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
    اسکاندیم
    اسکاندیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Sc و عدد اتمی 21 میباشد. اسکاندیم که عنصری واسطه ، نرم و نقرهای سفید است، در مواد معدنی کمیاب موجود در اسکاندیناوی وجود داشته ، گاهی اوقات به همراه ایتریم و لانتانیدها بعنوان عنصر خاکی کمیاب طبقهبندی میشود.

    تاریخچــــــه
    اسکاندیم ( واژه لاتین Scandia به معنی اسکاندیناوی ) توسط "Lars Fredrick Nilson" در سال 1879 هنگامیکه او و گروهش مشغول جستجوی فلزات قلیایی خاکی بودند، کشف شد. نیلسون برای کشف عنصر جدید در مواد معدنی euxenite و gadolinite از تحلیل طیفی استفاده نمود. او برای جداسازی این عنصر از 10 کیلوگرم euxenite با باقیمانده سایر عناصر خاکی کمیاب استفاده کرد و تقریباً 2 گرم اکسید اسکاندیم بسیار خالص ( Sc2O3 ) تهیه نمود.

    سال 1869 "Dmitri Mendeleev" با استفاده از قانون تناوبی نسبی عناصر خود ، وجود این عنصر و برخی خصوصیات آن را که ekaboron نامید، پیش بینی نمود. "Per Theodor Cleve" تقریباً همزمان با Nilson اکسید اسکاندیم را کشف کرد، اما بر خلاف نیلسون او اسکاندیم را مشابه ekaboron در نظر گرفت.

    سال 1937 برای اولین بار اسکاندیم فلزی با روش الکترولیز خوش گدازه مذاب پتاسیم ، لیتیم و کلریدهای اسکاندیم در دمای 800-700 درجه سانتیگراد تهیه شد. مفتول تنگستن در حوضچه روی مایع ، الکترودهای دیر گداز گرافیت بودند. اولین پوند از فلز اسکاندیم تا قبل از سال 1960 تولید نشده بود.

    پیدایـــــش
    مواد معدنی کمیاب موجود در اسکاندیناوی و ماداگاسکار از قبیل thortveitite , euxenite و gadolinite تنها منابع شناخته شده این عنصر هستند ( که هرگز بصورت عنصر آزاد یافت نمیشود).

    عنصر 21 ، بیست و سومین عنصر فراوان موجود در خورشید و ستارگان مشابه است اما در روی زمین پنجاهمین عنصر فراوان محسوب میشود. اسکاندیم بطور گسترده ای روی زمین پراکنده است و بصورت مقادیر بسیار ناچیز در بیش از 80 ماده معدنی وجود دارد. ظاهراً رنگ آبی گونه زمرد کبود بریل به سبب اسکاندیم است. این عنصر بخش مهمی از ماده معدنی کمیاب thortveitite است و در پس مانده هایی که پس از استخراج تنگستن از Zinnwald wolframite به جا میماند، وجود دارد.

    Thortveitite منبع اصلی اسکاندیم است. علاوه بر آن ، محصول جانبی مراحل پایانی کارخانه اورانیم نیز منبع مهم دیگری محسوب میشود. اسکاندیم خالص را بصورت تجاری از کاهش فلورید اسکاندیم بوسیله کلسیم تولید میکنند.

    خصوصیات قابل توجه
    اسکاندیم ، عنصری است فلزی ، کمیاب ، نرم ، سیمگون ، سه ظرفیتی و بسیار سبک که اگر در معرض هوا قرار بگیرد، رنگ تا حدی زردفام یا صورتی تولید میکند. این عنصر ، بیش از آلومینیم یا تیتانیم ( که در جدول تناوبی به آن نزدیکتر هستند) به ایتریم و فلزات خاکی کمیاب شبیه است. رایجترین حالت اکسیداسیون اسکاندیم ، 3+ است و این فلز تحت تاثیر مخلوط 1:1 HNO3 و 48% HF قرار نمیگیرد.

    کاربردهــــــــا
    تقریباً سالانه 20 کیلوگرم اسکاندیم در آمریکا ( به شکل Sc2O) برای ساخت نورهای پر تنجش مورد استفاده قرار میگیرد. از ایزوتوپ رادیواکتیو Sc-46 در کراکرهای پالایش نفت بعنوان عامل ترسیم استفاده میشود. درصورت افزودن یدید اسکاندیم به لامپهای بخار جیوه ، یک منبع نوری مصنوعی شبیه نور خورشید و بسیار کارآمد ایجاد میشود که در مکانهای سرپوشیده یا تلویزیونهای رنگی ، شب هنگام کاربرد دارد. همچنین اسکاندیم دارای نقطه ذوبی پایینتر از آلومینیم میباشد و کاربرد احتمالی آن در فضاپیماها تحت بررسی است.

    ایزوتوپهـــــــــا
    اسکاندیم بطور طبیعی دارای 1 ایزوتوپ پایدار (اسکاندیم 45) و 13 رادیوایزوتوپ است که پایدارترین آنها اسکاندیم 46 با نیمه عمر 83,79 روز ، اسکاندیم 47 با نیمه عمر 3,3492 روز و اسکاندیم 48 با نیمه عمر 43,67 ساعت میباشند. مابقی ایزوتوپها دارای نیمه عمرهایی کمتر از 4 ساعت هستند که اکثر آنها نیز نیمه عمری کمتر از 2 دقیقه دارند. این عنصر همچنین دارای 5 حالت متا است که پایدارترین آنها Scm-44( t6/58 ساعت) میباشد.

    ایزوتوپهای اسکاندیم از نظر وزن اتمی بین amu978/39 (اسکاندیم 40) و amu 963/53 (اسکاندیم 54) قرار دارند. حالت فروپاشی اولیه قبل از تنها ایزوتوپ پایدار (اسکاندیم 45) جذب الکترون و حالت اولیه پس از آن انتشار بتا میباشد. محصولات فروپاشی اولیه قبل از اسکاندیم 45 ایزوتوپهای عنصر 20 (کلسیم) هستند و محصولات اولیه پس از آن ایزوتوپهای عنصر 22 (تیتانیم) میباشند.

    هشدارهـــــــا
    پودر فلز اسکاندیم بسیار قابل احتراق بوده ، خطر آتشزایی به همراه دارد.
    نام , علامت اختصاری , شماره Scandium, Sc, 21
    گروه شیمیایی فلز انتقالی
    گروه , تناوب , بلوک 3, 4 , d
    جرم حجمی , سختی 2985 kg/m3 , U/K
    رنگ سفید نقره ای

    خواص اتمی
    وزن اتمی 44.955910 amu
    شعاع اتمی (calc.) 160 «184» pm
    شعاع کووالانسی 144 pm
    شعاع وندروالس اطلاعات موجود نیست
    ساختار الکترونی Ar]3d1 4s2]
    e- بازای هر سطح انرژی 2, 8, 9, 2
    درجه اکسیداسیون (اکسید) 3 (باز ضعیف)
    ساختار کریستالی شش گوش
    خواص فیزیکی
    حالت ماده جامد __)
    نقطه ذوب 1814 K (2806 °F)
    نقطه جوش 3103 K (5126 °F)
    حجم مولی 15.00 ש»10-6 ««متر مکعب بر مول
    گرمای تبخیر 314.2 kJ/mol
    گرمای همجوشی 14.1 kJ/mol
    فشار بخار 22.1 Pa at 1812 K
    سرعت صوت اطلاعات موجود نیست m/s at 293.15 K
    متفرقه
    الکترونگاتیویته 1.36 (درجه پائولینگ)
    ظرفیت گرمایی ویژه 568 J/kg*K
    رسانائی الکتریکی 1.77 106/m اهم
    رسانائی گرمایی 15.8 W/«m*K)
    1st پتانسیل یونیزاسیون 633.1 kJ/mol
    2nd پتانسیل یونیزاسیون 1235.0 kJ/mol
    3rd پتانسیل یونیزاسیون 2388.6 kJ/mol
    4th پتانسیل یونیزاسیون 7090.6 kJ/mol
    5th پتانسیل یونیزاسیون 8843 kJ/mol
    6th پتانسیل یونیزاسیون 10679 kJ/mol
    7th پتانسیل یونیزاسیون 13310 kJ/mol
    8th پتانسیل یونیزاسیون 15250 kJ/mol
    9th پتانسیل یونیزاسیون 17370 kJ/mol
    10th پتانسیل یونیزاسیون 21726 kJ/mol
     
  2. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    ایتریوم
    ایتریوم یکی از عناصر شیمایی جدول تناوبی است که نماد آن Y و عدد اتمی آن 39 میباشد. این عنصر ، فلز انتقالی براق و سفید است. ایتریبیوم در کانیهای عناصر کمیاب خاکی یافت میشود که دو نوع از ترکیبات آن در ساخت رنگ قرمز برای تلویزیونهای رنگی مصرف میشود.

    خصوصیات قابل توجه
    ایتریوم ، فلزی براق ، پُرجلوه و فروزنده و کمیاب است که نسبتا در هوا مقاوم بوده و از نظر شیمیایی شبیه به لانتانیدها میباشد. خردههای این فلز در دمای بالاتر از 400 درجه در هوا مشتعل میشود . اگر ایترویم به ذرات بسیار ریز تقسیم شود، مقاومت خود را در مقابل هوا از دست میدهد. حالت متداول اکسیداسیون این عنصر +3 میباشد.

    کاربردها
    اکسید ایتریوم از مهمترین ترکیبات ایتریوم است که بیشتر در ساخت اروپیم Y7O4 و Y2O3 استفاده میشود که رنگ قرمز لامپ تصویر تلویزیونهای رنگی را تولید میکند.


    اکسید ایترویم همچنین در ساخت گارنت آهن-ایتریوم استفاده میشود که صافیهای مایکروویو بسیار موثری هستند.


    آهن ایترویم ، آلومینیوم و گادولینیوم ، خاصیت مغناطیسی جالبی دارند. Yttrium-iron-garnet بهعنوان فرستنده و پخش کننده انرژی شنوایی بسیار موثر است. Yttrium Aluminum Garnet دارای سختی 8.5 است و همچنین بهخاطر شباهت به الماس بهعنوان سنگ جواهر استفاده میشود.


    مقدار کمی از این عنصر (0.2% تا 0.1) برای کم کردن اندازه دانههای کروبیوم ، مولیبدنوم و زیرکنونیوم استفاده میشود و همچنین در افزایش مقاومت آلومینیوم و منیزیم کاربرد دارد.


    بهعنوان کاتالیزور برای پلیمر کردن گارنت آلومینیوم -ایتریوم ، فلورید لیتیوم ایتریوم و ایتریوم و انادیت در ترکیب دو پنتها مانند نئودیمیوم یا اربیم در لیزرهای مادون قرمز استفاده میشوند.


    این عنصر برای احیا کردن وانادیوم و دیگر غیر فلزان استفاده میشود.


    ایتریوم بهعنوان سازنده چدن گره دار شناخته شده که خاصیت رسانایی آن را افزایش میدهد. (گرافیت در ساخت چدن گره دار گرهها را به هم متراکم میکند تا از پوسته پوسته شدن آن جلوگیری کند.) از آن جا که اکسید ایتریوم ، نقطه ذوب بالاتر پایداری بیشتر و از استنباط کمتری نسبت به شیشه برخوردار است میتواند در فرمول ساخت شیشه و یا سرامیک استفاده شود.
    تاریخچه
    Ytterby که توسط "Johann Gadolin" در سال 1794کشف شد و توسط "Friedrich ohler" در سال 1828 بهعنوان عصاره ناخالص Yttria از عمل احیاء کلرید YCl3 با پتاسیم بدست آمد. Yttria یعنی (Y2O3) اکسید ایتریوم است و توسط "Johan Gadolin" در سال 1794 در معدن Gadolinite در Yetterby کشف شد.

    در سال 1843 ، "Carl Mosander" ثابت کرد که Yttria میتواند به اکسید سه عنصر متفاوت تقسیم شود. Yttria نامی بود که برای مهمترین عنصر استفاده میشد و نام بقیه عناصر Erbia و Terbia بود. معدن سنگی که در نزدیکی دهکده Ytterby واقع شده معادن غیر معمولی زیادی در بردارد که سنگهای کمیاب زمین و دیگر عناصر در آن یافت میشود. عناصر Erbium ، Terbium ، Ytterbium و Yttrium همه از روی نام این معدن نامگذاری شدهاند.

    پیدایش
    این عنصر در بیشتر معادن کمیاب زمین و سنگ معدن اورانیوم یافت میشود، اما هرگز بهصورت طبیعی بهعنوان عنصر آزاد وجود ندارد. ایتریوم بهصورت اقتصادی از خاک Monazite به مقدار 3% Ce ، Po، la و همچنین از Bastnasite به مقدار 0.2% Ce ، La بازیافت میشود. این عنصر توسط عمل تقلیل فلوروئید ایتریوم توسط فلز کلسیم بدست میآید، اما با روشهای دیگر نیز تولید میشود. جدا کردن این فلز از دیگر عناصر کمیاب بسیار سخت است، زیرا هنگام استخراج بهصورت پودر طوسی تیره رنگ میباشد. نمونههای صخرههای قمری از Apollo program حاوی مقادیر زیادی از این عنصر میباشند.

    ایزوتوپها
    ایزوتوپ طبیعی تنها از یک ایزوتوپ 89Y تشکیل شده است. پایدارترین رادیو ایزوتوپ اکتیو Y-88 با نیمه عمر 106.65 روز و Y-91 با نیمه عمر 58.51 روز میباشند. تمام ایزوتوپهای دیگر آن نیمه عمری کمتر از یک روز دارند، بجز Y-87 که نیمه عمر آن 79.8 ساعت است. حالت زوال ایزوتوپی در ایزوتوپهای زیر Y-89 الکترون گیری و حالت بعد از آن حذف بتا میباشد. برای این عنصر 26 ایزوتوپ ناپایدار شناخته شده است.
    Y-90 در موازنه با ایزوتوپ هم خانواده اس استرونیوم 90 که محصول انفجار اتمی میباشد، وجود دارد.

    هشدارها
    اگرچه ترکیباتی که حاوی این عنصر هستند، بسیار سمی میباشند، ولی بهندرت در دسترس آدمی قرار میگیرد. نمک ایتریوم ممکن است سرطانزا باشد. این عنصر بهطور معمول در بافت انسانی وجود ندارد و نقش حیاتی در زندگی آدمی بازی نمیکند.
    نام, علامت اختصاری, شماره Yttrium, Y, 39
    گروه شیمیایی فلز انتقالی
    گروه, تناوب, بلوک 3 «IIIB), 5 , d
    جرم حجمی, سختی 4472 kg/m3, __
    رنگ سفید نقره ای

    خواص اتمی
    وزن اتمی 88.90585 amu
    شعاع اتمی (calc.) 180 (212) pm
    شعاع کووالانسی 162 pm
    شعاع وندروالس no data
    ساختار الکترونی [Kr]4d15s2
    -e بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 9, 2
    درجه اکسیداسیون (اکسید) 3 (باز ضعیف)
    ساختار کریستالی شش گوشه
    خواص فیزیکی
    حالت ماده جامد
    نقطه ذوب 1799 K (2779 °F)
    نقطه جوش 3609 K (6037 °F)
    حجم مولی 19.88 ש)10-6 متر مکعب بر مول
    گرمای تبخیر 363 kJ/mol
    گرمای هم جوشی 11.4 kJ/mol
    ((فشار بخار 5.31 Pa at 1799 K
    سرعت صوت 3300 m/s at 293.15 K
    متفرقه
    الکترونگاتیویته 1.22 (درجه پاولینگ)
    ظرفیت گرمایی ویژه 300 J/kg*K
    رسانائی الکتریکی 1.66 106/m اهم
    رسانائی گرمایی 17.2 W/m*K
    1st پتانسیل یونیزاسیون 600 kJ/mol
    2nd پتانسیل یونیزاسیون 1180 kJ/mol
    3rd پتانسیل یونیزاسیون 1980 kJ/mol
    4th پتانسیل یونیزاسیون 5847 kJ/mol
    5th پتانسیل یونیزاسیون 7430 kJ/mol
    6th پتانسیل یونیزاسیون 8970 kJ/mol
    7th پتانسیل یونیزاسیون 11190 kJ/mol
    8th پتانسیل یونیزاسیون 12450 kJ/mol
    9th پتانسیل یونیزاسیون 14110 kJ/mol
    10th پتانسیل یونیزاسیون 18400 kJ/mol
     
  3. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    لوتتیوم
    لوتتیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Lu و عدد اتمی 71 میباشد. لوتیتم که عنصر فلزی گروه عناصر خاکی کمیاب است، در طبیعت معمولا" به همرا ه ایتریم یافت میشود و گاهی اوقات در آلیاژهای فلزی بکار رفته و در فرآیندهای مختلف ، نقش کاتالیزور دارد.

    تاریخچـــــــــه
    لوتیتم ( از واژه لاتین Lutetia به معنی پاریس) در سال 1907 توسط "Georges Urbain" شیمیدان فرانسوی و "Baron Carol Auer von Welsbach" کانیشناس اتریشی مستقلا" کشف شد. هر دوی آنها این عنصر را در ناخالصی موجود در ایتریم معدنی کشف نمودند که به عقیده "Jean Charles Galissard de Marignac" شیمیدان سوئیسی ( و بیشتر شیمیدانان دیگر ) تماما" متشکل از ایتربیم بود.

    جداسازی لوتیتم ایتربیم Marignac برای اولین بار توسط Urbain توصیف شد و و افتخارنامگذاری این عنصر نصیب او گشت. او نامهای "neoytterbium" ( ایتربیم جدید) و "lutecium" را برای این عنصر جدید انتخاب کرد، اما بالاخره نام "neoytterbium" بصورت "ytterbium" برگشت نمود و در سال 1949، نگارش عنصر 107 به شکل lutetium ( لوتیتم ) تغییر نمود. Welsbach نامهای cassiopium را برای عنصر 71 ( برگرفته از نام نجومی Cassiopeia ) و albebaranium را برای نام جدید ایتربیم پیشنهاد کرد، اما این اسامی مورد تایید قرار نگرفت؛ ( گرچه بسیاری از دانشمندان آلمانی هنوز عنصر 71 را cassiopium مینامند. )

    پیدایـــــــش
    لوتیتم که اغلب نه بهتنهایی بلکه با فلزات خاکی دیگر یافت میشود، بسیار سخت از سایر عناصر جدا میشود و کمترین فراوانی را در میان تمامی عناصر طبیعی دارد. کانی تجاری اصلی لوتیتم ، سنگ معدن مانزونیت Ce,La,PO و ... است که حاوی 0,003% این عنصر میباشد. فلز لوتیتم خالص فقط تاحدی در سالهای اخیر جداسازی شده و تهیه آن بسیار دشوار است ( بنابراین یکی از نادرترین و گرانترین فلزات خاکی کمیاب است ). لوتیتم را با روش جابجایی یونی از عناصر خاکی کمیاب دیگر بدست میآورند ( کاهش LuCl3 یــــا LuF3 بوسیله یک فلز قلیایی و یا یک فلز قلیایی خاکی انجام میشود ).

    خصوصیات قابل توجه و کاربردها
    لوتیتم ، فلزی سیمگون ، سه ظرفیتی و مقاوم در برابر فرسودگی است که نسبتا" در هوا پایدار و سنگینترین و سختترین عنصر خاکی کمیاب بهشمار میرود. چون تهیه این فلز بصورت مقادیر مفید بسیار گران میباشد، بنابراین کاربردهای تجاری بسیار کمی دارد. اما لوتیتم پایدار را میتوان در پالایشگاهها و بعنوان کاتالیزور در کراکینگ بنزین مورد استفاده قرار داد. موارد استفاده دیگر آن ، در آلکیلاسیون ، هیدروژناسیون و پلیمریزاسیون میباشد.

    ایزوتوپهـــــــا
    لوتیتم ، بطور طبیعی دارای 1 ایزوتوپ پایدار Lu-175 ( وفور طبیعی 97,41% ) میباشد. 33 ایزوتوپ پرتوزا هم برای آن شناسائی شده که پایدارترین آنها لوتیتم 176 با نیم عمر 3,78 سال ( فراوانی طبیعی 2,59% ) ، لوتیتم 174 با نیمه عمر 3,31 سال و لوتیتم 173 با نیمه عمر 1,37 سال میباشد. کلیه ایزوتوپهای دیگر آن دارای نیمه عمری کمتر از 9 روز هستند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از نیم ساعت میباشد. همچنین این عنصر دارای 8 meta states است.

    ایزوتوپهای لوتیتم از نظر وزن اتمی بین amu 149,973 (لوتیتم 150) و amu 961,183 (لوتیتم 184) قرار دارند. حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوانترین ایزوتوپ پایدار ، ( لوتیتم 175 ) جذب الکترون ( با مقداری ارسال الکترون مثبـت و آلفا ) است و اولین حالت بعد از آن ارسال بتا میباشد. محصولات فروپاشی اولیه قبل از لوتیتم 175 ایزوتوپهای عنصــــــــــــــر 70 ( ایتربیم ) و محصولات اولیه بعد از آن ایزوتوپهای عنصر 72 ( هافنیم ) هستند.

    ترکیبات
    فلورید : LuF3 ، کلرید : LuCl3 ، برمید : LuBr3 ، یدید : LuI3 ، اکسید : Lu2O3 ، سولفید: Lu2S3 ، تلورید : Lusub>2Te3 ، نیترید : LuN.

    هشدارهــــــــــا
    لوتیتم مانند سایر فلزات خاکی کمیاب ، دارای درجه مسمومیت کمی است، اما بهرحال با این فلز و مخصوصا" ترکیبات آن باید بسیار با احتیاط رفتار شود. گرده فلزی این عنصر خطر آتشزائی و انفجار به همراه دارد. لوتیتم هیچگونه نقش بیولوژیکی در بدن انسان ندارد، اما احتمالا" به افزایش متابولیسم کمک میکند
    نام, علامت اختصاری, شماره Lutetium, Lu, 71
    گروه شیمیایی فلز انتقالی
    گروه, تناوب, بلوک 3, 6 , d
    جرم حجمی, سختی 9841 kg/m3, __
    رنگ سفید نقره ای

    خواص اتمی
    وزن اتمی 174.967 amu
    شعاع اتمی (calc.) 175 «217» pm
    شعاع کووالانسی 160 pm
    شعاع وندروالس no data
    ساختار الکترونی [Xe]4f14 5d1 6s2
    -e بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 32, 9, 2
    درجه اکسیداسیون (اکسید) 3 (باز ضعیف)
    ساختار کریستالی شش گوشه
    خواص فیزیکی
    حالت ماده جامد __)
    نقطه ذوب 1925 K (3006 °F)
    نقطه جوش 3675 K (6156 °F)
    حجم مولی 17.78 ש»10-6 ««متر مکعب بر مول
    گرمای تبخیر 355.9 kJ/mol
    گرمای همجوشی 18.6 kJ/mol
    فشار بخار 2460 Pa at 1936 K
    سرعت صوت no data
    متفرقه
    الکترونگاتیویته 1.27 (درجه پاولینگ)
    ظرفیت گرمایی ویژه 150 J/kg*K
    رسانائی الکتریکی 1.85 106/m اهم
    رسانائی گرمایی 16.4 W/m*K
    1st پتانسیل یونیزاسیون 523.5 kJ/mol
    2nd پتانسیل یونیزاسیون 1340 kJ/mol
    3rd پتانسیل یونیزاسیون 2022.3 kJ/mol
    4th پتانسیل یونیزاسیون 4370 kJ/mol
    5th پتانسیل یونیزاسیون 6445 kJ/mol
     
  4. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    لارنسیم

    لارنسیم ، عنصر مصنوعی است که در جدول تناوبی دارای نشان Lr و عدد اتمی 103 میباشد. لارنسیم ، عنصر خاکی کمیاب ، رادیواکتیو و کمعمر است که از کالیفرنیم بدست آمده و هیچ کاربرد مشخصی ندارد.

    تاریخچـــــــــه
    لارنسیم را "Albert Ghiorso" و "Torbjorn Sikkeland" و "Almon Larsh" و "Robert M. Latimer" در 14 فوریه 1961 در آزمایشگاه اشعه برکلی ( امروزه بنام آزمایشگاه ملی Lawrence Berkeley شناخته میشود ) واقع در دانشگاه کالیفرنیا ، برکلی ، کشف کردند. این عنصر با بمباران یک هدف 3 میلی گرمی متشکل از ســــه ایزوتوپ کالیفرنیم با یونهـــای B-10 و B-11 در شتاب دهنده خطی یونهای سنگین (HILAC ) تولید شد.

    هستههای تغییر شکل یافته ، شارژ الکتریکی شدند، تحت تاثیر یک محیط هلیمی قرار گرفتند و بر روی یک نوار نقاله مسی باریکی جمع شدند. سپس با انتقال این نوار ، اتمهای جمع شده را درجلوی گروهی از نمایانسازهای (Detector) جامد قرار دادند. تیم برکلی گزارش کرد که ایزوتوپ 257 عنصر 103 با این روش کشف شد و با ارسال ذرات آلفا MeV6/8 با نیم عمر 4,2 ثانیه متلاشی گشت.

    در سال 1967 ، محققانی در دوبنا ، روسیه ، گزارش کردند که قادر به تایید یک ارسال کننده آلفا با نیمه عمر 4,2 ثانیه بعنوان 103-257 نیستند. این تصور از آن زمان به بعد به شکل Lr-258 یا Lr-259 تغییر یافته است. برای عنصر 103 یازده ایزوتوپ تعیین شده که Lr-262 با نیمه عمر 216 دقیقه طولانیترین عمر را دارد ( که بصورت نوبلیم 256 متلاشـــــــــی میشود ).

    ایزوتوپهای لارنسیم از طریق ارسال آلفا ، شکافت خود بخود و جذب الکترون متلاشی میشوند. ( بهترتیب از بیشترین تا کمترین گونههای مشترک).

    نام این عنصر توسط انجمن شیمی آمریکا در اشاره به "Ernest Lawrence" مخترع شتاب دهنده مطرح شد. در آغاز نشان Lw مورد استفاده قرار گرفت، ولی در سال 1963 بصورت Lr تغییر یافت. در سال 1997 ، انجمن بینالمللی شیمی کاربردی و محض ( IUPAC ) در نشستی در ژنو ، نام لارنسیم و سمبل Lr را به تصویب رساند.

    خصوصیات قابل توجه
    شکل ظاهری این عنصر ، ناشناخته است، اما احتمالا" سفید نقرهای یا خاکستری و فلزی میباشد. اگر مقدار کافی لارنسیم ساخته میشد، خطر تابش اشعه وجود میداشت. اطلاعات کمی درباره خصوصیات شیمیایی این عنصر در دست است، ولی تحقیقات ابتدائی درباره تعدادی از اتمها نشان میدهد، این عنصر رفتاری شبیه اکتینیدها دارد.

    لارنسیم در جدول تناوبی جزو گروه اکتینیدها بوده ، هنوز هم اغلب اینگونه است، با اینهمه عنصر 103 برخلاف سایر عناصر خاکی کمیاب یک عنصر D-block میباشد و بنابراین بطور فزاینده در حال جایگزینی سایر عناصر D-block در گروه عناصر واسطه است.
     
  5. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    تیتانیم
    تیتانیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Ti و عدد اتمی 22 می باشد. تیتانیم که عنصری است نرم ، سبک، نقره ای براق ، درخشان و فلز انتقالی مقاوم در برابر فرسایش ، در آلیاژهای محکم و سبک و رنگدانه های سفید کاربرد دارد. این عنصر در مواد معدنی متعددی وجود دارد ولی منابع اصلی آن روتیل و ایلمنیت هستند.


    خصوصیات قابل توجه
    تیتانیم عنصر فلزی است که به سبب مقاومت زیاد خود در برابر فرسودگی ( تقریبا" به مقاومت پلاتینیم) و استحکامی که نسبت به وزن خود دارد معروف است. فلزی است سبک ، محکم، قابل ساخت آسان با جرم حجمی پایین 40% ( هم چگال با فولاد) که به شکل خالص کاملا" چکش خوار، آسان برای کار ، براق و به رنگ نقره ای درخشان می باشد.نقطه ذوب نسبتا" زیاد این عنصر آنرا به یک فلز دیر گداز مفید تبدیل کرده است.تالیم به سختی فولاد اما 45% سبکتر از آن است وبا اینکه 60% سنگین تراز آلومینیم می باشد دو برابر محکم تر از آن است.این خصوصیات ، تیتانیم رادر برابرانواع معمولی فرسودگی بسیار مقاوم می کند.

    این فلز در معرض هوا یک لایه اکسید بی اثری را تولید می کند اما اگر در محیطهای بدون اکسیژن قرار گیرد انعطاف پذیر است.این فلز که اگر در هوا گرم شود شروع به سوختن می کند، تنها عنصری است که می تواند در گاز نیتروژن خالص بسوزد. تیتانیم در مقابل اسید سولفوریک رقیق ، اسید هیدروکلرید ریک ، گاز کلر، محلولهای کلرید و بیشتر اسیدهای آلی مقاوم است.

    تجربیات نشان داده که تیتانیم بعد از بمباران با دوترون بسیار رادیواکتیو شده و عمدتا" ارسال پوزیترون و اشعه های نیرومند گاما می کند. این عنصر دارای دو گونه است ؛ شکل آلفا چهار ضلعی که در دمای 880 درجه سانتیگراد به آرامی به شکل بتا مکعبی تغییر می کند.اگر در اثر حرارت سرخ شود با اکسیژن ترکیب شده و در حرارت 550 درجه سانتیگراد با کلر ترکیب می گردد.

    کاربردهـــــــــا
    تقریبا" 95% تیتانیم به شکل دی اکسید تیتانیم ( TiO))2) مصرف می شود که ((رنگدانه سفید ثابتی است با قدرت پوشش خوب در رنگها ، کاغذ و پلاستیکها. رنگهایی که با دی اکسید تیتانیم ساخته می شوند منعکس کننده های بسیار خوب پرتو مادون قرمز هستند و بنابراین منجمان بطور گسترده ای از آن استفاده می کنند.

    آلیاژهای تیتانیم به علت استحکام ، سبکی ، مقاومت بسیار زیاد در برابر فرسودگی و توانایی تحمل حرارتهای بسیار زیاد در هواپیما و موشک مورد استفاده قرار می گیرند اگرچه کاربردهای آن در محصولات مصرفی مثل چوب گلف ، دوچرخه و کامپیوترهای laptop نیز در حال رواج است.تیتانیم بیشتر با آلومینیم آهن ، منگنز،مولیبدنم و مواد دیگر آلیاژ می سازد.

    سایر کاربردها:
    به علت مقاومت زیاد آن در برابر آب دریا از آن برای ساخت میله های پروانه و وسایل کشتی استفاده می شود.
    برای ساخت سنگ جواهرهای مصنوعی ظریف بکار می رود.
    مایع بی رنگ تتراکلرید تیتانیم ( TiCl4) برایiridize شیشه مورد استفاده قرار می گیرد و چون در هوای مرطوب شدیدا" تولید بخار می کند برای ایجاد پرده دود) جهت استتار) نیز کاربرد دارد.
    علاوه بر اینکه دی اکسید تیتانیم رنگدانه بسیار مهمی است چون خودش توانایی محافظت از پوست را دارد در کرمهای ضد آفتاب بکار برده می شود.
    چون این فلز از نظر فیزیولوژیکی بی اثر محسوب می شود از آن در پیوندهای جایگزینی مفصل مثل لگن مورد استفاده است.
    به علت بی اثری و رنگهای جذاب، استفاده از آن بعنوان زیورآلات بدن رایج شده است.

    یکی از کاربردهای بالقوه تیتانیم در کارخانه های آب شیرین کن است.

    تاریخچــــــــه
    تیتانیم ( واژه لاتین Titans اولین فرزند پسر Gaia) در سال 1791 در انگلستان توسط جناب William Gregor که متوجه وجود عنصرجدیدی در ایلمنیت شده بود کشف شد.این عنصر چند سال بعد توسط Heinrich Klaproth شیمیدان آلمانی در کانی روتیل دوباره کشف گردید. در سال 1795 Klaproth این عنصر جدید را بر اساس Titan در اساطیر یونان نامگذاری نمود.
    Matthew A. Hunter در سال 1910 بوسیله حرارت دادن TiCl4 با سدیم در بمب فولادی در دمای 800-700 درجه سانتیگراد برای اولین بار تیتانیم فلزی خالص ( 9/99%) تهیه کرد.

    فلز تیتانیم تا سال 1946 خارج از آزمایشگاه کاربردی نداشت در این سالWilliam Justin Kroll اثبات نمود که می توان تیتانیم را بوسیله کاهش تتراکلرید تیتانیم با منیزیم بصورت تجاری تولید کرد( این روش امروزه همچنان مورد استفاده است ).

    پیدایــــــش




    فلز تیتانیم در طبیعت بصورت ترکیب با سایر عناصر وجود دارد و این عنصر نهمین عنصر فراوان در پوسته زمین محسوب می شود ( 06/0% کل جرم) و در بیشتر سنگهای آذرین و رسوبات آنها یافت می شود.بیشتر در مواد معدنی brookite, ilmenite, leucoxene, perovskite, rutile، anatase و sphene وجود داشته و نیز در سنگ معدن آهن و titanates دیده می شود.از میان این مواد معدنی فقط ilmenite، leucoxene و rutileاز نظر اقتصادی اهمیت دارند.چون تیتانیم به راحتی در دماهای زیاد با اکسیژن و کربن واکنش می کند تهیه فلز تیتانیم خالص مشکل است. منابع مهم تیتانیم در استرالیا ، اسکاندیناوی ، آمریکای شمالی و مالزی قرار دارند.

    این فلز در شهاب سنگها یافت شده وحضورآن در خورشید و ستارگان M-type نیز آن شناسایی شده است. سنگهایی در ماموریت آپولو 17 از ماه آورده شده اند حاوی 1/12% TiO2 هستند. بعلاوه تیتانیم در خاکستر ذغال سنگ، گیاهان و حتی بدن انسان یافت شده است.


    تولیـــــــد
    فلز تیتانیم بصورت تجاری بوسیله کاهش TiCl4 با منیزیم تولید می شود این فرآیند را William Justin Kroll در سال 1946 ابداع کرد.این فرآیند گروهی ، گران و پیچیده است اما ممکن است فرآیند جدیدتری که روش "FFC-Cambridge" نامیده می شود جایگزین روش قدیمی گردد. در این روش از ماده خام پودر دی اکسید تیتانیم ( که شکل تصفیا شده روتیل است) برای تولید نهایی که جریان مداومی از تیتانیم مذاب است استفاده می شود. از این محصول بلافاصله در ساخت آلیاژهای تجاری بهره می برند.

    امید است با استفاده از روش FFC-Cambridge مقدار بیشتری تیتانیم و باهزینه ای کمتربرای صنعت هوافضا و بازار کالاهای زینتی تهیه شود و شاهد استفاده از این فلز در محصولاتی که در حال حاضراز آلومینیم و انواع خاص فولاد استفاده می کنند باشیم.

    ترکیبــــــــات
    اگرچه فلز تیتانیم به علت هزینه زیاد استخراج نسبتا" متداول نیست ، دی اکسید تیتانیم ارزان،به مقدار زیاد موجود و دارای کاربرد وسیعی بعنوان رنگدانه سفید در صنعت رنگ سازی ، پلاستیک و سیمان ساختمان می باشد.پودرTio2 از نظر شیمیایی بی اثراست ، در نور آفتاب رنگ خود را حفظ می کند و بسیار مات است : این خصوصیت باعث می شود تا مواد شیمیایی خاکستری یا قهوه ای که بیشتر پلاستیکهای خانگی را تشکیل می دهند به رنگ سفید خالص درخشانی تبدیل کند.دی اکسید تیتانیم خالص دارای ضریب شکست بسیار بالا و تجزیه نوری بیشتر ازالماس است. یاقوت کبودستاره ای و یاقوت قرمز درخشندگی خود را از دی اکسید تیتانیوم موجود در خود میگیرند.


    ایزوتوپهــــــا
    تیتانیم بطور طبیعی دارای 5 ایزوتوپ پایدار تیتانیم 46، تیتانیم47، تیتانیم48، تیتانیم49 و تیتانیم50 است که فراوان ترین آنها تیتانیم 48 ( فراوانی طبیعی 8/73%) می باشد . 11 رادیوایزوتوپ هم برای این عنصر شناسایی شده که پایدار ترین آنها تیتانیم 44 بانیمه عمر 63 سال، تیتانیم 45 با نیمه عمر 8/184 دقیقه، تیتانیم 51 با نیمه عمر 76/5 دقیقه و تیتانیم 52 با نیمه عمر7/1 دقیقه هستند. سایر ایزوتوپهای رادیواکتیو نیمه عمری کمتر از 33 ثانیه دارند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از نیم ثانیه می باشد.
    ایزوتوپهای تیتانیم از نظر وزن اتمی بین amu99/39 (تیتانیم 40) و amu966/57 (تیتانیم 58) قرار دارند.حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوان ترین ایزوتوپ (تیتانیم 48) جذب الکترون و حالت اولیه پس از آن ارسال بتا می باشد. محصول فروپاشی اولیه قبل از تیتانیم 48 ایزوتوپهای عنصر 21 ( اسکاندیم) و محصول اولیه پس از آن ایزوتوپهای عنصر 23 ( وانادیم) می باشد.

    هشدارهــــــــا
    پودر فلز تیتانیم خطر جدی آتش زایی دارد اما نمکهای آنرا در بیشتر موارد نسبتا"بی ضرر به حساب می آورند.اما ترکیبات با کلررا مثل TiCl3 و TiCl4 باید خورنده در نظر گرفت . تیتانیم به تجمع در بافتهایی از بدن که دارای سیلیکا است تمایل دارد اما این عنصر هیچگونه نقش بیولوژیکی شناخته شده ای در انسان ندارد.

    منبع
    Los
    Guide to the Elements - Revised Edition, Albert Stwertka, (Oxford University Press; 1998) ISBN 0-19-508083-1

    برای مشاهده لینک ها لطفا ثبت نام کنید و یا اگر حساب کاربری دارید وارد شوید

    USGS Titanium Statistics and Information
     
  6. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    زیرکونیوم
    زیرکونیوم ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن ، Zr و عدد اتمی آن 40 میباشد. فلزی فروزنده به رنگ سفید و طوسی است که قابلیت تغییر از حالتی به حالت دیگر را داشتده و شبیه تیتانیوم است. زیرکونیوم بطور عمده از زیرکون بدست میآید و در برابر زنگزدگی بسیار مقاوم است. زیرکونیوم عمدتا در راکتورهای اتمی برای جذب کردن نوترون و برای ساختن فلزاتی که در برابر زنگزدگی مقاوم هستند، استفاده میشود.

    تاریخچه
    این عنصر که نام آن از Zarkn عربی و Zargntext فارسی گرفته شده است، در سال 1789 توسط "Laproth" کشف شد و در سال 1824، توسط "Jons Jakob Berzelius" بهصورت مجزا بدست آمد. زیرکونیوم که شامل زیرکون معدنی و دیگر واریاسونها مانند Jargon ، Hyacinth Jiacnith ، ligure میباشد، در نوشتههای انجیل ذکر شده است. تا زمانی که Laproth ، جارگون jargon را از Ceylon در اقیانوس هند تجزیه نکرده بود، تصور نمیشد که این عنصر جدید را بتوان در معادن یافت. او این عنصر جدید را (Zirkonertz (Zircnia نامید.

    این فلز ناخالص اولین بار توسط Berzelius بوسیله حرارت دادن مخلوطی از پتاسیم و فلوئورید زیرکونیوم پتاسیوم ، در یک فرایند تجزیه در یک لوله آهنی تجزیه شد. زیرکونیوم خالص تا سال 1914 بدست نیامد.

    پیدایش
    زیرکونیوم هیچوقت در طبیعت به صورت آزاد یافت نمیشود. اصلیترین منبع اقتصادی زیرکونیوم ، معدن سیلیکات زیرکونیوم است. زیرکون ZrSiOsub>4 در استرالیا ، برزیل ، هند ، روسیه و ایالات متحده وجود دارد. زیرکون بهصورت پودر بیرنگ یا ماده بلوری و طوسیرنگ استخراج میشود. زیرکونیوم و Hafnium به نسبت 50 به 1 در زیرکون وجود دارند و جدا کردن آنها بسیار دشوار است.

    زیرکون ، فراورده فرعی معدن کاری و فرایند تهیه شنهای معادن سنگین برای معادن تیتانیوم ، Ilmenite و Rutile یا معادن قلع است. همچنین زیرکونیوم در 30 نوع از معادن دیگر که شامل Baddeleyite میشود، وجود دارد. این فلز با کم کردن کلرید بوسیله منیزیم در فرآیند kroll تولید میشود. البته روشهای دیگری نیز برای تولید این فلز وجود دارد. زیرکونیوم با کیفیت اقتصادی و تجاری نیز حاوی 1 تا 3 درصد hafnium است.

    این فلز همچنین در ستارههای S-Type بسیار فراوان است و در خورشید و سنگهای آسمانی نیز شناسایی شده است. نمونه سنگهای قمری که در چندین ماموریت Apollo جمع آوری شدهاند، نشان میدهند که این سنگها به نسبت صخرههای زمینی از مقدار بسیار بیشتری اکسید زیرکونیوم برخوردارند.

    خصوصیات قابل توجه
    زیرکونیوم ، فلزی به رنگ سفید-طوسی و فروزنده است که بطور استثنایی در برابر زنگزدگی مقاوم است. زیرکونیوم سبکتر از فولاد بوده ، سختی آن شبیه به مس است. این عنصر وقتی به ذرات ریز تقسیم شود، به سرعت در هوا مشتعل میشود (مشتعل کردن این فلز در حالت جامد بسیار دشوارتر است. ) فلز "Zirconium Zinc" در دمای پایین تر از 35k خاصیت آهن ربایی پیدا می کند. حالت اکسیداسیون متداول برای زیرکونیوم +2و+3و+4 است.

    کاربردها
    مهمترین کاربردهای زیرکونیوم ، در صنعت سفالسازی بهصورت جسم نسوز و ماسه ریختهگری میباشد.


    بهعنوان سنگ جواهر مورد استفاده در جواهرات به بازار عرضه شده و اکسید آن ، برای تولید کردن محرک الماس و زیرکونیای مکعبی شکل تهیه شده است.


    زیرکونیوم ، قدرت جذب پایینی در جذب نوترونها دارد که این ویژگی ، آن را برای استفاده از انرژی اتمی مطلوب میسازد، (مانند عناصر فلز کاری سوختی). بیش از 90% محصولات فلز زیرکونیوم به مصرف تجاری در تولید نیروی اتمی میرسد. رآکتورهای جدید تجاری میتوانند نیم میلیون فوت فلز زیرکونیوم را برای لولهسازی بکار ببرند.


    زیرکونیوم بطور گسترده ، توسط صنایع شیمیایی برای لولهکشی در محیط خورنده استفاده میشود.


    زیرکونیوم ، آتشزا است و در جنگلها برای آتش زدن استفاده میشد.


    کربن آن بهعنوان محلول ضدعفونی کننده مورد استفاده قرار میگیرد.


    اکسید زیرکونیوم ناخالص ، زیرکونیا ، برای ساختن ظرف مخصوص ذوب فلز در آزمایشگاه بکار میرود که بتواند در برابر گرمای زیاد مقاوم باشد. همچنین برای پوشاندن کوره ذوب استفاده شده ، بهعنوان جسم نسوز در صنایع شیشهسازی و سفالسازی بکار میرود.


    بافت انسانی بهراحتی میتواند این فلز را بهصورت مفاصل و بازوهای مصنوعی تحمل کند.


    در تهویه کنندههای هوا بهعنوان گیرنده ، در لوله جارو برقی ، رشتههای لامپ و فلزات خاص دیگر استفاده میشود.

    آلیاژ زیرکونیوم و Niobium ، خاصیت ابررسانایی در دماهای پایین را برای زیرکونیوم در بردارد که برای ساختن آهنرباهای بسیار قوی توسط نیروی الکتریکی در مقیاس زیاد استفاده میشود.
    ایزوتوپها
    زیرکونویم طبیعی از 4 ایزوتوپ پایدار و یک ایزوتوپ رادیواکتیو Zr-96 که طول عمر درازی دارد تشکیل شده است. دومین ایزوتوپ رادیواکتیو و پایدار این عنصر ، Zr-93 است که نیمه عمر آن 1.53 میلیون سال میباشد. برای این عنصر 18 ایزوتوپ رادیواکتیو دیگر شناسایی شدهاند که بیشتر آنها نیمه عمری کمتر از یک روز دارند، به جز Zr-95 با نیمه عمر 64.02 روز Zr-88 با نیمه عمر 63.4 روز و Zr-89 با نیمه عمر 78.4 ساعت. حالت Decay اولیه قبل از Zr-92 الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن خوردگی بتا میباشد.

    هشدارها
    انسان با ترکیباتی که حاوی زیرکونیوم است، کمتر روبرو میشود با این حال این فلز زیاد سمی نیست. گرد این فلز در هوا آتش میگیرد و باید به آن به صورت عاملی برای آتش سـوزی گسترده یا انفجار توجه کرد. زیرکونیوم هیچ گونه نقش بیولوژیکی ندارد.
     
  7. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    راترفوردیوم

    راترفوردیوم یکی از عناصر شمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Rf و عدد اتمی آن 104 میباشد. این عنصر مصنوعی بهشدت رادیواکتیو میباشد. پایدارترین ایزوتوپ آن ، نیمه عمری کمتر از 70 ثانیه دارد. این عنصر مصرف کاربردی ندارد و اطلاعات در زمینه آن بسیار اندک است. راترفوردیوم اولین عنصر Transactinide است و احتمالا خواص شیمیایی آن به hafnium شبیه میباشد.

    تاریخچه
    راترفوردیوم ( که به افتخار "Ernest Rutherford" به این نام نامیده شد ) برای اولین بار در سال 1964 بهصورت مصنوعی در موسسه تحقیقات هستهای Dubna شوروی سابق ساخته شد. محققان در این شیوه اتم پولوتونیوم را با یونهای نئون بمباران کرده و ادعا کردند که اثری را از این شکافت هستهای در میکروسکوپ مشاهده کردهاند که اشاره به ظهور یک عنصر جدید دارد.

    در سال 1969 ، محققان دانشگاه Berkeley کالیفرنیا ، این عنصر را با ترکیب کالیفرنیوم 249 و کربن 12 و از طریق برخورد با یک منبع انرژی قوی تولید کردند. گروه UC همچنین اعلام کردند که نتوانستهاند ترکیب قبلی را که توسط دانشمندان روسی بوجود آمده بود، مجددا بسازند.

    از آنجا که روسها ادعا میکردند که این عنصر برای اولین بار در Dunba کشف شده است، نام Dubium برای آن پیشنهاد شد و این در حالی بود که نام kurchatoium و نماد Ku برای عنصر 104 برای احترام به "Igor Vasliecvich Kurchatov" در نظر گرفته شده بود. با این حال آمریکاییها نام راترفوردیوم را به افتخار Ernet Rugherford فیزیکدان نیوزلندی برای این عنصر برگزیدند. IUPAC نیز نام موقت Unnilquadium را برای این عنصر برگزید. البته در سال 1997 آنها به این مباحث خاتمه داده و نام Rutherfordium را برگزیدند.
     
  8. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    وانادیم
    وانادیوم ، عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن V و عدد اتمی آن 23 میباشد. وانادیوم ، یک عنصر کمیاب نرم و هادی است که بهصورت ترکیبی با کانیهای خاصی یافت شده و برای تولید آلیاژهایی بکار گرفته میشود.

    تاریخچه
    وانادیوم ( وانادیس ، الهه اسکاندیناویها ) توسط "Andres Manuel del Rio" که یک معدن شناس اسپانیایی بود، در شهر مکزیکو سیتی در سال 1801 کشف شد. او این عنصر را سرب قرمز نام نهاد. با انجام آزمایشاتی وی ملاحظه کرد که رنگ این عنصر بدلیل وجود کروم می باشد؛ از اینرو ، این عنصر را Panchromium نام نهاد. وی بعدا این عنصر را به نام Erythronium تغییر داد، چرا که بیشتر نمکها با حرارت دادن قرمز میشدند.

    یک شیمیدان فرانسوی اشتباها اعلام کرد که عنصر جدید del rio تنها یک کروم ناخالص است. Del Rio نیز گمان داشت که اشتباه کرده است و نظر شیمیدان فرانسوی را قبول کرد. در سال 1831، سوئد وانادیوم را در اکسید جدیدی که وی به هنگام کار کردن با معادن آهن یافته بود دوباره کشف کرد. در همان سال "Friedrich W…r" کشف سابق Del Rio را تائید کرد.

    وانادیوم فلزی در سال 1867، توسط "Henry Enfield Roscoe" که کلرید وانادیوم را با هیدروژن تقلیل کرد، بهصورت جدا گانه بدست آمد. نام وانادیوم از کلمه وانادیس ، الهه زیبایی در اسکاندیناوی گرفته شده است، چرا که این عنصر در ترکیبات گوناگون رنگهای الوانی دارد.

    پیدایش
    وانادیوم هرگز بصورت آزاد در طبیعت یافت نمیشود. اما در 65 گونه کانیهای گوناگون وجود دارد. وانادیوم همچنین در Bauxite و کربن نیز وجود دارد که حاوی ذخایری مانند نفت خام ، زغال سنگ Oil Shale وTar میشود. طیف وانادیوم در نور خورشید و دیگر ستارگان نیز شناسایی شده است.

    بیشتر وانادیوم تولید شده توسط تقلیل کلسیم از V2o5 در یک لوله فشار میباشد. وانادیوم معمولا بهصورت محصولات جنبی بدست میآید . از این رو منابع جهانی از این عنصر حاکی از وجود ذخایر در دسترس نمیباشد.

    خصوصیات قابل توجه
    وانادیوم ، فلز نرم و رسانا به رنگ سفید براق میباشد. این عنصر در برابر فرسودگی توسط مواد قلیایی و اسید سولفوریک و اسید هیدروکلریک مقاوم است. در 933k بهسرعت اکسید میشود. وانادیوم ساختار محکمی داشته ، شکاف نوترونی ندارد که این خاصیت آن را برای استفاده در زمینههای هستهای مناسب مینماید. حالتهای اکسیداسیون معمول این عنصر ، +2،+3،+4،+5 میباشد.

    حالت اکسیداسیون +1 نیز برای این عنصر دیده شده است.

    کاربردها
    تقریبا 80% وانادیوم تولید شده به مصرف فرووانادیم که یک ماده افزوده به فلز فولاد میباشد، میرسد.
    در آلیاژها بهعنوان:
    فلزات ضد خش وسایل جراحی و ابزار آلات
    ماده ضد زنگ و افزایش دهنده سرعت در فلزات
    ماده مخلوط شونده با آْلیاژهای آلومینیوم و تیتانیوم برای استفاده در موتورهای جت و هواپیماهای پر سرعت
    آلیاژ فلز وانادیوم در ساخت محورها میل لنگ دندهها و .... بکار میرود.
    متعادل کننده کاربید در ساخت فلزات
    کاربردهای هستهای بدلیل نداشتن شکافت نوترونی
    استفاده از ورق وانادیوم در آبکاری تیتانیوم در فلزات
    نوار وانادیوم گالیوم که مگنت ابر رسانا میباشد.
    استفاده از ترکیبات وانادیوم بهعنوان کاتالیزور در تولید Maleic Anhydride و اسید سولفوریک
    استفاده از پنتاکسید وانادیوم بهعنوان کاتالیزور در سفالگری
    نقش بیولوژیکی
    در بیولوژی ، اتم وانادیوم از اجزاء لازم آنزیمها بشمار میرود. بهطور خاص "Vanadium Nitrogenase" توسط میکرو ارگانیسمهای ثابت کننده هیدروژن استفاده میشود. وانادیوم برای Ascidian ها لازم است. تمرکز وانادیوم در بدن آنها یک میلیون برابر تمرکز وانادیوم در آب اطراف آنها میباشد. همچنین موشها و جوجهها نیز به مقادیر بسیار کمی وانادیوم نیاز دارند و کمبود این عنصر باعث کمبود رشد و تولید مثل معیوب میشود.

    وجود ترکیبات Oxovanadium برای سبک کردن نشانههای بیماری دیابت در برخی نمونههای حیوانی و انسان نشان داده شده است، همانند تاثیر کرومیوم بر متابولیسم شکر ، مکانیسم این تاثیر نیز ناشناخته مانده است.

    ترکیبات
    پنتااکسید وانادیوم V2O5 بهعنوان کاتالیزور رنگدهنده و ثابتکننده رنگ استفاده میشود.

    ایزوتوپها
    وانادیوم طبیعی از یک ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است V-51. برای این عنصر 15 ایزوتوپ رادیواکتیوی دیگر شناسایی شده است که پایدارترین آنها V-50 با نیمه عمر 1.4e17 سال و V49 با نیمه عمر 330 روز و V48 با نیمه عمر 15.9735 روز میباشند. تمام ایزوتوپهای رادیواکتیو باقیمانده ، نیم عمری کمتر از یک ساعت دارد که نیم عمر بیشتر آنها کمتر از 10 ثانیه است. این عنصر یک حالت متا دارد.

    ایزوتوپهای وانادیوم به ترتیب وزن اتمی از 43.981 amu تا 59.959 amu V59 مرتب شدهاند. حالت Decay اولیه قبل از فراوانترین ایزوتوپ V51 الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن Beta Decay میباشد. محصولات decay اولیه قبل از V51 ایزوتوپهای عنصر تیتانیوم22 و محصولات اولیه بعد از آن ایزوتوپهای عنصر Chromium24 میباشد.

    هشدارها
    پودر فلز وانادیوم خطر آتشسوزی به همراه داشته و ترکیبات وانادیوم بشدت سمی هستند. ترکیبات وانادیوم ممکن است که در صورت تنفس باعث سرطان ریه شود.
    سازمان OSHA) Occupational Safety and Health Administration) محدودیت تماس تا 0.05mg/m را برای پنتا اکسید وانادیوم در نظر گرفته است. National Institute of Ocupational Safety and health یا NIOSH هم پیشنهاد کرده است که 335mg/m عنصر وانادیوم برای سلامتی بشدت خطرناک میباشد. این مقداری است که بهسرعت باعث بوجود آمدن مشکلات همیشگی و حتی مرگ برای انسان میشود.
     
  9. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    نوبیوم

    نوبیوم یا کلومبیوم ، یک عنصر شیمیایی در جدول تناوبی است که نماد آن Nb و عدد اتمی آن 41 میباشد. نوبیوم یک فلز خاکستری و نرم بوده که هادی جریان الکتریسیته میباشد و در آلیاژها استفاده میشود. برجستهترین آلیاژهای آن برای ساختن فلزات استیل مخصوص و لولهها و اتصالات جوش خورده محکم استفاده میشود. نوبیوم در معادن Clumbite کشف شد ( که امروزه Niobite نامیده میشود ) و به نام همین معدن ، نوبیوم نام گزفت.

    تاریخچه
    نوبیوم ( که در افسانههای یونان از کلمه نیوب که دختر تانتالاس بوده است گرفته شده است ) در سال 1801 توسط شخصی به نام "Charles Hatchett " کشف شد. Hatchet دریافت که نوبیوم را در معدن کلومبیت که در در دهه 1750 توسط "John Winthrop" که یکی از فرماندهان Connecticut بود به انگلستان فرستاده شد، کشف کرد.

    در آن زمان سردرگمی زیادی در خصوص تغییرات بسیار شبیه به هم در خصوص نیوبیوم و تانتالیوم وجود داشت که تا سال 1846 که "Heinrich Rose" و "Charles Margnac" این عنصر را مجددا کشف کردند، حل نشده باقی ماند. در سال 1864 ، شخصی به نام "Christian Blomstrand" اولین کسی بود که فلز آن را آماده ساخت. وی این عمل را با کم کردن کلرید نوبیوم با حرارت دادن آن در هوای هیدروژنی انجام داد.

    کلومبیوم نامی بود که Harchet به این عنصر داده بود، اما انجمن International Union of Pure and Applied Chemistry بطور رسمی نام نوبیوم را در سالا 1950 بعد از حدودا صد سال مباحثه برای این عنصر برگزید. بسیاری از انجمنهای شیمی و سازمانهای دولتی نام رسمی انجمن IUPAC را برای این عنصر بکار بردند، در حالی که بسیاری از فلز شناسان و بیشتر تولیدکنندگان اقتصادی امریکایی هنوز این فلز را با نام اصلی Columbium مینامند.

    پیدایش
    نوبیوم هرگز بهصورت یک عنصر آزاد وجود ندارد و معمولا در Niobite که نیوبیوم معمولا با تانتالیوم همراه است یافت میشود. مقدار قابل توجهی از نیوبیوم با کربنیتها همراه است و بهعنوان عضو اصلی Pyrochloreها وجود داد. برزیل و کانادا بزرگترین تولید کنندگان نیوبیوم هستند و ذخایر دیگر این عنصر در نیجریه جمهوری دمکراتیک کنگو و روسیه میباشد.

    خصوصیات قابل توجه
    نوبیوم یک فلز خاکستری و هادی جریان الکتریسیته است که هنگامی که برای مدت زمانی در دمای اطاق در معرض هوا قرار بگیرد، به رنگ آبی کمرنگ در میآید. خصوصیات شیمیایی نوبیوم کم و بیش همانند خصوصیات شیمیایی تانتالیوم میباشد که در جدول تناوبی در زیر نوبیوم قرار دارد.

    حتی در دمای معمولی نیز نوبیوم باید در یک فضای محافظت شده قرار گیرد. این فلز در هوا در 200 درجه سانتیگراد اکسید شده و حالتهای اکسیداسیون آن عبارتند از +2،+3و +5 .

    کاربردها
    یکی از مواد مورد استفاده نوبیوم ، در فلزات ضد زنگ بوده و بهعنوان آلیاژ فلزات غیر آهنی بکار میرود. این آلیاژها بسیار قوی بوده ، معمولا برای ساخت خطوط لوله به کار میروند.
    این فلز مقطع عرضی کمی در برابر نوترونهای گرمایی داشته ، بنابریان در صنایع هستهای کاربرد دارد.
    این فلز همچنین برای جوشکاری طاقها و میلههای ضد زنگ نیز کاربرد دارد.
    بدلیل رنگ آبی آن بهعنوان آلیاژ در صنعت طلا و جواهر کاربرد دارد.
    مقدار قابل توجهی از این فلز بهصورت خالص در نیکل و کبالت و آهن برای ساخت آلیاژهای سنگین که در در اجزای موتورهای جت ، موشکها و دیگر تجهیزاتی که مقاومت بالا در مقابل گرما باید داشته باشند، بکار میرود. مثلاً سیستمهای پیشرفته ساختار فضایی نظیر آنچه که در برنامه نجومی Gemini بکار میرود، از این فلز استفاده میکنند.
    همچنین نوبیوم به عنوان یک جایگزین برای باطریها و خازنها بکار میرود.
    نوبیوم در دماهای پایین و برودتی بهعنوان یک ابر رسانا عمل میکند. در فشار جو بالاترین دمای بحرانی را در عناصر ابر هادی دارد. همچنین یکی از سه عنصر ابر هادی از نوع دوم میباشد. ( دو عنصر دیگر عبارتند از وانادیوم و تکنتیوم ) این بدان معناست که این عنصر در زمانی که در معرض مغناطیس قوی قرار بگیرد، همچنان ابرهادی باقی میماند. آلیاژهای Niobium-tin و Niobium-titanium برای کابلهای مغناطیسی ابرهادی که حالت مغناطیسی بالایی را تولید میکنند، کاربرد دارند.
    ایزوتوپها
    نوبیوم طبیعین تنها یک ایزوتوپ ترکیبی پایدار دارد (Nb-93) . پایدارترین ایزوتوپ رادیو اکتیوی آن Nb-92 میباشد که عمر تجزیه آن 34.7 میلیون سال است. Nb -94 نیم عمر 20300سال و Nb -91 نیمه عمر 680 سال. همچنین یک ایزوتوپ حالت متا در 0.031 ولت الکترون وجود دارد که عمر تجزیه آن 16.3 سال میباشد. 23 ایزوتوپ رادیو اکتیوی دیگر نیز شناسایی شدهاند که عمر تجزیه پذیری اکثر آنها کمتر از 2 ساعت میباشد.

    حالت تجزیه اولیه قبل از ایزوتوپ پایدار Nb-93 تسخیر الکترونی است و حالت اولیه بعد از حذف بتا با حذف نیوترون در حالت اولیه از دو حالت زوال و تجزیه Nb-104 و 109 و 110 اتفاق میافتد.

    هشدارها
    نوبیوم شامل ترکیباتی است که اکثر مردم با آنها تماسی ندارند، ولی آنها بسیار سمی بوده و باید با احتیاط از آنها استفاده شود. غبار فلز نوبیوم برای پوست و چشم خطرناک بوده و قابل اشتعال است. نوبیوم هیچ نقش بیولوژیکی ندارد.
     
  10. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    تانتالم
    تانتالم ( سابقا" تانتالیم نامیده میشد ) عنصر شیمیایی است که با نشان Ta و عدد اتمی 73 در جدول تناوبی وجود دارد. تانتالم که فلز انتقالی براق ، سخت ، کمیاب و به رنگ آبی خاکستری است، بهشدت در برابر فرسایش بوسیله اسید مقاوم بوده ، در کانی تانتالیت وجود دارد. تانتالم چون با مایعات بدن واکنش نمیکند، در وسایل جراحی و پیوندها بکار میرود.

    تاریخچــــــــــه
    تانتالم ( واژه یونانی Tantalos، ویژگی اسطورهشناسی ) در سال 1802 توسط "Anders Ekeberg" در سوئد کشف شد و در سال 1820، بوسیله "Jons Berzelius" جداسازی شد. بسیاری از شیمیدانان معاصر تا سال 1844 تصور میکردند نیوبیم و تانتالم عناصری مشابه هستند تا اینکه پس از سال 1866 محققان اثبات کردند اسیدهای نیوبیم و تانتالم ترکیباتی متفاوت میباشند.

    محققان در ابتدا فقط توانستند نوع ناخالص این فلز را جدا کنند و اولین شکل نسبتا" خالص و انعطاف پذیر این فلز در سال 1903 بوسیله "Werner von Bolton" تولید شد. قبل از تنگستن از سیمهای باریک تانتالم در لامپ استفاده میشد.

    نام این عنصر از نام تانتالوس ، پدر نایوبی در اسطوره شناسی یونانی گرفته شده که پس از مرگ مجازات شد بصورتیکه با میوه هایی رسیده بالای سرخود محکوم به ایستادن تا زانو در آب بود و هر دو حالت برای همیشه او را به هوس میانداخت؛ اگر برای نوشیدن آب خم شود، سطح آب پایین میرود و اگر برای چیدن میوه اقدام کند شاخهها از دسترس او دور میشوند. این حالت مشابه خصوصیت عمومی واکنشناپذیری تانتالم به حساب میآید. این عنصردر کنار معرفها قرار میگیرد، ولی تحت تاثیر آنها واقع نمیشود.

    پیدایـــــــــــش
    تانتالم ، اصولا" در کانی تانتالیت و اوکسنیت و سایر کانیها ( سامارسکیت و فرگوسونیت ) یافت میشود. کانیهای تانتالم در استرالیا ، برزیل ، کانادا ، جمهوری دموکراتیک کنگو ، موزامبیک ، نیجریه ، پرتقال و تایلند استخراج میشوند. تانتالیت اکثرا" به همراه کلمبیت در سنگ معدنی به نام کلتان وجود دارد که درباره منابع آنها سوالاتی مطرح شده است.

    مراحل پیچیده ای برای جداسازی تانتالم از نیوبیم بکار گرفته میشود. برای تولید تجاری این عنصر باید از یکی از روشهای متفاوت این کار استفاده نمود، مثلا" الکترولیز فلوروتنتالات پتاسیم مذاب ، کاهش فلوروتنتالات پتاسیم با سدیم یا بوسیله واکنش کاربید تانتالم با اکسید تانتالم. تانتالم همچنین یک محصول جانبی از استخراج قلع میباشد.

    خصوصیات قابل توجه
    تانتالم خاکستری رنگ ، سنگین ، انعطاف پذیر ، بسیار سخت ، بهآسانی قابل تهیه ، بهشدت در برابر اسیدها مقاوم و از هدایت الکتریکی و حرارتی خوبی برخوردار میباشد. در واقع این فلز در دماهای زیر 150 درجه سانتیگراد ، کاملا" از حملات شیمیایی مصون است و فقط توسط اسید هیدروفلوئوریک ، محلولهای اسیدی حاوی یون فلورید و تریاکسید سولفور آزاد مورد حمله قرار میگیرد. تنها نقطه ذوب تنگستن و رنیم از این عنصر بیشتر است ( نقطه ذوب k 3290 و نقطه جوش k 5731).

    کاربردهــــــا
    کاربرد اصلی تانتالم ، بصورت پودر فلزی در تولید قطعات الکترونیکی ، عمدتا" خازنهای تانتالم میباشد. موارد استفاده از خازنهای تانتالم ، بیشتر در تلفنهای سیار ، پیجرها ، رایانهها و الکترونیک موتوری است. از تانتالم همچنین جهت تولید آلیاژهای مختلفی که دارای نقاط ذوب بالا ، مقاومت و انعطاف پذیری هستند، استفاده میشود.

    تانتالم با عناصر دیگر آلیاژهایی میسازد که در تولید ابزارهای کاربید برای وسایل فلزکاری و در تولید ابر آلیاژها برای قطعات موتورهای جت ، ابزار فرآیندهای شیمیایی ، رآکتورهای هستهای و قطعات موشک بکار میروند. این فلز ، انعطافپذیر بوده و میتوان آنرا به شکل سیمهای ظریفی تبدیل نمود که بعنوان یک افروزه جهت تبخیر فلزاتی همچون آلومینیوم بکار میروند.

    چون در برابر واکنش مایعات بدن مصون است و تحریک کننده نیز نمیباشد، در ساخت وسایل جراحی کاربرد وسیعی دارد. قرار است از اکسید تانتالم برای ساخت شیشههایی با ضریب شکست بالا جهت لنز دوربین استفاده شود. علاوه بر اینها از این فلز در تولید قسمتهای کوره خلأ استفاده میگردد.

    ترکیبات
    دانشمندان آزمایشگاه ملی Los Alamos ماده های مرکب گرافیت ، کاربید و تانتالم ساختهاند که یکی از سختترین مواد ساخته شده محسوب میشود.

    ایزوتوپهــــــا
    تانتالم بطور طبیعی دارای دو ایزوتوپ میباشد، Ta-181 که ایزوتوپی پایدار است وTa-180 که ایزوتوپ رادیواکتیو است که خیلی سریع به یک ایزومر هستهای با نیم عمر بیش از 15 10 سال تبدیل میشود.

    هشدارهـــــــا
    ترکیبات دارای تانتالم بهندرت مشکل ساز بوده و این فلز عموما" در آزمایشگاه دردسرساز نمیباشد. اما باید آنرا شدیدا" سمی به حساب آورد. شواهدی مبنی بر تومور زایی ترکیبات تانتالم وجود دارد و گرده فلز آن ، خطر انفجار و احتراق در پی دارد.