1. این پایگاه به ثبت ستاد ساماندهی وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی ایران رسیده است.

    مهمان عزیز سپاس بابت بازدید شما از تالار گفتگوی دهه هفتادی ها.

    عضویت در انجمن رایگان بوده و برای عموم باز میباشد . با صرف 30 ثانیه یکی از اعضای دهه هفتادی ها شوید .

**همه چیز درباره جدول تناوبی و عناصر آن**

شروع موضوع توسط H@M!N ‏Nov 16, 2013 در انجمن رشته های علوم پایه و انسانی

  1. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    برون

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    H@M!N

    577
    915
    244
    آلومینیوم

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

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


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

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

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

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

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

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

    برخی از کاربردهای فراوان آلومینیوم عبارتند از:



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

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

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

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



    Al3+ + 3e ----> Al

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

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

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

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

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

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

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

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

    H@M!N

    577
    915
    244
    گالیم
    گالیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Ga و عدد اتمی 31 می باشد. گالیم فلز پست نرم، کمیاب و نقره ای رنگ است که در حرارت پایین شکننده بوده اما در بالاتر از دمای اطاق به حالت مایع در می آید و واقعا در کف دست می جوشد .این عنصر در مقادیر بسیار کم در سنگ معدن بوکسیت و روی وجود دارد. آرسنید گالیم بعنوان نیمه هادی و بیشتر در دیودهای نور افشان (LED ها)مورد استفاده می باشد.


    خصوصیات قابل توجه

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

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

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

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

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


    کاربردها

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


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

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


    تاریخچه

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





    پیدایش

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

    H@M!N

    577
    915
    244
    ایندیم
    ایندیم عنصر شیمیایی است که با نشان In و عدد اتمی 49 در جدول تناوبی وجود دارد.این فلز حقیقی کمیاب که نرم و چکش خوار بوده وبه راحتی ذوب می شود، از نظر شیمیایی مانند آلومینیم و گالیم است اما از نظر ظاهری بیشتر شبیه روی می باشد(همچنین سنگ معدن روی منبع اولیه ایندیم است).در حال حاضر عمده کاربرد آن در ساخت لایه های نازکی است که از آنها بعنوان لایه های روغن کاری شده استفاده می شود.(در جنگ جهانی دوم بعنوان پوشش چرخ دنده هواپیماهایی که در ارتفاع بالا پرواز می کردند کاربرد زیادی داشت).


    خصوصیات قابل توجه


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


    کاربردهــــــــا


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

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


    تاریخچــــــه


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


    پیدایــــــش





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


    هشدارهـــــــا


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

    H@M!N

    577
    915
    244
    تالیم

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    H@M!N

    577
    915
    244
    کربن
    معنی جایگزین: کربن « کامپیوتر)
    کربن عنصری شیمیائی در جدول تناوبی است ، با نشان C و عدد اتمی 6. کربن عنصری غیر فلزی و فراوان ، چهارظرفیتی ودارای سه صورت مختلف( آلوتروپی ) می باشد:



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

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

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

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


    ویژگیهای قابل توجه

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

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


    کاربردهـــــــــا

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

    سایر کاربردها :

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

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


    تاریخچـــــه

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


    اشکال مختلف، ( آلوتروپها)

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

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

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

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


    پیدایــــــــــش

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


    ترکیبات غیر آلــــــــی
    ( به شیمی آلی هم مراجعه کنید)

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

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

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



    زنجیره کربن

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


    چرخه کربن

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


    ایزوتوپها

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

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


    هشدارها

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

    H@M!N

    577
    915
    244
    سیلیکن

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


    خصوصیات قابل توجه

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


    کاربردها

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


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

    سیلیکن جزء اصلی برخی از فلزات میباشد.

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

    کاربد سیلیکن از مواد ساینده بسیار مهم به شمار میرود.

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

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

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

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

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



    تاریخچه

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


    پیدایش

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

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


    تولید

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

    SiO+ 2C → Si + CO2

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


    پالایش

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


    روشهای فیزیکی

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


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


    روشهای شیمیایی

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

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

    :HSiCl3 → Si + 2HCl + SiCl4

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

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

    :SiCl4 + 2 Zn → Si + 2 ZnCl2


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


    تبلور

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


    ایزوتوپها

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


    هشدارها

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


    اطلاعات دیگر

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

    H@M!N

    577
    915
    244
    ژرمانیم

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


    خصوصیات قابل توجه

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

    تاریخچه

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

    H@M!N

    577
    915
    244
    قلع
    قلع عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Sn وعدد اتمی 50 وجود دارد.این فلز ضعیف چکش خوار و نقره ای که به آسانی در آزمایشهای مربوط به هوا اکسیده نمی شود و در برابر فرسایش مقاوم است ، در بسیاری از آلیاژها وجود داشته و بعنوان پوشش مواد دیگر جهت جلوگیری از فرسایش آنها بکار می رود.قلع را عمدتا" از ماده معدنی کاسی تریت که در آن بصورت اکسید وجود دارد ، بدست می آورند.


    خصوصیات قابل توجه

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


    شکلهای مختلف

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


    کاربردهــــــا

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


    سایر کاربردها :


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


    تاریخچـــــــه

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



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


    پیدایــــــــــش




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


    ایزوتوپهــــــا

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


    هشدارهــــــا

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

    H@M!N

    577
    915
    244
    سرب

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


    خصوصیات قابل توجه


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


    کاربردها


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


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


    تاریخچـــــــه





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


    جداسازی


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

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


    ایزوتوپهــــــــــــا


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


    هشدارهــــــــــا


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

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


    ریشه های کلمــــــه


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

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