-
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.
