح پالودگی مقاوم کردن و خصوصیات مکانیکی دیگر مثل ضد زنگ بکار برده شود. برخی از آلیاژهای ایتربیوم در دندانپزشکی استفاده می‌شوند. این عنصر استفاده‌های دیگری نیز دارد.
ایزوتوپها
ایتریوم طبیعی از هفت ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است که عبارتند از: , Yb-168,Yb-170, Yb-171, Yb-172, Yb-173, Yb-174, وYb-176 که Yb-174 فراوان ترین ایزوتوپ (31.8% فراوانی طبیعی) آن می‌باشد. برای این عنصر 22 ایزوتوپ رادیو اکتیو شناسای شده است که پایدارترین آنها Yb-169 با نیمه عمر 32.026 روز و Yb-175 با نیمه عمر 4.185 روز و Yb-166 با نیمه عمر 56.7 ساعت می‌باشند. بقیه ایزوتوپهای رادیو اکتیوی آن نیمه عمری کمتر از 2 ساعت داشته که نیمه عمر بیشتر آنها کمتر از 20 دقیقه است. این عنصر همچنین 6 حالت متا دارد که پایدارترین آن Yb-169m t46 Seconds می‌باشد.

ایزوتوپهای ایتربیم به صورت وزن اتمی از (Yb177)150.955 تا (Yb-780)179.952 مرتب شده‌اند. حالت decay اولیه بعد از فراوان‌ترین ایزوتوپ Yb-174 الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن حذف بتا می‌باشد. محصولات decay اولیه قبل از Yb-174 ایزوتوپهای عنصر 69 یعنی تالیوم محصول اولیه بعد از آن ایزوتوپهای عنصر 71 لوتتیوم می‌باشد.
هشدارها
اگرچه ایتربیوم نسبتا پایدار است، اما با این وجود باید در ظرف بسته نگهداری شود تا در برابر هوا و رطوبت در امان باشد. تمام ترکیبات ایتربیوم بسیار سمی هستند، اگرچه تحقیقات اولیه نشان داده بود که خطر بسیار کمی دارند. ترکیبات ایتربیوم سبب ناراحتی‌های پوستی و چشم می‌شود و ممکن است Teratogenic باشد. ذره‌های ایتربیوم موجب بوجود آمدن خطرات آتش سوزی و انفجار می‌شود.

توریم

توریم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Th و عدد اتمی 90 می‌باشد.
تاریخچـــــــه
"Jons Jacob Berzelius" شیمیدان سوئدی ، در سال 1828 توریم را کشف نمود و نام آنرا از نام Thor خدای نورس جنگ برگرفت. این فلز تا قبل از اختراع توری چراغ در سال 1885 هیچگونه کاربردی نداشت.
پیدایــــــــش


img/daneshnameh_up/e/e8/180pxMonaziteUSGOV.jpg

توریم در بیشتر سنگها و خاکها در مقادیر بسیار کم وجود دارد و فراوانی آن سه برابر اورانیوم بوده ، تقریبا" به اندازه سرب متداول است. معمولا" خاک ، محتوی تقریبا" 6ppm توریم است. این عنصر در کانی‌های زیادی وجود دارد که رایج ترین آنها ماده معدنی فسفات توریم خاکی و کمیاب ( مونازیت ) است که حاوی تقریبا" بیش از 12% اکسید توریم می‌باشد. اندوخته‌های زیادی از این عنصر در چندین کشور وجود دارد.

توریم 232 بسیار آهسته فروپاش می‌شود ( نیم عمر آن تقریبا" سه برابر عمر زمین است)؛ ولی سایر ایزوتوپهای آن در زنجیره فرسایش خود و اورانیم وجود دارند. بیشتر این ایزوتوپها کم‌عمر هستند و لذا خیلی بیشتر از Th-232 رادیواکتیو می‌باشند، اگرچه در مقیاسهای زیاد کم‌اهمیت هستند.
خصوصیات قابل توجه
توریم ، فلزی طبیعی و تا حدی رادیواکتیو می‌باشد. شکل خالص این عنصر ، فلزی نقره‌ای رنگ است که درخشش خود را برای چند ماه حفظ می‌کند. با این حال اگر در معرض هوا اکسید شود، به‌آرامی کدر شده ، به رنگ خاکستری و در نهایت سیاه در می‌آید.

اکسید توریم ( ThO2) که توریا نامیـــــــده می‌شود، دارای یکی از بالاترین نقاط جوش در بین تمامی اکسیدهــــــا می‌باشد ( 3300درجه سانتی‌گراد ). اگرفلز توریم را در هوا حرارت دهند، محترق شده و با نور درخشان سفید رنگی می‌سوزد.
کاربردهـــا

* در توری چراغهای گازی قابل حمل استفاده می‌شود. این توری‌ها درصورتی‌که در شعله گاز گرم شوند، نور خیره کننده ای تولید می‌کنند.

* بعنوان عنصری آلیاژ ساز در منیزیم ، موجب تقسیم نیروهای شدید و افزایش مقاومت در دماهای بالا می‌شود.

* از توریم برای پوشش سیمهای تنگستن در وسایل الکترونیکی استفاده می‌شود.

* از توریم ، در ساخت الکترودهای جوشکاری و سرامیکهای مقاوم در حرارتهای زیاد استفاده می‌گردد.

* اکسید آن برای کنترل اندازه تنگستن موجود در لامپها کاربرد دارد.

* اکسید آن در کوره های گداز بسیار داغ آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

* افزودن اکسید توریم به شیشه ، موجب افزایش ضریب شکست و کاهش پراکندگی نور می‌شود؛ در نتیجه از آنها در لنزهای کیفیت بالای دوربین و ابزارهای علمی بهره می‌برند.

* از اکسید توریم بعنوان کاتالیزور استفاده می‌شود:

o در تبدیل آمونیاک به اسید نیتریک
o در کراکینگ بنزین
o در تولید اسید سولفوریک

* قدمت سنجی بوسیله اورانیم – توریم برای تعیین قدمت فسیلهای انسان کاربرد داشته است.

* بعنوان ماده ای بارورکننده برای تولید سوخت هسته‌ای کاربرد دارد.

نقش بیولوژیکی
این عنصر هیچگونه نقش بیولوژیکی شناخته شده ای ندارد.
توریم بعنوان یک سوخت اتمی
از توریم و اورانیم می‌توان بعنوان سوخت در رآکتور اتمی استفاده کرد. اگرچه خود توریم 232 شکافش‌پذیر نیست، برای تولید اورانیم 233 شکافش‌پذیر ، نوترونهای کم‌سرعت را جذب می‌کند. بنابراین مانند اورانیم 238 بارورکننده می‌باشد. از یک جنبه مهم اورانیم 233 از اورانیم 235و پلوتونیم 239 بهتر است و علت آن ، قدرت جذب بیشتر نوترون می‌باشد. بنابراین می‌توان با مواد شکافش‌پذیر دیگر ( اورانیم 235 یا پلوتونیم 239 ) یک چرخه زایا مشابه اورانیم 238 و پلوتونیم ( در رآکتورهای نوترون کم‌سرعت ) اما بسیار کارآمدتر ایجاد نمود.

توریم 233 برای تبدیل به توریم 233 یک نوترون جذب می‌کند که معمولا" توریم 233 به‌صورت پروتاکتینیم 233 و بعد اورانیم 233 فروپاش می‌شود. سپس این سوخت ساطع شده می‌تواند از رآکتور تخلیه شود، اورانیم 233 از توریم جدا شده ، بصورت بخشی از یک چرخه سوخت بسته وارد رآکتور دیگری می‌شود.

مشکلی که درمورد هزینه گران تولید سوخت وجود دارد، تا حدی به‌علت رادیواکتیویته اورانیوم 233 است که همیشه به مقادیر کمی اورانیوم 232 آلوده است؛ مشکل مشابهی که در بازیافت توریم وجود دارد، به‌سبب خاصیت رادیواکتیو زیاد توریم 228 ، خطر تکثیر اورانیم 233 بعضی سلاحها و مشکلات فنی ( که هنوز هم بطور موثر حل نشده‌اند ) در بازآفرینی می‌باشد.

قبل از تبدیل چرخه سوخت توریم بصورت تجاری ، تلاشهای زیادی باید انجام پذیرند و ظاهرا" انجام این تلاشها تا زمانیکه اورانیوم فراوان وجود دارد بعید به نظر می‌رسند. با این وجود ، چرخه سوخت توریم ، با توانایی خود برای تولید سوخت غنی شده بدون نیاز به رآکتورهای نوترون پر سرعت ، پتانسیل دراز مدت قابل توجهی را در اختیار دارد.

توریم بطرز چشمگیری فراوان‌تر از اورانیم است و این عامل بسیار مهمی در حفظ انرژی هسته‌ای به حساب می‌آید. هند منابع عظیمی از توریم را در اختیار دارد و لذا با پایان دادن به اورانیوم بعنوان ماده ای ورودی ، برنامه‌های اتمی خود را برای استفاده صرفا" توریم طراحی کرده است. این طرح دشوار مستلزم هر دو رآکتورهای بارور حرارتی و سرعتی می‌باشد.
ایزوتوپهــــــا
توریم بطور طبیعی دارای یک ایزوتوپ پایدار Th-232 و 25 رادیوایزوتوپ می‌باشد که فراوان‌ترین یا پایدارترین آنها توریم 232 با نیم عمر 14,05 میلیارد سال ، توریم 230 با نیمه عمر 75380 سال ، توریم229 با نیمه عمر 7340 سال و توریم 228 با نیمه عمر 1,92 سال هستند. مابقی ایزوتوپهای آن ، دارای نیمه عمری کمتر از 30 روز هستند که اکثر آنها نیمه عمرشان کمتر از 10 دقیقه است. همچنین توریم دارای 1 حالت متا است. ایزوتوپهای توریم از نظر وزن اتمی بین amu 212 (توریم 212) و amu 236(توریم 236) قرار دارند.
هشدارهــــــــا
فلز توریم پودر شده اغلب آتش‌زا می باشد و باید با احتیاط با آن کار شود. توریم با تولید نهایی تورون که ایزوتوپی از رادون می‌باشد ( Ra-220 ) فروپاشیده می‌شود. گاز رادون خطر تابش دارد، لذا تهویه مناسب مکانی که در آن توریم نگهداری یا با آن کار می‌شود، ضروری است. تماس با توریم درهوا خطر ابتلا به سرطانهای ریه ، پانکراس و خون را افزایش می‌دهد. تماس درونی با این عنصر خطر ابتلا به بیماری‌های کبدی را در پی دارد.

پروتاکتینیوم

پروتاکتینیوم یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Pa و عدد اتمی آن 91 می‌باشد.
تاریخچه
پروتاکتینیوم ، برای اولین بار در سال 1913، زمانی‌که "Kasimir Fajans" و " O.H. Goong" به هنگام تحقیقات خود در تجزیه U238 به ایزوتوپ Pa234 که نیمه عمر بسیار پایین 1.17 ثانیه داشت مواجه شدند، شناخته شد. آنها به این عنصر جدید نام برویوم را دادند این عنصر در سال 1918 هنگامی که دو گروه از دانشمندان "Otto Hahn" و "Lise Meitner" از آلمان و "Fredrick Soddy" و "John Cranston" از بریتانیای کبیر به‌طور جداگانه آن را کشف کردند، به پروتاکتینیوم تبدیل شد و در سال 1949 به پروتاکتینیوم تغییر یافت.

در سال 1927، "Aristid V. Grosse" توانست دو میلی‌گرم Pa205 بدست آورد. وی در سال 1934 برای اولین بار توانست پروتاکتینیوم را از 0.1 میلی گرم Pa2O5 جدا کند. او این عمل را از تبدیل اکسید به یک ید و سپس شکافتن آن در خلاء توسط عمل گرمادهی الکترونیکی انجام داد.

در سال 1961، سازمان انرژی اتمی بریتانیای کبیر توانست 125 گرم پروتاکتینوم خالص تولید کند. این عمل با پردازش 60 تن مواد زائد در 12 مرحله انجام شد و هزینه ای معادل 500000 دلار را در برداشت. سالیان سال این تنها منبع پروتاکتینیوم جهان به شمار می‌رفت. اخیرا گذارش شده است که هر گرم از این فلز به مبلغی معادل 2800 دلار به آزمایشگاه‌ها فروخته شده است.
خصوصیات قابل توجه
پروتاکتینیوم ، یک فلز نقره‌ای رنگ می‌باشد که از گروه آستینیدها بوده ، درخشندگی و براقی را در هوا از خود به‌جا می‌گذارد. این عنصر در دمای زیر 1.4k به‌شدت رسانای جریان الکتریسیته می‌باشد.
کاربردها
به‌علت خاصیت رادیواکتیوی ، سمی بودن و کمیابی این عنصر ، به غیر از تحقیقات علمی استفاده چندانی از این عنصر نمی‌شود.
نقش بیولوژیکی
پروتاکتینیوم هیچگونه نقش بیولوژیکی ندارد.
پیدایش
پروتاکتینیوم در Pitchblende به مقدار حدودا یک در هر 231Pa قسمت از معادن اورانیت بوجود می‌آید. معادن زئیر حدودا 3ppm پروتاکتینیوم دارند.
ترکیبات
ترکیبات شناخته شده پروتاکتینیوم عبارتند از:


* Fluorides
o PaF4
o PaF5
* Chlorides
o PaCl4
o PaCl5
* Bromides
o PaBr4
o PaBr5
* Iodides
o PaI3
o PaI4
o PaI5
* Oxides
o PaO
o PaO2
o Pa2O5

ایزوتوپها
29 ایزوتوپ رادیو اکتیو برای پروتاکتینیوم شناخته شده‌اند که پایدارترین آنها Pa231 با نیمه عمر 32760 سال ، Pa233 با نیمه عمر 26.967 روز و Pa230 با نیمه عمر17.4 روز می‌باشند. تمام ایزوتوپهای رادیو اکتیو دیگر آن نیمه عمر کمتر از 1.6 روز داشته ، بیشتر آنها نیمه عمر کمتر از 1.8ثانیه دارند.

حالت Decay اولیه قبل از ایزوتوپ پایدار pa231 Alpha Decay می‌باشد و حالت اولیه بعد از آن Beta Minus Decay است. محصولات decay اولیه قبل از Pa-231 ایزوتوپهای عنصر Actinium و محصولات اولیه بعد از آن ، ایزوتوپهای عنصر اورانیوم می‌باشند.
هشدارها
پروتاکتینیوم به‌شدت سمی و رادیو اکتیو می‌باشد و کار کردن با آن درست همانند کار کردن با پلوتونیم مراقبتهای زیادی را می‌طلبد.

اورانیوم

اورانیوم یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن ، U و عدد اتمی آن 92 می‌باشد. اورانیوم که یک عنصر سنگین ، سمی ، فلزی ، رادیواکتیو و براق به رنگ سفید مایل به نقره‌ای می‌باشد، به گروه آکتیندها تعلق داشته و ایزوتوپ 235 آن برای سوخت راکتورهای هسته‌ای و سلاحهای هسته‌ای استفاده می‌شود.

معمولا اورانیوم در مقادیر بسیار ناچیز در صخره‌ها ، خاک ، آب ، گیاهان و جانوران از جمله انسان یافت می‌شود.
خصوصیتهای قابل توجه
اورانیوم هنگام عمل پالایش به رنگ سفید مایل به نقره‌ای فلزی با خاصیت رادیواکتیوی ضعیف می‌باشد که کمی از فولاد نرم‌تر است. این فلز چکش‌خار ، رسانای جریان الکتریسیته و کمی Paramagnetic می‌باشد. چگالی اورانیوم 65% بیشتر از چگالیسرب می‌باشد. اگر اورانیوم به‌خوبی جدا شود، بشدت از آب سرد متاثر شده و در برابر هوا اکسید می‌شود. اورانیوم استخراج شده از معادن ، می‌تواند به‌صورت شیمیایی به دی‌اکسید اورانیوم و دیگر گونه‌های قابل استفاده در صنعت تبدیل شود.
گونه‌های اورانیوم در صنعت
اورانیوم در صنعت سه گونه دارد:


* آلفا (Orthohombic) که تا دمای 667.7 درجه پایدار است.

* بتا (Tetragonal) که از دمای 667.7 تا 774.8 درجه پایدار است.

* گاما (Body-centered cubic) که از دمای 774.8 درجه تا نقطه ذوب پایدار است. ( این رساناترین و چکش‌خوارترین گونه اورانیوم می‌باشد.)

دو ایزوتوپ مهم ان U235 و U238> می‌باشند که U235 مهمترین برای راکتورهای و سلاحهای هسته‌ای است. چرا که این ایزوتوپ تنها ایزوتوپی است که طبیعت وجود دارد و در هر مقدار ممکن توسط نوترونهای حرارتی شکافته می‌شود. ایزوتوپ U238 نیز از این جهت مهم است که نوترونها را برای تولید ایزوتوپ رادیواکتیو جذب کرده و آن را به ایزوتوپ Pu239 پلوتونیوم تجزیه می‌کند. ایزوتوپ مصنوعی U233 نیز شکافته شده و توسط بمباران نوترونی Thorium232 بوجود می‌آید.

اورانیوم اولین عنصر یافته شده بود که می‌توانست شکافته شود. برای نمونه با بمباران آرام نوترونی ایزوتوپ U235 آن به ایزوتوپ کوتاه عمر U236 تبدیل شده و بلافاصله به دو هسته کوچکتر تقسیم می‌شود که این عمل انرژی آزاد کرده و نوترونهای بیشتری تولید می‌کند.

اگر این نوترونها توسط هسته U235 دیگری جذب شوند، عملکرد حلقه هسته‌ای دوباره اتفاق می‌افتد و اگر چیزی برای جذب نوترونها وجود نداشته باشد، به حالت انفجاری در می‌آیند. اولین بمب اتمی با این اصل جواب داد (شکاف هسته‌ای). نام دقیقتر برای این بمبها و بمبهای هیدروژنی(آمیزش هسته‌ای) ، سلاحهای هسته‌ای می‌باشد.
کاربردها
فلز اورانیوم بسیار سنگین و پرچگالی می‌باشد.


* اورانیوم خالی توسط بعضی از ارتشها برای ساخت محافظ برای تانکها و ساخت قسمتهایی از موشکها و ادوات جنگی استفاده می‌شود. ارتشها همچنین از اورانیوم غنی‌شده برای سوخت ناوگان خود و زیردریایی‌ها و همچنین سلاحهای هسته‌ای استفاده می‌کنند. سوخت استفاده شده در راکتورهای ناوگان ایالات متحده معمولا اورانیوم U235 غنی شده می‌باشد. اورانیوم موجود در سلاحهای هسته‌ای بشدت غنی می‌شوند که این مقدار بصورت تقریبی 90% می‌باشد.

* مهمترین کاربرد اورانیوم در بخش غیر نظامی تامین سوخت دستگاههای تولید نیروی هسته‌ای است که در آنها سوخت U235 به میزان 2الی3% غنی می‌شود. اورانیوم تخلیه شده در هلیکوپترها و هواپیماها به‌عنوان وزن متقابل بر هر بار استفاده می‌شود.

* لعاب ظروف سفالی از مقدار کمی اورانیوم طبیعی تشکیل شده است ( که داخل فرایند غنی سازی نمی‌شود ) که این عنصر برای اضافه کردن رنگ با آن اضافه می‌شود.

* نیمه عمر طولانی ایزوتوپ اورانیوم 238 آن را برای تخمین سن سنگهای آتشفشانی مناسب میسازد.

* U235 در راکتورهای هسته‌ای Breeder به پلوتونیوم تبدیل می‌شود و پلوتونیوم نیز در ساخت بمبهای هیدروژنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

* استات اورانیوم در شیمی تحلیلی کاربرد دارد.

* برخی از لوازم نوردهنده از اورانیوم و برخی در مواد شیمیایی عکاسی مانند نیترات اورانیوم استفاده می‌کنند.

* معمولا کودهای فسفاتی حاوی مقدار زیادی اورانیوم طبیعی می‌باشند، چرا که مواد کانی که آنها از آنجا گرفته شده‌اند، حاوی مقدار زیادی اورانیوم می‌باشند.

* فلز اورانیوم برای اهداف اشعه ایکس در ساخت این اشعه با انرژی بالا استفاده می‌شود.

* این عنصر در وسایل Interial Guidance و Gyro Compass استفاده می‌شود.

نپتون


نپتون ، یک عنصر ترکیبی جدول تناوبی است که نماد Np و عدد اتمی 93 دارد. این عنصر رادیواکتیو نقره‌ای فلزی اولین عنصر ترانس اورانیک متعلق به گروه آکتنیدها است. نپتون 237 پایدارترین ایزوتوپ آن محصول رآکتورهای هسته‌ای و پلوتون است و می‌تواند به‌عنوان جزئی از تجهیزات آشکارساز نوترون استفاده شود.
تاریخچه
نپتون که ( به خاطر سیاره نپتون نامگذاری شده ) ، برای اولین بار توسط "Edwin McMillan" و "Philip Abelson" در سال 1940 کشف شد. این کشف در آزمایشگاه Berkeley Radiation در دانشگاه Berkeley کالیفرنیا جایی که گروه ، ایزوتوپ Np-239 (با نیمه عمر 2.4 روز) را بوسیله بمباران اورانیوم به‌کمک شتاب دادن نوترونها به روش سیکلوترون تهیه کردند، به وقوع پیوست.

نپتون اولین عنصرترانس اورانیم بود که به‌صورت ترکیبی تهیه شد و به‌عنوان اولین ترانس اورانیم گروه آکتنیدها کشف شد.
پیدایش
مقادیر بسیار ناچیزی از این عنصر در طبیعت به‌عنوان محصول فروپاشی به‌دلیل واکنشهایی در معادن اورانیوم بوجود می‌آید. نپتون با تقلیل NpF3 با باریم و یا بخار لیتیم در دمای 1200 درجه سانتی‌گراد آماده می‌شود و بیشتر اوقات از رها شدن قدرت سوخت هسته‌ای به‌عنوان یک فرآورده در تهیه پلوتون گرفته می‌شود.
خصوصیات قابل توجه
فلز نقره ای نپتون به خوبی واکنش‌دهنده است و به سه حالت ساختاری یافت می‌شود.


* نپتون آلفا ، اورتورومبیک ، جرم حجمی 20.25 گرم بر متر مکعب
* نپتون بتا ( بالای 280 درجه سانتی‌گراد ) ، چهار وجهی ، جرم حجمی 19.36 گرم بر سانتی‌متر مکعب.
* نپتون گاما (بالای 577 درجه سانتی‌گراد) ، مکعبی ، جرم حجمی 18.00 گرم بر سانتی‌متر مکعب.

این عنصر به هنگام محلول بودن ، 4 حالت اکسیداسیون یونی دارد:


* Np+3 ( ارغوانی کمرنگ ) ، نظیریون خاکی کمیاب Pm+3 ، Np+4 ( زرد سبز )
* NpO+2 ( سبز آبی )
* NpO++2 ( صورتی کمرنگ )

که تنها گونه‌هایی را اکسیداسیون می‌کند که در تضاد با خاکهای کمیاب که تنها یونهای (I) , (II) , (IV) را در حالتهای اکسیداسیون نشان می‌دهند، باشند. این عنصر Tri و TetraHalideهایی مانند NpF, NpF3, NpC14 , NpBr3 و NpI3 را شکل داده ، ترکیبات دیگری را که در سیستم اکسیژن – اورانیوم وجود دارد، اکسید می‌کند. (مانند Np3O8 و NpO2)
ایزوتوپها
19 رادیو ایزوتوپ نپتون با پایدارترین آنها Np-237 با نیمه عمر 2.14 میلیون سال ، Np-236 با نیمه عمر 154000 سال و Np-235 با نیمه عمر 396.1 روز مشخص می‌شوند. بقیه ایزوتوپهای رادیو اکتیو آن ، دارای نیمه عمرهای کمتر از 4.5 روز هستند که اکثر آنها نیمه عمرهای کمتر از 50 دقیقه دارند. همچنین این عنصر 4 حالت متا دارد و در حال حاضر پایدارترین ایزوتوپ آن Np-236m با نیمه عمر 22.5 ساعت است.

ایزوتوپهای نپتون با در نظر گرفتن وزن اتمی آنها از 225.0339amu) Np-225) تا Np-244 (244,06amu)مرتب شده‌اند. اولین روش فروپاشی قبل از پایدارترین ایزوتوپ(Np-237) جذب الکترون (با مقدار خوب ارسال آلفا) و اولین روش بعد از ارسال بتا است.

اولین محصولات فروپاشی قبل از Np-237 ایزوتوپهای عنصر 92 (اورانیوم) ، ( اگرچه ارسال آلفا هم عامل تهیه عنصر 91 ، پروتاکتینیم ، است ) و اولین محصولات بعد از ایزوتوپهای عنصر 93 (پلوتونیم) هستند.

پلوتونیم

پلوتونیوم ، یک عنصر شیمیایی رادیواکتیو و فلزی است که نماد آن Pu و عدد اتمی آن 94 می‌باشد. وزن اتمی این عنصر 244.06 بوده ، چگالی آن 19.800 kg/m3 می‌باشد. پلوتونیوم در سال 1940 توسط GlennT.Seaborg ، Edwin McMillan ، Kennedy و Wahl از طریق بمباران دوترونی اورانیوم در سیکلوترون (شتاب دهنده ذرات مدور) Berkeley Radiation Laboratory دانشگاه کالیفرنیا برکلی کشف شد. اما این کشف تا مدتها سری باقی ماند. این عنصر با توجه به کشف سیاره پلوتو که درست بعد از نپتون کشف شد، پلوتونیوم نام گرفت؛ (پلوتون در منظومه شمسی بعد از نپتون قرار دارد).
ایزوتوپها
مهمترین ایزوتوپ پلوتونیوم Pu239 بوده که نیم عمر آن 24200 سال می‌باشد و بدلیل نیمه عمر کوتاه آن ، رد بسیار ناچیزی از پولوتونیم به‌صورت طبیعی در معادن
یافت می‌شود. پلوتونیوم 239 ، در رآکتورهای هسته‌ای از اورانیوم 238 و در مقیاسهای بالا تولید می‌شود.

ایزوتوپ پلوتونیوم 238 ساطع کننده اشعه آلفا می‌باشد که نیمه عمرش 87 سال است. این خصوصیات ، آن را برای استفاده در تولید نیروی برق برای دستگاه‌هایی که می‌بایست بدون نگهداری مستقیم در مقیاسهای زمانی حدودا برابر عمر انسان کار کنند، مناسب می‌کند؛ بنابراین در RTG هائی مانند آنهائی که نیروی کاوشگرهای فضایی Galileo و Cassini را تامین می‌کنند، کاربرد دارد.

همچنین پلوتونیم چهار ظرفیت یونی را در محلولهای آبی از خود نشان می‌دهد
یون +PuO در محلولهای آبی پایدار نیست و تناسبی با 4+Pu و 2+PuO ندارد. 4+Pu می‌تواند +PuO را به 2+PuO تبدیل کرده ، خودش به 3+PuO تبدیل شود و یک +PuO و 3+PuO آزاد کند.

پلوتونیوم ترکیبات دوتایی PuO و PuO2 را با اکسیژن شکل می‌دهد و با هیدراتهای PuF3,PuF4,PuCl3,PuBr3,PuI3 و کربن ، نیتروژن وسیلیکون در ترکیبات متغیر مداخله می‌کند. Puc, PuN, PuSi2 و اکسی هالیدها نیز شناخته شده می‌باشند: PuOCL , PuObr , PuOI.
کاربردها

پلوتونیوم یکی از مواد مهم شکافت هسته‌ای در سلاحهای هسته‌ای پیشرفته می‌باشد. باید احتیاط لازم جهت جلوگیری از جمع شدن مقداری از پلوتونیوم که به جرم بحرانی نزدیک می‌شود، به عمل آورد، چرا که این مقدار از پلوتونیوم خود به خود واکنشهای شیمیایی تولید می‌کند.

بدون توجه به محدود نشدن پلوتونیوم توسط فشار خارجی که برای یک سلاح هسته‌ای لازم است، پلوتونیوم می‌تواند خودش را گرم کرده ، هر چیزی را که پیرامون آن را محدود می‌کند بشکند، جلوگیری شود. شکل ظاهری پلوتونیوم هم در این امر موثر است، بنابراین ، باید از اشکال فشرده مانند کره جلوگیری کرد.

همچنین پلوتونیوم مخصوصا نوع بسیار خالص آن ، آتش‌زا بدوه ، به‌صورت شیمیایی با اکسیژن و آب واکنش می‌دهد که می‌تواند باعث انباشتگی هیدرید پلوتونیوم و یک ترکیب Pyrophoric شود که ماده ای است که در دمای اطاق در هوا می‌سوزد. حجم پلوتونیوم به هنگام ترکیب شدن با اکسیژن بسیار افزایش می‌یابد و می‌تواند ظرف خود را بشکند. بنابر این احتیاطهای لازم برای حمل پلوتونیوم در هر شکل آن ، باید انجام شود و عموما یک اتمسفر خشک و خنثی نیاز می‌باشد.

علاوه بر اینها ، خطرات رادیواکتیوی نیز وجود دارد. خاک اکسید منیزیم موثرترین ماده برای فرو نشاندن آتش پلوتونیوم می‌باشد. آن ماده ، شعله را مانند یک کاهنده دما ( Hit Sink )سرد می‌کند و در عین حال از رسیدن اکسیژن به آن جلوگیری می‌کند. آب نیز در این مورد موثر است. در سال 1962 در Rocky Flats Plant در نزدیکی Boulder, Colorado یک آتش‌سوزی بزرگ پلوتونیومی رخ داد.

پلوتونیوم همچنین در ساخت سلاحهای رادیولوژیکی و ساخت زهرها ( نه الزاما مهلک ) کاربرد دارد. توده‌های انباشته شده پلوتونیوم توسط اتحاد جماهیر شوروی قدیم و ایالات متحده آمریکا بوجود می‌آمد. از پایان جنگ سرد ، تمرکز بر نگرانی از گسترش تکنولوژی هسته‌ای بوجود آمد. در سال 2002 دپارتمان انرژی ایالات متحده 34 تن از مواد پلوتونیوم را که برای ساخت سلاحهای هسته‌ای استفاده می‌شد، از دپارتمان دفاع ایالات متحده گرفت و از اوایل سال 2003 تصمیم گرفت برای خلاصی از این اورانیومها ، به تبدیل چندین نیروگاه هسته‌ای در آمریکا ، از سوخت اورانیوم غنی شده به سوخت MOX اقدام کند.


خطرات
گاهی اوقات از پلوتونیوم با عنوان سمی‌ترین ماده شناخته شده بر انسان نام برده می‌شود و این در حالی است که یک توافق کلی در میان کارشناسان مبنی بر نادرست بودن این مطلب وجود دارد. تا سال 2003 تنها یک مورد مرگ انسان به‌علت مجاورت و ارتباط با پلوتونیوم وجود داشته است. رادیومی که به‌صورت طبیعی بوجود می‌آید، حدودا 200 برابر سمی‌تر از پلوتونیوم است و برخی از Toxinهای آلی مانند سم بوتولین ، میلیاردها برابر سمی‌تر از پلوتونیوم می‌باشند.

به هر حال ،حوادث بحرانی نیز وجود داشته است. حمل بی ملاحظه 6.2 kg پلوتونیوم کروی در Los Alamos در 21 آگوست 1945 ، باعث انتشار دوز مرگبار تشعشع گردید. "Harry Daghlian" دوزی در حدود 510 rem دریافت کرد؛ او 4 هفته بعد درگذشت. مرگ دیگری در سال 1958 در واحد غنی‌سازی اورانیوم Los Alamos روی داد. پلوتونیوم در یک مخزن مخلوط‌کن جمع شده بود. یک بار جدید هم به آن منتقل شد و در نتیجه 8 کیلوگرم پلوتونیوم در مرکز مخزن جمع شد. یک کارگر در معرض تشعشع قرار گرفت و در کمتر از دو روز در گذشت.

حالتهای سمی پلوتونیوم از نظر شیمیایی و رادیو لوژیکی ، باید از خطرات پلوتونیوم متمایز شود. بسیاری از جنبشهای ضد هسته‌ای و در ادامه جنبشهای سیاست سبز از پلوتونیوم به‌عنوان خطرناک‌ترین ماده شناخته شده برای بشریت یاد کرده‌اند و تنها دلیلشان ، نقش مهلک آن در تولید سلاحهای هسته‌ای می‌باشد.

احتمالا اختلاف این دو دیدگاه است که باعث گزافه‌گویی‌های احساسی در خصوص سمی بودن پلوتونیوم می‌شود. در سال 1989 نوشته ای از "Bernard L. Cohen" اینگونه بیان می کند که:

«« خطرات پلوتونیوم خیلی آشکارتر و راحت‌تر از خطرات ناشی از مواد افزودنی به غذاها و همچنین حشره کشها فهمیده می‌شوند و در مقایسه تنها یک مرگ در هر 300 سال می‌تواند کم‌مایه بودن این نظر را اثبات کند. علی‌رغم حقایق شناخته شده بر جامعه علمی افسانه سمی بودن پلوتونیوم همچنان ادامه دارد.»»

بنابراین هیچ گونه شک و تریدی وجود ندارد که پلوتونیوم در صورت استفاده نادرست می‌تواند بسیار خطرناک باشد. پرتوی آلفا که پلوتونیوم از خود ساطع میکند نمی‌تواند به پوست نفوذ کند، اما می‌تواند به اندامهای داخلی در صورت تنفس و یا خوردن پلوتونیوم آسیب برساند. ذرات بسیار کوچک پلوتونیم در صورت تنفس و رسیدن به ریه‌ها می‌تواند باعث بوجود آمدن سرطان ریه شود. مواد دیگر از جمله ricin ، سم botulinum و سم tetanum در دوزهائی کمتر از یک میلی‌گرم ، می‌توانند کشنده باشند، بنابراین پلوتونیوم از این نظر غیر عادی نیست.

مقادیر قابل توجه بیشتر آن ، در صورت بلع یا تنفس ، می‌تواند باعث بوجود آمدن مسمومیت رادیویی حاد و مرگ شخص شود. با این وجود ، تاکنون هیچ مورد مرگ به‌علت خوردن و یا تنفس پلوتونیوم دیده نشده و بسیاری از مردم مقدار قابل توجهی پلوتونیوم در بدن خود دارند.
خصوصیات
این فلز ظاهری نقره‌ای رنگ دارد و هنگامی که اکسید می‌شود، رنگش تا حدی به زرد تیره می‌گراید. اگر مقدار زیادی از پلوتونیوم در جایی جمع شود، به قدری گرم می‌شود که نمی‌توان آن را لمس کرد و دلیل آن نیز ساطع کردن انرژی آلفا می‌باشد. مقادیر بیشتر گرمای لازم را برای جوشاندن آب بوجود می‌آورد. این فلز به‌سرعت در اسید هیدرویدیک یا اسید پرکلریک غلیظ ، حل می‌شود. این فلز شش حالت آلوتروپی Allotropic با ساختارهای بلورین گوناگون از خود نشان می‌دهد که چگالی آنها از 16.00 تا 19.86 تغییر می‌کند.

آمریکیوم


آمریکیوم ( آمریسیوم ) ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Am و عدد اتمی 95 وجود دارد. تمام ایزوتوپهای این عنصر مصنوعی رادیو اکتیو هستند. این عنصر به گروه اکتینیدها تعلق دارد. این عنصر با قرینه‌سازی Americas و Europium نامگذاری شد.
تاریخچه اکتشاف
آمریکیوم ، چهارمین عنصر ترا اورانیمی بود که کشف شد. ایزوتوپ Am-24 توسط "گلن تی سیبورک" ، "جیمز مورگان" و "آلبرت گیورسو" اواخر سال 1944 هنگام جنگ در آزمایشگاه متالوژی دانشگاه شیکاگو و در نتیجه واکنشهای جذب نوترون پی در پی توسط ایزوتوپهای پلوتونیوم در راکتورهای اتمی شناخته شد.
خصوصیات
درخشش فلز آمریکیوم تازه تهیه شده از پلوتونیوم یا نپتونیومی که با همین روش تهیه شده ، سفید و براقتر است. ظاهرا این عنصر انعطاف‌پذیرتر از اورانیوم یا نپتونیوم است و در هوای خشک با درجه حرارت اتاق به‌کندی کدر می‌شود. با آمریکیوم باید با دقت زیادی رفتار شود تا از آلودگی انسانی جلوگیری گردد. فعالیت آلفا از Am-241 تقریبا سه برابر رادیوم است. وقتی با مقدار گرمی Am-241 سروکار داریم، فعالیت شدید گاما ما را در معرض مشکلات جدی قرار می‌دهد.
کاربرد
Am-241 بعنوان منبعی قابل حمل برای رادیوگرافی گاما بکار رفته است. مقدار جزئی از آمریکیوم 241 برای اندازه گیری ضخامت شیشه در این صنعت و بعنوان منبعی برای یونیزاسیون دستگاههای اعلام حریق مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کوریوم

کوریم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Cm و عدد اتمی 96 وجود دارد. نام آن را از نام پیر و ماری کوری اقتباس کرده‌اند. اگر چه این عنصر در سیستم تناوبی بعد از آمریکیوم قرار دارد، در واقع قبل از آمریکیم شناخته شد و سومین عنصر ترا اورانیوم کشف شده به‌حساب می‌آید.
تاریخچه اکتشاف
Glenn Seaborge ، James و Albert Ghiorso سال 1944 زمان جنگ در آزمایشگاه متالوژی شیکاگو این عنصر را بوسیله بمباران Pu-239 با یون هلیم در سیکلوترون 60 اینچ آزمایشگاه تشعشعی برکلی کشف کردند. سال1947برای اولین بار ،Werner و Perlman مقدار قابل مشـاهده (30 میلی‌گرم ) Cm-242 را به‌صورت هیدروکسید در دانشگاه کالیفرنیا – برکلی به‌صورت خالص جداسازی کردند.

Crane ، Wallmann و Cunningham در سال 1950 متوجه شدند که قابلیت مغناطیسی نمونه‌های میکرو گرمی CmF3 برابر با GdF3 می‌باشد. این مسئله یک دلیل تجربی قاطع برای اختصاص ساختاری الکترونیکی به 3+Cm ارائه می‌دهد. در سال برای اولین بار ، کوریم به شکل اصلی ( عنصری ) توسط همان کارگران تهیه شد.
ایزوتوپها
چهارده ایزوتوپ برای کوریم شناخته شده است. پایدارترین این ایزوتوپها Cm-247 با نیمه عمر 16 میلیون سال می‌باشد و در مقایسه با عمر زمین به قدری کوتاه است که به نظر می‌رسد تمام کوریمهای اولیه باید سالهای بسیار دور از صحنه طبیعت ناپدید شده باشند. به‌علت زنجیره جذب نوترون و فروپاشیهای اشعه بتا که توسط شار ضعیف نوترونهای موجود درکانی‌های اورانیوم انجام می‌شود، احتمال حضور مقادیر بسیار کم کوریم در منابع اورانیوم طبیعی وجود دارد.

به هر حال ، وجود کوریم طبیعی هرگز مورد مکاشفه صورت نگرفته است. Cm-242 و Cm-244 در مقادیر مولتی گرمی یافت می‌شوند. Cm-248 تنها به‌صورت مقادیر میلی گرمی تولید شده است.
خواص
کوریم از برخی جهات شبیه گادولینیم است ( همساخت زمینی کمیاب آن ). اما کوریم ساختار بلوری پیچیده تری دارد. کوریم به رنگ نقره‌ای ، فعال از نظر شیمیایـــی و نسبت به آلومینیوم مثبت بــــــار تـــــر (electropositive) می‌باشد. بیشتر ترکیبات کوریم سه ظرفیتی ، به رنگ زرد کم‌رنگ هستند.
کاربردها
هر گرم Cm-242 تقریبا" 3 وات انرژی حرارتی تولید می‌کند که این مقدار با نیم وات تولید شده توسط Pu-238 برابر در نظر گرفته می‌شود. این امر موجب استفاده از کوریم بعنوان یکی از منابع تولید برق شده است. در حال حاضر قیمت فروش هر میلی گرم کوریم 100 دلار است.

کوریم ، درون بدن جذب و در استخوانها جمع می‌شود و چون تشعشعات آن موجب اختلال در مکانیسم ساخت گلبولهای قرمز می‌گردد، بنابراین بسیار سمی است.حداکثر مقدار مجاز Cm-244 در انسان ( قابل حل ) معادل 0,3 میکروکوری می‌باشد.

برکلیم

برکلیم ، عنصر شیمیایی است که با نشان Bk و عدد اتمی 97 در جدول تناوبی وجود دارد. این عنصر در دانشگاه برکلی کالیفرنیا تولید و نام آنرا بر اساس نام دانشگاه برکلیم گذاشتند.
تاریخ اکتشاف
برکلیم ، هشتمین عضو گروه اکتنیدها در دسامبر 1949 بوسیله "تامپسون آلبرت گئورسو" و "گلن سیبورگ" کشف گردید و بدین ترتیب پنجمین عنصر ترا اورانیمی تولید شد. این عنصر با بمباران سیکلو ترون مقادیر میلی گرمی Am-241 با یونهای هلیم در آزمایشگاه پرتوهای برکلی تولید شد.
ایزوتوپها
اولین ایزوتوپ تولید شده دارای جرم 243 و نیمه عمر فرسایش 4,5 ساعت بود. تاکنون ده ایزوتوپ شناسایی و تولید شده‌اند. Bk-249 با نیمه عمر 314 روز ، جداسازی مقادیر زیاد برکلیم را ممکن می‌سازد، بطوریکه خصوصیات آنرا می‌توان با مقادیر قابل مشاهده بررسی کرد.
ترکیبات
یکی از اولین مقادیر قابل مشاهده ترکیبی از برکلیم خالص - کلرید برکلیم است که در سال 1962 تولید شد و وزن آن یک میلیاردم گرم است. برکلیم احتمالا" هنوز به شکل اصولی تولید نشده است، اما انتظار می‌رود که فلزی تقره‌ای و قابل حل آسان در اسیدهای معدنی بوده ، در حرارت زیاد فورا" با هوا یا اکسیژن ترکیب شده ، تولید اکسید نماید.

از روش انکسار اشعه X برای شناسایی ترکیبات مختلف استفاده می‌شود. برکلیم همانند سایر عناصر اکتینید در سیستم استخوانی وجود دارد.
کاربرد
این عنصر بعلت چگالی کم ، امروزه هیچگونه کاربرد تجاری یا فنی ندارد.

کالیفرنیم

کالیفرنیم ، ششمین عنصر فرا اورانیوم کشف شده در جدول تناوبی است. این عنصر ، دارای نشان Cf و عدد اتمی 98 می‌باشد.
ریشه لغوی
نام این عنصر از نام ایالت کالیفرنیا و دانشگاه کالیفرنیا – برکلی بر گرفته شده است.
تاریخچه اکتشاف
کشف کالیفرنیم در 17 مارس 1950 بوسیله hompson ، Street ، Albert Ghiorso و Glenn T. Seaborg ، محققان UC برکلی اعلام شد. این عنصر بوسیله بمباران مقادیر میکروگرمی Cm242 با MeV35 یونهای هلیم در سیکلوترون 60 اینچی آزمایشگاه برکلی ایجاد گردید. کالیفرنیم (III) تنها یون پایدار در محلولهای آبی است و تمامی تلاشها برای برای کاهش یا اکسیده کردن کالیفرنیم (III ) با شکست مواجه شده است.
جداسازی
جدا سازی کالیفرنیم به شکل فلزی آن هنوز تحقق نیافته است.
کاربردها
چون کالیفرنیم منبعی غنی از نوترون می‌باشد، انتظار کاربردهای زیادی از آن می‌رود. تا کنون از آن در اندازه‌گیری رطوبت نوترون و در تشخیص لایه‌های حاوی آب و نفت استفاده شده است. کالیفرنیم همچنین بعنوان یک منبع قابل حمل برای کشف فلزاتی نظیر طلا و نقره ، با استفاده از تحلیل فعل و انفعالات موجود در محل بکار می‌رود. امروزه Cf-252 توسط O.R.N.L به قیمت هر میلی‌گرم 10 دلار به فروش می‌رسد.در ماه می سال 1975 بیش از 63 میلی‌گرم از آن تولید و به فروش رسید. یک فرضیه این است که شاید کالیفرنیم در انفجارات ستاره‌ای خاصی بوجود می‌آید، چون فروپاشی رادیو اکتیو Cf-254 ( نیمه عمر 55 روز ) با خصوصیات منحنی‌های نوری چنین انفجاراتی که با تلسکوپ رویت شده است، تطبیق دارد. بهرحال این فرضیه مورد تردید است.
ایزوتوپها
ایزوتوپ Cf-249 از فروپاشی اشعه بتای Bk-249 حاصل می‌شود، درحالی‌که ایزوتوپهای سنگین‌تر بر اثر تابش شدید نوترون در این واکنشها بوجود می‌آیند. ایزوتوپ Cf-252 ( گسیلگر بسیار قوی نوترون ) به‌علت خاصیت رادیواکتیو شدید و برخی کاربردهای خاص معروف است.
هشدارها
یک میکروگرم آن در هر دقیقه 170 میلیون نوترون آزاد می‌کند که خطرات بیولوژیکی جدی را باعث می‌گردد. بنابراین هنگام کار با کالیفرنیم باید از محافظ استفاده کرد.

انشتانیم

انشتانیم ، یک عنصر مصنوعی است که در جدول تناوبی دارای نشان Es و عدد اتمی 99 می‌باشد. این عنصر ، جزء گروه اکتینیدها ،فلزی ،فوق‌العاده رادیواکتیو و ترااورانیوم (هفتمین در دسته) است. انشتانیم با بمباران نوترونی پلوتونیوم تولید شده ، در بقایای اولین آزمایش بمب هیدروژنی کشف شد. نام آن از نام آلبرت انیشتین گرفته شده و هیچ کاربرد شناخته شده ای ندارد. مطالعات تحقیقی با استفاده از ایزوتوپ Es-253 نشان می‌دهد که انشتانیم ، خواص شیمیائی تیپ عناصر سنگین آکتینید سه ظرفیتی را دارد.
تاریخچه
در سال 1952 ، "Albert Ghiorso" در دانشگاه کالیفرنیا – برکلی و گروه دیگری به رهبری "G.R.Choppin" در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس ،برای اولین بار این عنصر را کشف کردند. هر دو گروه مشغول بررسی بقایای نخستین آزمایش بمب هیدروژنی در نوامبر 1952 بودند. آنها ایزوتوپ انشتانیم 253 (نیمه عمر 20،5 روز) را که ماحصل همجوشی هسته‌ای 15 نوترون با اورانیوم-238 ( پس از هفت بار کاهش بتا ) بود، کشف کردند. این یافته‌ها تا سال 1955 به‌علت تنشهای جنگ سرد مخفی نگاه داشته شد.

سال 1961 ، انشتانیم کافی برای جداسازی مقدار ماکروسکپی ایزوتوپ 253 تولید شده بود. وزن این نمونه تقریبا" 0,01 میلی‌گرم بود و با استفاده از ترازوی خاصی اندازه‌گیری شد. ماده تولید شده برای تولید مندلیفیم مورد استفاده قرار گرفت. مقادیر بیشتر انشتانیم توسط High Flux Isotope Reactor متعلق به آزمایشگاه ملی Oak Ridge در تنسی ، توسط بمباران پلوتونیم-239 با نوترون تولید شده است. طی یک برنامه چهار ساله بر تابش و جداسازی شیمیایی که با 1 کیلوگرم ایزوتوپ پلوتونیم آغاز شد، تقریبا" 3 میلی‌گرم انشتانیم بدست آمد.
ایزوتوپها
چهارده رادیوایزوتوپ برای انشتانیم شناخته شده است که پایدارترین آنها Es-252 با نیم عمر 471.7 روز ، Es-254 با نیمه عمر 275.7 روز ، Es-255 با نیمه عمر 39.8 روز و Es-253 با نیمه عمر 20.47 روز می‌باشند. تمام ایزوتوپهای رادیواکتیو دیگر آن ، نیمه عمری کمتر از 40 ساعت دارند و بیشتر این‌ها نیمه عمری کمتر از 30 دقیقه دارند. این عنصر همچنین 3 حالت برانگیختگی دارد که پایدارترین آنها Es-254m با نیمه عمر 39.3 ساعت است. ایزوتوپهای انیشتنیم در بازه وزن اتمی ، از Es-240 با 240.069amu تا Es-257 با 257.069amu قرار دارند.

فرمیم

فرمیم ، یک عنصر مصنوعی است که با نشان Fm و عدد اتمی 100 در جدول تناوبی وجود دارد. عنصری است ترانزورانیک فلزی با رادیواکتیو بالا از سری آکتینیدها. فرمیم با بمباران پلوتونیم توسط نوترون تولید شده است. نام این عنصر از نام "Enrico Fermi" فیزیکدان اتمی گرفته شده است.
خصوصیات قابل توجه
فقط مقادیر بسیار کمی فرمیم تولید یا جداسازی شده ، بنابراین نسبتا چیز کمی درباره خواص شیمیایی آن شناخته شده است. فقط حالت اکسیداسیون III آن به‌صورت محلول آبی وجود دارد. فرمیم 254 و ایزوتوپهای سنگین‌تر آن را می‌توان با بمباران سنگین نوترونی عناصر سبکتر از آن (مخصوصا اورانیوم و پلوتونیم ) تولید کرد.

در طی این فرایند ، قطاری از نوترون‌گیری توام با کاهش بتا ، ایزوتوپهای فرمیم را می‌سازد. شرایط بمباران سنگین نوترونی مورد نیاز برای ایجاد فرمیم در انفجارهای گرما هسته‌ای وجود دارد و قابل تکرار در آزمایشگاه می‌باشد. مانند High Flux Isotope Reactor at Oak Ridge National Laboratory. سنتز عنصر 102 (نوبلیوم) موقعی قطعی شد که فرمیم 250 بطور شیمیائی شناسائی شده بود. کاربرد شناخته شده ای برای فرمیم از تحقیقات بدست نیامده است. فرمیم ، هشتمین عنصر ترانزورانیک می‌باشد.
تاریخچه
فرمیم ( گرفته شده از نام Enrico Fermi ) اولین بار در سال 1952 توسط گروهی به سرپرستی Albert Ghiorso درخلال کار با بقایای انفجار اولین بمب هیدروژنی ، کشف شد.عنصر وقتی ساخته شد که اورانیوم 238 در دما و فشار بسیار بالای ناشی از انفجار با 17 نوترون ترکیب شد (در ضمن 7 کاهش بتا در روند ساخت عنصر اتفاق افتاد ). کار توسط University of California Radiation Laboratory ، Argonne National Laboratory و Los Alamos Scientific Laboratory مورد بازبینی قرار گرفت.

تمام این یافته‌ها به‌علت تنش‌های ناشی از جنگ سرد تا تا سال 1955 سری نگاه داشته شد. در اواخر 1953 و اوایل 1954 یک گروه از موسسه فیزیک نوبل در استکهلم ، اورانیوم 238 را با یونهای اکسیژن 16 بمباران کرد که ماحصل آن ، یک alpha-emitter با وزن اتمی 250 و با 100 پروتون بود ( به عبارت دیگر ، عنصر 250 _100 ). گروه نوبل کشف را اعلام نکرد، اما ایزوتوپی که آنها تولید کردند، بعدها فرمیم 250 شناخته شد.
ایزوتوپها
17 رادیو ایزوتوپ فرمیم شناخته شده‌‌اند که پایدارترین آنها Fm-257 با نیم عمر 100 روز ، Fm-253 با نیمه عمر 3 روز و Fm-252 با نیمه عمر 25.39 ساعت می‌باشند. تمام ایزوتوپهای رادیو اکتیو باقیمانده ، نیمه عمری کمتر از 5.4 ساعت دارند و بیشترین تعداد این‌ها نیمه عمری کمتر از 3 دقیقه دارند. این عنصر یک حالت برانگیختگی هم دارد ، (Fm-250 با نیمه عمر 1.8 ثانیه). ایزوتوپهای فرمیم از نظر وزن اتمی از 242.073 amu تا 259.101 amu یعنی (Fm-259) قرار دارند.

مندلفیم

مندلفیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Md و عدد اتمی 101 فرار دارد. مندلفیم یکی از عناصر شیمیایی مصنوعی و ترااورانیوم محسوب می‌شود که نهمین عنصر ترااورانیم گروه اکتنیدها است.
تاریخچــــــــــــه
نام این عنصر از نام شیمیدان روسی و ابداع کننده جدول تناوبی "Dmitri Mendeleev" گرفته شده است. مندلفیم اولین بار توسط Albert Ghiorso , bernardHarvey , Greg Choppin و Glenn T. Seaborg در اوایل سال 1955 در حین بمباران ایزوتوپ Es-153 با یونهای هلیم در شتاب‌دهنده 60 اینچ آزمایشگاه تابشی برکلی شناسایی شد. ایزوتوپ تولید شده Md-256 با نیم عمر 76 دقیقه بود. اولین شناسایی از آن جهت حائز اهمیت بود که در آن Md-256 به روش یک اتم در هر لحظه تولید شد.
ایزوتوپهـــــــــا
اکنون چهارده ایزوتوپ شناسایی شده و نیم عمر Md-258 ، دو ماه می‌باشد. این ایزوتوپ با بمباران یک ایزوتوپ انشتنیم بوسیله یونهای هلیم تولید می‌گردد و بالاخره برای مشخص نمودن خصوصیات فیزیکی آن باید مقدار کافی Md-258 ساخته شود.
کاربردهـــــا
از Md-256 برای مشخص کردن بعضی از خصوصیات فیزیکی مندلفیم در محلول آبی استفاده می‌شود.
خصوصیات
تجربه نشان می‌دهد این عنصر علاوه بر حالت اکسیداسیون تری‌پازیتیو ( III) که از ویژگیهای عناصر اکتنید است، از حالت اکسیداسیون دی‌پازیتیو ( II ) نسبتا" پایدار نیز برخوردار می‌باشد.

نوبلیم

نوبلیوم یک عنصر مصنوعی جدول تناوبی می‌باشد که نماد آن ، No بوده و عدد اتمی آن 102 است. این عنصر ترانس اورانیم رادیو اکتیو فلزی که در گروه آکتنیدها قرار دارد، به روش بمباران کوریم همراه یونهای کربن بوجود آمده است. این عنصر برای اولین بار توسط یک گروه به رهبری "Albert Ghiorso" و "Glenn T. Seaborg" در سال 1958 شناخته شد.
تاریخچه
نوبلیوم ( به‌خاطر "Alfred Nobel" نامگذاری شد ) برای اولین بار در آوریل 1958 در UC Berkeley توسط A. Ghiorso ، T. Sikkeland ، J.R. Walton و G.T. Seaborg که از یک تکنیک بازگشت پذیری جدید استفاده می‌کردند، کشف شد. در این شیوه از یک شتابدهنده خطی یون سنگین برای بمباران کردن کوریوم با یون کربن 12 برای تولید 102No استفاده شد و بعد به افتخار آلفرد نوبل کاشف دینامیت و به خاطره همنامی با جایزه نوبل ، نوبلیوم نام گرفت.

در سال 1957 محققان در امریکا ، انگلستان و سوئد ، کشف یک ایزوتوپ از عنصر 102 با عمر تجزیه 10 دقیقه را که در نتیجه بمباران 244Cm با (نیمه عمر55 ثانیه) حاصل شده بود، اعلام کردند. بر اساس این تجربه ، نام نوبلیوم توسط Iupac برگزیده شد.

آزمایشات تائیدی در Berkeley ، در سال 1966 ، وجود 102-254 با عمر تجزیه 55 ثانیه و 102-252 با عمر تجزیه 2.3 ثانیه و 102-257 با عمر تجزیه 23 ثانیه را نشان داده است. نوبلیم ، بیشترین عنصری بود که اخیراً در اخبار Harvard هنگامی که "تام لهرر" ، The Elements Song را نوشته بود، آمده بود و از این‌رو عنصری بود که بیشترین عدد اتمی را دارا بود.
خصوصیات قابل توجه
اطلاعات کمی درباره نوبلیم شناخته شده و مقدار بسیار ناچیزی از آن تهیه شده است. این ماده ، به هیچ وجه قابل استفاده در خارج از آزمایشگاه نیست. پایدارترین ایزوتوپ آن No-259 دارای نیم عمر 58 دقیقه می‌باشد و در اثر فروپاشی ، به فرمیم-255 ( در اثر فروپاشی آلفا ) یا به مندلیفیم-259 در اثر جذب الکترون تبدیل می‌شود.
ایزوتوپها
تاکنون 13 رادیو ایزوتوپ از نوبلیم به همراه پایدارترین ایزوتوپهای آن No-259 با نیم عمر 58 دقیقه، NO-255 با نیمه عمر 3.1 دقیقه و No-253 با نیمه عمر 1.7 دقیقه مشخص شده است. بقیه ایزوتوپهای رادیو اکتیو آن ، دارای نیمه عمرهای کمتر از 56 ثانیه هستند که همه این نیمه عمرها کمتر از 2.4 ثانیه است. همچنین این عنصر دارای یک حالت متا No-254m با نیمه عمر 0.28 ثانیه است.
__________________

جدول تناوبی ‌ای که در سایت Ptable قرار داده شده، جدول فوق‌العاده‌ای هم برای دانش ‌آموزان دبیرستانی و هم برای دانشجویان شیمی است، بر خلاف آن جدول تناوبی سنتی‌ ای که در ما در کتاب ‌های درسی می‌دیدیم، این جدول یک جدول پویا و پر از اطلاعات گوناگون در مورد عناصر است.
- اطلاعاتی مثل نقطه ذوب و جوش، ‌الکترونگاتیویتی، سال کشف، فراوانی عنصر، چگالی و ... قابل مشاهده است.
- اربیتال عنصر را می‌توانید ببینید.
- جدول را می توانید به صورت یک فایل PDF ‌دانلود کنید و از آن پرینت بگیرید.
http://www.kamyabonline.com/download...ic%20Table.jpg

کربن

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


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


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

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

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

ویژگیهای قابل توجه

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

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

کاربردهـــــــــا

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

سایر کاربردها :

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

کربن در میله کنترل در رآکتورهای اتمی بکار می رود.

* گرافیت به شکل پودر و سفت شده بعنوان ذغال چوب برای پخت غذا ،در آثار هنری و موارد دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.
* قرصهای ذغال چوب در پزشکی که به صورت قرص یا پودر وجود دارند برای جذب سم از دستگاه گوارشی مورد استفاده اند.

خصوصیات ساختمانی و شیمیایی فولرن به شکل ریزتیوب کربن ، کاربردهای بالقوه امیدوار کننده ای در رشته در حال شکل گیری نانوتکنولوژی ذارد.

تاریخچـــــه

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

اشکال مختلف، ( آلوتروپها)

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

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

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

منبع

جیوه
بیشترین معادن جیوه دنیا در اسپانیا و ایتالیاست و مهمترین سنگ معدن آن سینابار یا سولفور جیوه است با گوگرد و هالوژنها ترکیب می شود اما با اسیدها به جز اسیدنیتریک بی اثر است جیوه و ترکیبات آن توسط پوست و بلعیدن و تنفس جذب بدن می شود ماکسیمم مقدار مجاز بخار جیوه در هوای محیط کار ۱.۰ میلی گرم در متر مکعب و ماکسیمم مقدار جیوه مجاز موجود در ادرار ۳.۰ میلی گرم در لیتر است کلیه ها نقش مهمی در دفع جیوه از راه ادراری دارند ضمن اینکه بیشترین تجمع جیوه در اعضای بدن نیز در کلیه هاست .

رادون
یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Rn و عدد اتمی آن ۸۶ است. این عنصر از گازهای بی اثر و پرتوزا است که توسط رادیوم به وجود میاید.
رادون یکی از سنگین‌ترین گازها است. پایدارترین ایزوتوپ آن Rn۲۲۲ است که نیمه عمرش 8/3 روز است.
تمرکز رادون طبیعی در جو بسیار ناچیز بوده و آبهای طبیعی در تماس با جو همچنان رادون را در عمل تبخیر از دست می‌دهند. بنابر این آبهای زیر زمینی در مقایسه با آبهای سطحی تمرکز بیشتری از رادون ۲۲۲ را در خود دارند به علاوه مناطق اشباع شده یک خاک معمولاً مقدار بیشتری رادون در برابر مناطق اشباع نشده دارند که این به دلیل کمبود انتشار رادون در جو است.
فعالیت های هسته ای انسان سبب افزایش میزان رادون در محیط اطراف ما شده است.
به طور میانگین مقدار گاز رادون در هوا بسیار کم و حدود یک اتم به ازای 1018 اتم از هوای محیط بسته می باشد و در هر یک مایل مربع از خاک به عمق ۶ اینچ یک گرم رادیوم وجود دارد که به رادون تجزیه شده و مقادیر بسیار ناچیزی از این گاز کشنده را در هوا منتشر می‌کند. رادون همچنین در برخی از چشمه‌های آب گرم نیز یافت می‌شود.
ایزوتوپها
برای عنصر رادون ۲۰ ایزوتوپ شناخته شده است. پایدارترین ایزوتوپ رادون، رادون ۲۲۲ است که محصول فروپاشی (ایزوتوپهای دخترخوانده) رادیوم ۲۲۶ است (طی واکنش های پی در پی واپاشی اورانیوم 238) که با نیمه عمر 8/3 روز ذرات آلفا پرتوزا از خود می‌تاباند. رادیوم ۲۲۰ حاصل تجزیه )توریوم) Th232است که تورون نامیده می‌شود که نیمه عمر آن 6/55 ثانیه است و پرتو آلفا از خود بازمی‌تاباند. رادون ۲۱۹ از آکتینیوم (Actinium) گرفته شده و حاصل فروپاشی U235 و آکتینون نامیده می‌شود که تاباننده پرتو آلفا بوده و نیمه عمرش 96/3 ثانیه است.
هشدارها
رادون گازی سرطان زاست. رادون یک ماده پرتوزا است و همیشه باید با احتیاط کامل با آن کار کرد. از آنجا که این عنصر ذرات آلفا از خود می‌تاباند تنفس آن بسیار خطرناک است. همچنین حاصل تجزیه‌ای آن غباری تشکیل می‌دهد که به راحتی وارد جریان هوا شده و برای همیشه در بافتهای شش میچسبد و در یک قسمت از آن به سختی متمرکز می‌شود. انباشتگی رادون در خانه‌ها نیز باعث به وجود آمد نگرانی های زیادی در این رابطه شده است چرا که پرتوگیری ناشی از استنشاق گاز رادون در منازل مسکونی به مراتب بیشتر از پرتوگیری ناشی از سایر پرتوهای طبیعی است و بسیاری از سرطانهای ریه به دلیل ارتباط با گاز رادون در هر سال گزارش می‌شوند. به دلیل نیمه عمر طولانی ٬ رادون می تواند نقش بسیار مهمی در پرتوگیری افراد بازی کند و در حد متوسط %60 قسمت اعظم پرتوگيرى انسان را تشکيل مى‌دهد.
کاربردها
برخی بیمارستانها با انجام عمل پمپاژ گاز رادون از یک منبع رادیومی و ذخیره آن در لوله‌های بسیار کوچک که سوزن یا دانه نامیده می‌شود رادون تولید می‌کنند که در موارد درمانی کاربرد دارد.رادون به دلیل از بین رفتن سریعش در هوا در پژوهش‌های آب‌شناسی برای مطالعه در باره چگونگی واکنش‌ها در آبهای زیرزمینی، جویبارها و رودخانه‌ها استفاده می‌شود.

اینهم یک جدول مندلیف زیبا برای دوستداران شیمی


http://pic.azardl.com/images/05336868392060410320.jpg