معرفی جامع عناصر جدول تناوبی

*مینا*

کاربر فعال شیمی
مندلیف و لوتار میردر موردخواص عنصرهاو ارتباط انها بررسی های دقیق تری انجام دادندودر سال ۱۸۶۹م به این نتیجه رسیدند که خواص عنصرها تابعی تناوبی از جرم انهاست.به این معنا که اگر عنصرها را به ترتیب افزایش جرم اتمی مرتب شوند نوعی تناوب در انها اشکار میگرددوپس ازتعداد معینی از عنصرها عنصرهایی با خواص مشابه خواص پیشین تکرار می شوند .
مندلیف در سال ۱۸۶۹ بر پایه ی قانون تناوب جدولی از ۶۳عنصر شناخته شده ی زمان خود منتشر کرد .در فاصله ی بین سالهای ۱۸۶۹ تا ۱۸۷۱م مندلیف هم مانند لوتار میر با بررسی خواص عنصرها و ترکیب های انها متوجه شد که تغییرهای خواص شیمیایی عنصرها مانند خواص فیزیکی انها نسبت به جرم اتمی روند تناوبی دارد.از این رو جدول جدیدی در ۸ ستون و۱۲سطر تنظیم کرد.او با توجه به نارسایی های جدول نیو لندز ولوتار میر و حتی جدول قبلی خود جدولی تقریبابدون نقص ارایه دادکه فراگیر وماندنی شد.
● شاهکارهای مندلیف در ساخت شهرک عناصر :
▪ روابط همسایگی:
دانشمندان پیش از مندلیف در طبقه بندی عناصر هر یک را جداگانه و بدون وابستگی به سایر عناصر در نظر می گرفتند.اما مندلیف خاصیتی را کشف کرد که روابط بین عنصرها را به درستی نشان میدادو ان را پایه تنظیم عناصر قرار داد.
▪ وسواس وی:
او برخی از عناصر را دوباره بررسی کرد تا هر نوع ایرادی را که به نادرست بودن جرم اتمی از بین ببرد.در برخی موارد به حکم ضرورت اصل تشابه خواص در گروهها را بر قاعده افزایش جرم اتمی مقدم شمرد.
▪ واحدهای خالی:
در برخی موارد در جدول جای خالی منظور کردیعنی هر جا که بر حسب افزایش جرم اتمی عناصر باید در زیر عنصر دیگری جای می گرفت که در خواص به ان شباهتی نداشت ان مکان را خالی می گذاشتو ان عنصر را در جایی که تشابه خواص رعایت میشد جای داد.این خود به پیش بینی تعدادی ا زعنصرهای ناشناخته منتهی شد.
▪ استقبال از ساکنان بعدی:
مندلیف با توجه به موقعیت عنصرهای کشف نشده و با بهره گیری از طبقه بندی دوبرایزتوانستخواص انها را پیش بینی کند.برای نمونه مندلیف در جدولی که در سال ۱۸۶۹ تنظیم کرده بودمس و نقره وطلا را مانند فلزی قلیایی در ستون نخست جا داده بود اما کمی بعد عناصر این ستون را به دو گروه اصلی و فرعی تقسیم کرد.سپس دوره های نخست و دوم و سوم هر یک شامل یک سطر و هر یک از دوره های چهارم به بعد شامل دو سطر شده وبه ترتیب از دوره های چهارم به بعد دو خانه اول وشش خانه اخر از سطر دوم مربوط به عناصر اصلی ان دوره و هشت خانه باقی مانده ی سطر اول و دو خانه اول سطر دوم مربوط به عناصر فرعی بود
▪ ساخت واحد مسکونی هشتم:
مندلیف با توجه به این که عناصراهن وکبالت ونیکل وروتینیم ورودیم وپالادیم واسمیم وایریدیم وپلاتینخواص نسبتا با یکدیگر دارند این عناصر را در سه ردیف سه تایی و در ستون جداگانه ای جای دادو به جدول پیشین خود گروه هشتم ا هم افزود. در ان زمان گازهای نجیب شناخته نشده بوداز این رودر متن جدول اصلی مندلیف جایی برای این عناصر پیش بینی نشد. پس از ان رامسی و رایله در سال ۱۸۹۴ گاز ارگون را کشف کردند و تا سا ل ۱۹۰۸ م گازهای نجیب دیگرکشف شد و ظرفیت شیمیایی انها ۰ در نظر گرفته شدو به گازهای بی اثر شهرت یافتند.
▪ اسانسور مندلیفبه سوی اسمان شیمی :
جدول مندلیف در تنظیم و پایدار کردن جرم اتمی بسیاری از موارد مندلیفنادرست بودن جرم اتمی برخی از عناصر را ثابت و برخی دیگر را درست کرد .جدول تناوبی نه تنها به کشف عنصرهای ناشناخته کمک کرد بلکه در گسترش و کامل کردن نظریه ی اتمی نقش بزرگی بر عهده داشت و سبب اسان شدن بررسی عناصر و ترکیب های انها شد.
● مجتمع نیمه تمام:
جدول تناوبی با نارسایی هایی همراه بود که عبارتند از :
۱) جای هیدروژن در جدول بطور دقیق مشخص نبود .گاهی ان را بالا ی گروه فلزهای قلیایی و گاهی بالای گروه های گروه هالوژن ها جا میداد.
۲) در نیکل و کبالت که جرم اتمی نزدیک به هم دارند خواص شیمیایی متفاوت است و با پایه قانون تناوبی ناسازگاری دارد.
۳) کبالت را پیش از نیکل و همچنین تلور را پیش از ید جای داد که با ترتیب صعودی جرم اتمی هم خوانی نداشت .با پیش رفت پژوهش ها و با کشف پرتوایکس و عنصرهاو بررسی دقیق طیف انها عدد اتمی کشف و اشکار شد و عناصر بر حسب افزایش عدد اتمی مرتب و نار سایی های جزیی موجود در جدول مندلیف از بین رفت .زیرا تغییرات خواص عناصر نسبت به عدد اتمی از نظم بیشتری برخوردارست تا جرم اتمی انها .
۴) سال پس از نشر جدول مندلیف بوابو در ات به روش طیف نگاری اکا الومینیوم را کشف کرد و گالیم نامید و ۴ سال بعد نیلسون اکا بور را کشف کرد و اسکاندیم نامید و هفت سال بعد ونیکلر هم اکا سیلسیم را از راه تجربه طیفی کشف کرد و ان را ژرمانیم نامید.
● تغییرات خواص عناصر در دوره ها و گروههای جدول:
۱) تغییرات شعاع اتمی :
در هر گروه با افزایش عدد اتمی شعاع اتمی افزایش می یابد ودر هر دوره با افزایش عدد اتمی شعاع اتمی به تدریج کوچکتر می گردد.
۲) تغییرات شعاع یونی :
شعاع یون کاتیون هر فلز از شعاع اتمی ان کوچکتر و شعاع هر نا فلز از شعاع اتمی ان بزرگتر است.به طور کلی تغییرهای شعاع یونی همان روند تغییرات شعاع اتمی است.
۳) تغییرات انرژی یونش:
در هر دوره با افزایش عدد اتمی انرژی یونش افزایش
می یابد و در هر گروه با افزایش لایه های الکترونی انرژی یونش کاهش می یابد.
۴) تغییرات الکترون خواهی :
در هر دوره با افزایش عدد اتمی انرژی الکترونخواهی افزایش می یابدودر هر گروه با افزایش عدد اتمی اصولا انرژی الکترون خواهی از بالا به پایین کم می شود .
۵) تغییرات الکترونگاتیوی:
در هر دوره به علت افزایش نسبتا زیا د شعاع اتمی الکترونگاتیوی عناصر کم میشود و در هر دوره به علت کاهش شعاع اتمی الکترونگاتیوی عناصر افزایش می یابد .
۶) تغییرتعدادالکترونهای لایه ظرفیتوعدد اکسایش:در هر دوره از عنصری به عنصر دیگریک واحد به تعداد الکترون ها ی ظرفیت افزوده میشود و تعداد این الکترونها و عدد اکسایش در عنصرهای هر گروه با هم برابرند.
۷) تغییرات پتانسیل الکترودی :
در ازای هردوره با افزایش عدد اتمی توانایی کاهندگی عنصرها کاهش می یابد و توانایی اکسیدکنندگی انها افزایش می یابد .از این روفلزهایی که در سمت چپ دوره ها جای دارندخاصیت کاهندگی ونا فلزهایی که در سمت راست دوره ها جای دارندتوانایی اکسید کنندگی دارند.در موردعناصر یک گروه توانایی اکسید ?کنندگی با افزایش عدد اتمی وپتانسیل کاهش می یابد.
۸) تغییرات توانایی بازی هیدروکسید:
توانایی بازی هیدروکسیدعناصر در گروهها ازبالا به پایین افزایش می یابد اما در دوره از سمت چپ به راست رو به کاهش است.
۹) تغییرات دما وذوب یا جو ش:
در هر دوره دمای ذوب و جوش تا اندازه ای به طورتناوبی تغییر می کند ولی این روندمنظم نیست و در موردعناصرگروهها نیز روندواحدی وجود ندارد .
منبع:www.articles.ir
 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
معرفی جامع عناصر جدول تناوبی

هیدروژن (H2)

هیدروژن یا آبزا، یک عنصر شیمیایی در جدول تناوبی است كه با حرف H و

عدد اتمی ۱ نشان داده شده است.

پیدایش:

هیدروژن فراوانترین عنصر در جهان است بطوریکه ۷۵٪ جرم مواد طبیعی از

این عنصر ساخته شده و بیش از ۹۰٪ اتم‌های تشکیل دهنده آنها اتم‌های

هیدروژن است.

این عنصر به مقدار زیاد و به وفور در ستارگان و سیارات غولهای گازی یافت

می‌شود. به نسبت فراوانی زیاد آن در جاهای دیگر، هیدروژن در اتمسفر

زمین بسیار رقیق است(۱ ppm برحسب حجم). متعارف‌ترین منبع برای این

عنصر در زمین آب است که از دو قسمت هیدروژن و یک قسمت اکسیژن (

H۲O) ساخته شده است.

منابع دیگر عبارت‌اند از زغال،سوخت فسیلی و گاز طبیعی.

هیدروژن از چندین راه مختلف بدست می‌آید، عبور بخار از روی کربن داغ،

تجزیه هیدروکربن به‌وسیله حرارت، واکنش هیدروکسیدسدیم یا پتاسیم بر

آلومینیوم، الکترولیز آب یا از جابجایی آن در اسیدها توسط فلزات خاص.

هیدروژن تجاری در حجمهای زیاد معمولاً به‌وسیله تجزیه گاز طبیعی تولید

می‌شود.

ویژگی‌:

معمول‌ترین ایزوتوپ آن شامل تنها یک پروتون و الکترون است.

هیدروژن یک گاز دو اتمی با نقطه جوش ۲۰.۲۷° K و نقطه ذوب ۱۴.۰۲° K را

میسازد.در صورتیکه این گاز تحت فشار فوق العاده بالایی، مانند شرایطی

که در مرکز غولهای گازی وجود دارد، قرار گیرد مولکولها ماهیت خود را از

دست داده و بصورت فلزی مایع در می‌آید.

اما در فشارهای بسیار پایین مانند شرایطی که در فضا یافت می‌شود، به

این علت که هیچ راهی برای ترکیب اتمهایش وجود ندارد،تمایل دارد تا بصورت

اتم‌های مجزا در آمده؛ ابرهای H۲ (هیدروژنی) تشکیل می‌شود که به

شکل گیری ستارگان نیز مرتبط است.

هیدروژن عنصری بی رنگ، بی بو، غیر فلز، یک ظرفیتی و گازی دو اتمی، با

خاصیت شعله وری فوق العاده بالا است.قابلیت واکنش شیمیایی با بیشتر

عناصر را دارد.

ستارگان در توالی اصلی خود به وفور از هیدروژن در حالت پلاسمایی تشکیل

شده اند. این عنصر در تولید آمونیاک، به‌عنوان یک گاز بالا برنده، یک سوخت

جایگزین و اخیرا به‌عنوان منبع انرژی مورد استفاده پیلهای سوختی قرار

می‌گیرد.

در آزمایشگاه، از واکنش اسیدها بر فلزهایی مثل روی، بدست می‌آید. اما

برای تولید در حجم زیاد از الکترولیز آب که معمول‌ترین روش است، استفاده

می‌شود.دانشمندان سعی دارند تا روش‌های جدیدی را بوجود آوردند که از

جلبک‌های سبز برای تولید هیدروژن استفاده نمایند.
 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
کاربردها:

به مقدار بسیار زیادی در فرآیند هابر (Haber Process) صنعت نیاز است،

مقدار قابل توجهی در برای تولید آمونیاک، هیدروژنه کردن چربی‌ها و

روغن‌ها، و تولید متانول.

سایر موارد:


آلکیل زدایی آبی (هیدرودیلکیلاسیون hydrodealkylation)،

گوگردزدایی آبی (هیدرودیسولفوریزاسیون، hydrodesulfurization) و


هیدروکرکینک (hydrocracking)

تولید اسید هیدروکلریک،جوشکاری،سوخت‌هایموشک و احیاء سنگ

معدن فلزی

هیدروژن مایع در تحقیقات سرما‌شناسی مانند مطالعات ابررسانایی

بکار می‌رود.

تریتیوم که در رآکتورهای اتمی تولید می‌شود در ساخت بمبهای

هیدروژنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

هیدروژن چهارده و نیم بار از هوا سبکتر است و سابقا به‌عنوان عامل

بالا برنده در بالون‌ها و کشتی‌های هوایی مورد استفاده قرار می‌گرفت تا


وقتیکه فاجعه هیندنبرگ ثابت کرد که استفاده از این گاز برای این منظور

بسیار خطرناک است.

دوتریوم به‌عنوان یک کند کننده جهت کاهش حرکت نوترونها در فعالیت‌های

هسته‌ای مورد استفاده قرار می گیرد.تریتیوم که یک ایزوتوپ طبقه بندی

شده است به‌عنوان یک منبع تشعشع در رنگهای نورانی کاربرد دارد.


هیدروژن می‌تواند در موتورهای درون سوز سوخته شود و یا در پیلهای

هیدروژنی انرژی بصورت برق تولید کند.

ترکیبات:

هیدروژن دارای عدد اکترونگاتیویته ۲.۲ است پس هنگامی ترکیبات را

می‌سازد که عناصر غیر فلزی تر و عناصر فلزی تری وجود داشته باشند. در

این حالت(غیر فلزی) تشکیل دهنده‌ها هیدریدها نامیده می‌شوند، که

هیدروژن یا بصورت یونهای H- یا بصورت حل شده در عنصر دیگر وجود خواهد

داشت (مانند هیدرید پالادیوم).

در حالت دوم (فلزی)تمایل برای تشکیل پیوند کووالانسیدارد، چون یونهای

H+ بصورت یک اتم عریان فاقد الکترون در می‌آیند بنابراین تمایل شدیدی به

جذب الکترونها به سمت خود داردند.

هر دوی اینها تولید اسید می‌کنند.

هیدروژن با اکسیژن ترکیب شده و تولید آب می‌کند، H۲O، که در این

واکنش مقدار زیادی انرژی را بصورتی آزاد می‌کند که، باعث انفجار در هوا

می‌گردد. به اکسید دوتریوم یا D۲O، که معمولاً آب سنگین گفته می‌شود.

همچنین هیدروژن با کربن یک سری ترکیبات گسترده‌ای را بوجود می‌آورد.

بخاطر ارتباط این ترکیبات با چیزهای زنده، این ترکیبات را ترکیبات آلی

می‌نامند، و به مطالعه خصوصیات این ترکیبات شیمی آلی گفته می‌شود.


 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
هلیم (He)

هلیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان He و عدد اتمی 2

وجود دارد.هلیم که گاز بی‌اثر بی‌رنگ و بی‌بویی است، دارای پایین‌ترین نقطه

جوش در میان عناصر است و تنها تحت فشار بسیار زیاد به حالت جامد در

می‌آید. این عنصر بصورت گاز تک‌اتمی یافت می‌شود، از نظر شیمیایی خنثی

می‌باشد و بعد از هیدروژن فراوانترین عنصر در جهان به حساب می‌آید.

هلیم در جو زمین به میزان بسیار کم براثر فرسایش مواد معدنی خاصی

یافت شده ، در بعضی از آبهای معدنی هم وجود دارد. هلیم در گازهای

طبیعی خاصی بصورت مقادیر قابل تهیه تجاری وجود دارد و از آن بعنوان گاز

بالابرنده در بالونها ، مایع سردکننده سرمازا در آهنرباهای ابر رسانا و گاز وزن

افزا در غواصی در آبهای عمیق استفاده می‌گردد.


تاریخچــــــــه:

هلیم ( از واژه یونانی helios به معنی خورشید ) درسـال 1868 توسط "

Pierre Janssen" فرانســوی و "Norman Lockyer" انگلیسی که

مستقل از هم فعالیت می‌کردند، کشف شد. هر دوی آنها هنگام یک

خورشید گرفتگی در همان سال ، مشغول مطالعه بر روی نور خورشید بودند

و بطور طیف‌نمایی متوجه خط انتشار عنصر ناشناخته ای شدند.

"Eduard Frankland" ضمن تایید یافته‌های Janssen ، نام این عنصر را با

توجه به نام خدای خورشید در یونان ،Helios پیشنهاد کرد و چون انتظار

می‌رفت این عنصر جدید ، فلز باشد، پسوند ium – را به آن افزود.

"William Ramsay" سال 1895 این عنصر را از clevite جدا نمود و در

نهایت متوجه غیر فلز بودن آن گشت، اما نام این عنصر تغییری نکرد. "Nils

Langlet" و "Per Theodor Cleve" شیمیدانان سوئدی که بطور مستقل

از Ramsay کار می‌کردند، تقریبا" در همان زمان موفق به جداسازی هلیم از

Clevite شدند.

سال 1907 "Thomas Royds" و "Thomas Royds" موفق به اثبات این

واقعیت شدند که ذرات آلفا ، هسته‌های اتم هلیم می‌باشند. "Heike

Kamerlingh Onnes" فیزیکدان آلمانی درسال 1908 اولین مایع هلیم را

بوسیله سرد کردن این گاز تا 9K بدست آورد و به سبب این کار بزرگ ، جایزه

نوبل را به او اهداء کردند.

سال 1926، یکی از شاگردان او به نام "Willem Hendrik Keesom " برای

اولین بار هلیم را بصورت جامد تبدیل نمود.


پیدایــــــــش:

هلیم بعد از هیدروژن فراوانترین عنصر در جهان است و تقریبا" 20% ماده

ستارگان را تشکیل می‌دهد. این گاز همچنین دارای نقش مهمی در

واکنشهای پروتون – پروتون و چرخه کربن در ستارگان است که تشکیل

دهنده بیشترین انرژی آنها می‌باشد. فراوانی هلیم بیشتر از آن است که با

تولید توسط ستارگان توجیه شود، اما با مدل انفجار بزرگ (Big Bang )

سازگار است و اکثر هلیم موجود در جهان در سه دقیقه اول شکل‌گیری

جهان بوجود آمده‌اند.

این عنصر در جو زمین و به مقدار 1 در 000 00 2 وجود داشته ، بعنوان یک

محصول فروپاشی در کانی‌های رادیواکتیو گوناگونی یافت می‌شود؛ بخصوص

این عنصر در کانی‌های اورانیوم و توریم مانند clevites ، pitchblende،

carnotite ، monazite و beryl ، بعضی از آبهای معدنی (در بعضی از

چشمه های ایسلند به میزان 1 در 1000 هلیم وجود دارد)، در گازهای

آتشفشانی و در گازهای طبیعی خاصی در آمریکا (که بیشتر هلیم تجاری

جهان از این منطقه بدست می‌آید) دیده می‌شود.

هلیم را می توان از طریق بمباران لیتیم با بور بوسیله پروتونهای سریع تولید

نمود.


خصوصیات قابل توجه:

هلیم در دما و فشار طبیعی بصورت گازی تک‌اتمی وجود دارد و فقط در شرایط

بسیار غیر عادی متراکم می‌شود. هلیم دارای پایین‌ترین نقطه ذوب در میان

عناصر است و تنها مایعی است که با کاهش دما به جامد تبدیل نمی‌شود و

در فشار استاندارد تا دمای صفر مطلق به حالت مایع باقی می‌ماند؛ (تنها با

افزایش فشار می‌توان آنرا به جامد تبدیل نمود.)

در واقع دمای بحرانی که بالاتر از آن بین حالات مایع و گاز هیچ تفاوتی وجود

ندارد، تنها 19,5K است. He-4 و He-3 جامد از این نظر که یک محقق

می‌تواند با استفاده از فشار حجم آنها را بیش از 30% تغییر دهد، منحصر به

فرد هستند. ظرفیت گرمایی ویژه گاز هلیم بسیار زیاد است و بخار آن بسیار

متراکم می‌باشد، بطوری‌که در صورت گرم شدن در دمای اطاق سریعا"

منبسط می‌گردد.

هلیم جامد فقط در فشار بالا و در تقریبا" 100 مگا پاسکال در 15- درجه

کلوین است که بین دمای پایین و بالا یک جابجایی انجام می‌دهد که در آن ،

اتمها دارای آرایشهای به‌ترتیب مکعبی و شش‌ضلعی می‌شوند. در یک لحظه

از این دما و فشار ، حالت سومی بوجود می‌آید که در آن ، اتمها آرایشی

مکعبی به خود می‌گیرند، در حالیکه جرم آن در مرکز قرار دارد.

تمامی این حالات از نظر انرژی و چگالی مشابه هستند و دلایل این تغییرات

به جزئیات چگونگی شکل‌گیری اتم‌ها بر می‌گردد.


کاربردهـــــــا :

هلیم بیشتر بعنوان گازی بالابرنده در بالونها استفاده می‌شود که از آنها

به‌ترتیب برای تبلیغات ، تحقیقات جوی ، شناسایی‌های نظامی و بعنوان یک

چیز بدیع استفاده می‌شود. بعلاوه هلیم دارای قدرت بالابرندگی 92,64%

هیدروژن است، اما بر خلاف آن قابل اشتعال نبوده ، بنابراین ایمن‌تر از

هیدروژن به‌حساب می‌آید.


سایر کاربردهای آن:


  • هلیم – اکسیژن برای تنفس در محیطهای پرفشار مثل لباس غواصی
یا زیردریائیها بکار می‌رود، چون هلیم ساکن است و کمتر از نیتروژن ، در خون

قابل حل می‌باشد و 2,5 مرتبه سریعتر از نیتروژن منتشر می‌شود. این

مسئله موجب کاهش مدت زمان لازم برای از بین بردن گاز در هنگام

فشارزدایی می‌شود و خطر خواب نیتروژنی را از بین می‌برد و احتمال تمرکز



آن مثل حبابهای متصل وجود ندارد.
  • دارای پایین‌ترین نقطه ذوب و جوش در میان عناصر است که این
خصوصیت ، مایع هلیم را به خنک کننـده ای ایده‌آل برای مقاصدی که دمای

بسیار پایین نیاز دارند، تبدیل می‌کند، از جمله آهنرباهای ابررسانا و تحقیقات



سرما شناسی که در آنها دمای نزدیک به صفر مطلق نیاز است.
  • هلیم بعنوان یک خنثی و حامل بعنوان مثال در گاز رنگ‌کاری)) مورد
استفاده قرار می‌گیرد.
  • همجوشی هیدروژن به هلیم انرژی لازم برای بمبهای اتمی را تامین
می‌کند.
  • از هیدروژن همچنین برای موشکهای با سوخت مایع فشرده ، بعنوان
حفاظ گاز در جوشکاری برقی ، بعنوان گازی محافظ برای تولید بلورهای

سیلیکون و ژرمانیم ، بعنوان عامل خنک کننده برای رآکتورهای اتمی و برای



تونلهای بادی فراصوتی استفاده می‌شود.
  • همزمان با پیشرفت تکنولوژی MRI) magnetic resonance
imaging) در مصارف پزشکی ، استفاده از هلیم مایع در MRI رو به افزایش

است.


ترکیبات:

هلیم اولین عنصر در گروه گازهای بی‌اثر است و برای بسیاری از اهداف

عملی واکنش‌ناپذیر می‌باشد. اما در اثر تخلیه الکتریکی یا بمباران الکترونی ،

ترکیباتی را با تنگستن ، ید ، فلوئور ، گوگرد و فسفر بوجود می‌آورد.
 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
ادامه هلیم

ادامه هلیم

ایزوتوپهــــــــــا :


معمولترین ایزوتوپ هلیم ، He-4 می‌باشد که هسته آن ، دارای دو پروتون و

دو نوترون است. چون تعداد نوکلئونها عجیب است، این یک آرایش اتمی

غیرعادی پایدار به‌حساب می‌آید، یعنی نوکلئونها در لایه‌های کامل آرایش

یافته‌اند. بسیاری از هسته‌های سنگین‌تر بر اثر انتشار هسته‌های He-4

متلاشی می‌شوند، فرآیندی که فروپاشی آلفا نامیده شده ، به همین علت

هسته‌های هلیم را ذرات آلفا می‌نامند و بیشتر هلیم زمین با این فرآیند

تولید می‌شود.

دومین ایزوتوپ هلیم ، He-3 است که هسته آن تنها دارای یک نوترون


می‌باشد. علاوه بر اینها هلیم چندین ایزوتوپ سنگین تر رادیواکتیو دارد. He-3

عملا" در سطح زمین ناشناخته است، چون منابع درونی هلیم ، زمانیکه

ذرات آلفا و هلیم اتمسفری در دوران زمین شناسی نسبتا" کوتاهی وارد

فضا می‌شوند، فقط ایزوتوپ He-4 تولید می‌کنند.

He-3و He-4 هر دو در انفجار بزرگ (Big Bang) تولید شده‌اند و بعد از


هیدروژن ، فراوانترین عنصر موجود در طبیعت هلیم است. هلیم اضافی

بوسیله همجوشی هیدروژن درون هسته‌های اختری و از طریق فرآیندی که

زنجیره پروتون – پروتون نامیده می‌شود، تولید می‌گردد.


گونه‌هــــــــا:

هلیم مایع ( He-4) به دو صورت یافت می‌شود : He-4II و He-4I که در نقطه


تحول فعالی در دمای 1768,2K و در فشار بخار آن مشترک هستند. He-4I

( بالای این نقطه) مایعی نرمال است، اما He-4II ( پایین این نقطه) شبیه

هیچ یک از مواد شناخته شده نمی‌باشد.

وقتی در دمای بالاتر از 1768,2K و در فشار بخار خود ( به اصطلاح نقطه

لامدا ) سرد شد، تبدیل به یک ابر شار به نام هلیم مایع II می‌گردد

( برعکس هلیم مایعI که نرمال است) که به علت تاثیرات کوانتومی ،

ویژگیهای غیر عادی زیادی داشته ، یکی از اولین نمونه‌های مشاهده شده

از اثرات کوانتومی است که درمقیاس macroscopic عمل می‌کند.

چون این تاثیر متکی به تراکم بوزونها( bosons ) است، این تحولات در He-3


در دمایی پایین‌تر از He-4 رخ می‌دهد، اما هسته‌های He-3 فرمیونها (

fermions ) هستند که نمی‌توانند جداگانه متراکم شوند، ولی در جفتهای

بوزونی باید اینگونه باشند. چون این دگرگونی منظم است، بدون گرمای نهان

در نقطه لامدا این دو نوع مایع هرگز همزیستی نمی‌کنند.

هلیم II دارای ویسکوزیته صفر است و خاصیت هدایت حرارتی آن از تمام


مواد دیگر بیشتر است. بعلاوه هلیم II پدیده ترمومکانیکال را بروز می‌دهد؛

اگر دو ظرف حاوی هلیمII بوسیله یک لوله بسیار باریک به هم متصل باشند

و یکی از آنها را گرم کنیم، جریانی از هلیم II به طرف ظرف گرم شده بوجود

می‌آید. بر عکس در پدیده مکانیک حرارتی ، سرد کردن هلیم II که در حال

خارج شدن از لوله باریک است، باعث ایجاد جریان اجباری هلیم II در لوله

ای باریک می‌شود.

تغییرات حرارتی وارده بر هلیم II ، همانند آنچه که در تغییرات تراکم صدا


وجود دارد ( پدیده ای که " صدای دوم " نامیده می‌شود ) سرتاسر این مایع

انتشار می‌یابد.سطوح سختی که با هلیم II در تماسند، بوسیله لایه نازکی

به قطر 50 تا 100 اتم پوشیده می‌شوند که در طول آن می‌تواند جریان بدون

اصطکاک این مایع انجام پذیرد؛ در نتیجه نگهداری هلیم II در ظرف باز ، بدون

خارج شدن این مایع از لبه آن امکان پذیر نیست.

جابجائی‌های فراوان هلیم II بوسیله لایه آن با سرعت ثابت انجام می‌شود


که فقط به دما بستگی دارد. در آخر اینکه یک حجم زیادی از هلیم II بصورت

یک واحد گردش نخواهد داشت. در عوض تلاش برای گردش آنها منجر به

vortice های کوچک بدون اصطکاکی در این مایع خواهد شد.


هشدارهـــــا :

محفظه‌هایی که با هلیم گازی در دمای 5 تا 10 کلوین پر شده‌اند، باید طوری


نگهداری شوند که گویی دارای هلیم مایع هستند، چون گرم شدن این گاز

در دمای اطاق منجر به افزایش شدید فشار آن می‌گردد.






 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
ليتيم ( Li )



تاریخچـه :

لیتیم را (واژه یونانی lithos به معنی سنگ) ، "Johann Arfvedson" در​

سال 1817 کشف کرد. "Arfvedson" این عنصر جدید را هنگامیکه در سوئد​

مشغول تجزیه و تحلیل بود، با مواد معدنی اسپادومین و لپدولیت در یک​

کانی پتالیت کشف نمود.​

"Christian Gmelin" در سال 1818 ، اولین کسی بود که شاهد قرمزرنگ​

شدن نمک لیتیم در شعله آتش بود. اما هر دوی این افراد ، در جداسازی​

این عنصر از نمکش ناکام ماندند.​

این عنصر را برای اولین بار "W.T. Brande" و "Humphrey Davy" با استفاده​


از
الکترولیز اکسید لیتیم جدا کردند. تولید تجاری فلز لیتیم در سال 1923

بوسیله شرکت آلمانی Metallgesellschaft AG و با استفاده از الکترولیز

کلرید لیتیم و کلرید پتاسیم مذاب محقق گشت. ظاهرا" نام لیتیم به این

علت انتخاب شد که این عنصر در یک ماده معدنی کشف شد، در حالیکه

سایر فلزات قلیایی اولین بار در بافتهای گیاهی دیده شده‌اند.


اطلاعات کلی :

لیتیم ، عنصر شیمیایی است، با عدد اتمی 3 که در جدول تناوبیبه همراه

فلزات قلیایی در گروه 1 قرار دارد. این عنصر در حالت خالص ، فلزی نرم و به

رنگ سفید خاکستری می‌باشد که به ‌سرعت در معرض آب و هوا اکسید

شده ، کدر می‌گردد.

لیتیم ، سبک‌ترین عنصر جامد بوده ، عمدتا" در آلیاژهای انتقال حرارت ، در

باطری‌ها بکار رفته ، در بعضی از تثبیت‌کننده‌های حالت mood stabilizers

مورد استفاده قرار می‌گیرد.


خصوصیات قابل توجه :

لیتیم ، سبکترین فلزات و دارای چگالی به اندازه نصف چگالی آب است.

این عنصر همانند همه فلزات قلیایی به‌راحتی در آب واکنش داده ، به سبب

فعالیتش هرگز در طبیعت بصورت آزاد یافت نمی‌شود.

با این وجود ، هنوز هم واکنش‌پذیری آن از سدیم کمتر است. وقتی لیتیم

روی شعله قرار گیرد، رنگ زرشکی جالبی تولید می‌کند، اما اگر به شدت

بسوزد، شعله‌هایی سفید درخشان ایجاد می‌کند. هنچنین لیتیم، عنصری

تک ‌ظرفیتی است.


کاربردهــا :

لیتیم ، به‌علت گرمای ویژه‌ اش ( بالاتر از تمامی جامدات) در انتقال حرارت

مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌علت خاصیت electrochemical، ماده مهمی

در آند باطریها محسوب می‌شود. سایر کاربردها:

نمکهای لیتیم ، مثل کربنات لیتیم ( Li2CO3 ) و سیترات لیتیم،

تثبیت‌کننده‌های حالت هستند که در درمان بیماریهای متضاد نقش دارند.


لیتیم کلرید و لیتیم برمید ، به‌شدت رطوبت را جذب می‌کنند، لذا در

خشک کننده‌ها به‌ کرات کاربرد دارند.


استارات لیتیم ، یک ماده لیز کننده کلی در دمای بالا و برای تمامی مقاصد

به شمار می‌رود.


لیتیم ، عاملی آلیاژ ساز است که در تولید ترکیبات آلی مورد استفاده قرار

گرفته ، نیز دارای کاربردهای اتمی می‌باشد.


گاهی اوقات از لیتیم در ساخت شیشه و سرامیک استفاده می‌گردد، مانند

شیشه‌های 200 اینچی تلســـــکوپ در Mt. Palomat.


در فضاپیماها و زیردریائی ، برای خارج کردن دی‌اکسید کربن ازهوا از

هیدروکسید لیتیم استفاده می‌شود.


از آلیاژ این فلز با آلومینیوم ، کادمیم ، مس و منگنز در ساخت قطعات

هواپیماهای بلند پرواز استفاده می‌گردد.





 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
ادامه لیتیم

ادامه لیتیم


پیدایـــش :

لیتیم بسیار پراکنده است، اما به‌علت واکنش‌پذیری زیادی که دارد، در

طبیعت بصورت آزاد وجود ندارد و همیشه بصورت ترکیب با یک یا چند عنصر

یا ترکیب دیگر دیده می‌شود. این فلز بخش کوچکی از کلیه سنگهای آذرین

را تشکیل داده ، نیز در بسیاری از شورابهای طبیعی وجود دارد.


تولید لیتیم از پایان جنگ جهانی دوم به‌شدت افزایش یافت.

این فلز در سنگهای آذرین از سایر عناصر جدا می‌شود و از آب چشمه‌های

معدنی هم بدست می‌آید. لپدولیت ، اسپادومین ، پتالیت و امبلی گونیت ،

مهمترین مواد معدنی حاوی لیتیم هستند.

در آمریکا ، لیتیم را از شورابهای واقع در Searles Lake خشکیده در کالیفرنیا

، مناطقی از Nevada و نقاط دیگر بازیافت می‌کنند. این فلز که همانند

سدیم

، پتاسیم و سایر اعضاء گروه فلزات قلیایی ، ظاهری سیمگون دارد، با روش

الکترولیز از یک مخلوط لیتیم و کلرید پتاسیم گداخته تولید می‌شود.

قیمت هر پوند لیتیم در سال 1997 ، 300 دلار آمریکا بود.


جداسازی آن بصورت زیر است:


کاتد: *Li+* + e → Li



آند: -Cl-* → 1/2 Cl2 (gas) + e



ایزوتوپهـــا :

لیتیم ، بطور طبیعی متشکل از 2 ایزوتوپ پایدار Li-7 و Li-6 است که Li-7

فراوان‌تر است ( وفور طبیعی 5/92%).

6 رادیوایزوتوپ هم برای آن وجود دارد که پایدارترین آنها ، Li-8 با نیمه عمر

838 هزارم ثانیه و Li-9 با نیمه عمـر 3/178 هزارم ثانیه می‌باشد.

مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو ، نیمه عمرهایی کمتر از 8,5 هزارم ثانیه داشته

یا ناشناخته‌اند.

ایزوتوپهای لیتیم طی یک سری فرآیندهای طبیعی مختلف از جمله تشکیل

مواد معدنی ( رسوب شیمیایی) ، متابولیسم ،(جابجائی یونی)، در برخی از

خاکهای معدنی که Li-6 به Li-7 ترجیح داده شده است در مکانهای

octahedral ، لیتیم جایگزین منیزیم و آهن می‌شود، hyperfiltration و

دگرگونی صخره‌ها ، بطور اساسی شکسته می‌شوند.


هشدارهــا :

لیتیم همانند فلزات قلیایی دیگر در حالت خالص ، شدیدا" آتش زا و در

معرض هوا و مخصوصا" آب تا حدی انفجاری است.

این فلز همچنین خورنده بوده ، لذا باید توجه خاص داشت و از تماس آن با

پوست بدن اجتناب کرد. در صورت ذخیره ، باید آنرا در هیدروکربن مایع قابل

اشتعالی مانند نفت نگهداری نمود. لیتیم ، هیچگونه نقش بیولوژیکی

نداشته ، تا حدی سمی محسوب می‌شود.








 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
سدیم ( Na)






سدیم عنصری فلزی نرم به رنگ سفید- نقره ای است و شدیدا" از لحاظ

شیمیایی فعال است. این عنصر در سال 1807 توسط Humphry Davy

دانشمند انگلیسی کشف گردید سدیم به صورت غیر ترکیبی در طبیعت

یافت نمی شود.

ترکیبات این عنصر در سنگها, خاک, اقیانوسها , دریاچه های نمک و آب های

معدنی یافت می شود.این فلز معمولا" از طریق الکترولیز کلرید سدیم ،

بوراکس و کریولیت مذاب تهیه می شود.

فراونی فلز سدیم در ستاره ها و خورشید زیاد است. خطوط D فلز سدیم در


طیف های خورشیدی به صورت برجسته ای دیده می شود. سدیم چهارمین

عنصر از نظر فراوانی در طبیعت است که میزان 2.6 درصد از ترکیب پوسته

زمین را شامل می شود. این عنصر بیشتر در فلزات آلکالی یافت می شود.

این عنصر توسط الکترولیز کلرید سدیم حاصل می شود.

این روش ارزانترین روش برای تولید فلز سدیم در چندین سال گذشته می

باشد.

بیشترین ترکیب این فلز کلرید سدیم است که در مواد معدنی مثل جوش

شیرین و نیترات سدیم و فلوئورید آلومینیوم و سدیم ، آمفیبولها ، زئولیت و

غیره وجود دارد.

سدیم فلزی واکنش پذیر است که به صورت آزاد در طبیعت یافت می شود.

سدیم عنصری نرم، شفاف، با رنگ نقره ای و شناور در آب می باشد. این

عنصر به علت میل ترکیبی شدید با اکسیژن هوا به خودی خود و به سرعت

آتش می گیرد. ولی در حرارت پایینتر از 1150 درجه آتش نمی گیرد.

فلز سدیم عنصری حیاتی در ساختارهای استرها و ترکیبات آلی است. این

فلز در ساخت آلیاژها، و تصفیه فلزات آلوده مورد استفاده قرار می گیرد. آلیاژ

سدیم و پتاسیم عامل مهم انتقال گرما هستند .

ترکیبات سدیم در صنایع مهمی چون کاغذسازی، شیشه، صابون سازی،

پارچه، صنایع شیمایی و فلزی کاربرد دارد. در صنایع صابون سازی نمک

سدیم به همراه اسیدهای چرب کاربرد دارد.

مهمترین ترکیبات سدیم دار در صنایع عبارتند از NaCl نمک طعام، Na2CO3

خاکستر جوش شیرین، NaHCO3 بی کربنات سدیم، NaOH سود سوز آور،

NaNO3 نیترات سدیم، در و تری فسفات سدیم، تری سولفات سدیم و

بوراکس Na2B4O7 . 10H2O.


برای این عنصر 13 ایزوتوپ شناخته شده است.

قیمت این فلز در صنعت حدود 15 تا 20 سنت در lb است. این فلز در بین

فلزات دیگر عنصر ارزانی است.

در موقع کار با این عنصر باید بسیار دقت نمود این عنصر را در نفت نگهدارای

می کنند چون با اکسیژن هوا به سرعت واکنش داده و اکسیده می شود.

اثرات سديم بر سلامتي انسان:

سديم يکي از ترکيبات تشکيل دهنده مواد غذايي به شمار مي رود.

معمولترين شکل استفاده سديم در مواد غذايي نمک است. سديم عنصر

شيميايي است که بدن انسان به آن نيازمند است زيرا سديم تعادل سيستم

هاي مايعات بدن را ايجاد ميکند.

همچنين سديم در سيستم عصبي و عضلات بدن مورد استفاده قرار ميگيرد.

مقدار زياد سديم باعث آسيب شديد به کليه ها ميشود و باعث افزايش

فشار خون ميگردد.

تماس سديم با آب مثلاً در هنگام عرق کردن بدن باعث تشکيل بخار

هيدروکسيد سديم ميشود. بخار هيدروکسيد سديم به پوست، چشمها،

گوش و گلو آسيب ميرساند. بخار هيدروکسيد سديم باعث عطسه و سرفه

شده و باعث سختي تنفس و در نهايت برونشيت شيميايي ميشود. بر اثر

تماس با پوست در بدن انسان خارش، سوزش، يا سوختگي جزئي و گاهي

اوقات آسيب دائمي ايجاد ميکند. اگر بخار سديم وارد چشم شود باعث

آسيب دائمي در چشم شده و سبب کاهش ديد ميشود.
 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
ادامه سدیم

ادامه سدیم

اثرات سديم بر محيط زيست:

مقدار سديمي که انواع مختلف ماهي ميتوانند تحمل کنند برابر 125 ppm در

96 ساعت (در آب شيرين) و مقدار سديمي که آبشش ماهي ها ميتواند

تحمل کند 88 ميلي گرم در 48 ساعت (آب شير) ميباشد.

در حالت جامد، سديم فاقد تحرک است، اگر چه در اين حالت به سرعت

رطوبت را جذب ميکند.

در حالت مايع هيدروکسيد سديم خاک شسته شده، وارد منابع آب شده و

آنها را آلوده ميکند.


خصوصیات فیزیکی و شیمیایی عنصر سدیم:

عدد اتمی: 11

جرم اتمی: 22.98977

نقطه ذوب C° 98.7

نقطه جوشC° 883

شعاع اتمیÅ 2.23

ظرفیت: 1

رنگ: سفید نقره ای

حالت استاندارد: جامد در 298 k

نام گروه:1- قلیایی

انرژی یونیزاسیون Kj/mol 495.8

شکل الکترونی: 11s2 2s2p6 3s1

شعاع یونیÅ 1.02

الکترونگاتیوی: 0.93

حالت اکسیداسیون: 1

دانسیته: 0.971

گرمای فروپاشی Kj/mol 2.598

گرمای تبخیر Kj/mol 96.96kJ

مقاومت الکتریکی Ohm m 4.89

گرمای ویژه: J/g Ko 1.23

دوره تناوبی:3

شماره سطح انرژی : 3

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 1

شماره ایزوتوپ : 1


ایزوتوپ:

ایزوتوپ نیمه عمر Na-22 2.6 سال

Na-23 پایدار

Na-24 14.96 ساعت


اشکال دیگر:

اکسید سدیم Na2O

هیدرید سدیم NaH

کلرید سدیم NaCl


منابع :

نمک طعام ، سطوح نمکی و انواع غذاها


کاربرد:

در پزشکی ، کشاورزی و عکاسی به کار می رود.

سدیم مایع برخی مواقع برای خنک کردن راکتور هسته ای به کار می رود.

در ساخت باطریها ، نمک طعام و شیشه به کار می رود.









 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز

پتاسیم ( K )






پتاسیم فلزی نرم به رنگ سفید - نقره ای است که شدیداًً از لحاظ

شیمیایی فعال است.این عنصر در سال 1807 توسط Humphry Davy

دانشمند انگلیسی کشف گردید.

پتاسیم به صورت غیر ترکیبی درطبیعت یافت نمی شود.ترکیبات این عنصر

درفلدسپار, میکا و سایر مواد معدنی یافت می شود.از نظر فراوانی در پوسته

زمین هفتمین عنصر و در محلولها و اقیانوسها ششمین عنصر می باشد.این

عنصر در آبهای معدنی, شورابه ها و رسوبات نمکی نیز یافت می شود.فلز

پتاسیم به صورت تجاری از طریق پروسه ترموشیمیایی که در این روش کلرید

پتاسیم مذاب با بخار سدیم واکنش داده می شود.این فلز از طریق الکترولیز

پتاسیم هیدروکسید مذاب نیز تهیه می شود.

حدود 2.4 % پوسته زمین را از نظر وزنی پتاسیم تشکیل می دهد. بیشتر

کانی های پتاسیم نامحلولند و روش به دست آوردن این فلز بسیار مشکل

است.

کانی هایی که دارای پتاسیم هستند شامل سیلویت، کارنالایت، لانژبنیت و

پلی هالیت می باشند. که این کانی ها در دریاچه های قدیمی و کف دریا و

نهشته های گسترده پتاسیم و نهشته های نمکی به دست می آید. معدن

پتاس در آلمان، نیومکزیکو، کالیفرنیا و چند ایالت دیگر آمریکا یافت می شود.

معدنهای بزرگ پتاس در اعماق زیاد حدود 3000 فوت یافت می شود و

پتاسیم همچنین در اقیانوس ها نیز یافت میشود .

پتاسیم به حالت آزاد در طبیعت یافت نمی شود و از الکترولیز هیدروکسید

پتاسیم حاصل می شود. روشهای گرمایی همچنین برای تولید پتاسیم

استفاده می شود. مثل روش کاهش ترکیبات پتاسیم با استفاده از ترکیبات

CaC2, C, Si, Na .

استفاده عمده پتاسیم و ترکیبات آن در کودهای شیمایی می باشد. پتاشیم

عامل ضروری برای رشد و نمو گیاهان است و در بسیاری از خاکها یافت می

شود.

ترکیب سدیم و پتاسیم NaK برای انتقال حرارت در حد متوسط استفاده می

شود. مهمترین نمکهای پتاسیم که اهمیت ویژه ای دارند عبارتند از

هیدروکسید، کربنات، کلرید، کلرات، برومید، یدید، سیانید، سولفات، کرومات

و کرومیت.

پتاسیم عنصری بسیار واکنش پذیر و با الکتروپوزیتیوه بالا در بین فلزات است.

بعد از لیتیم یکی از سبکترین فلزات به شمار می رود. این عنصر نرم و سبک

است به راحتی با چاقو بردیده می شود و رنگ آن تقریباً نقره ای است . این

عنصر به سرعت در مجاورت اکسیژن هوا اکسیده می شود و برای جلوگیری

از اکسید شدن آن باید این عنصر را در نفت نگهداری کرد. مانند دیگر عناصر

گروه آلکانها پتاسیم نیز در آب تجزیه می شود و هیدروژن آزاد می

شود.

پتاسیم در آب به خودی خود آتش می گیرد. پتاسیم و ترکیبات نمکی آن با

شعله بنفش می سوزند.

برا ی عنصر پتاسیم 17 ایزوتوپ شناخته شده است.

پتاسیم معمولی ترکیبی از 3 ایزوتوپ است که ایزوتوپ پتاسیم 40 رادیواکتیو

می باشد و نیمه عمر آن 1.28 x 109 سال می باشد.

به علت خاصیت رادیواکتیو بودن این عنصر با در موقع کار با آن دقت کرد .

قیمت فلز پتاسیم در بازار 40 دلار در هر پوند است.




ساختار بلوري عنصر پتاسيم




اترات پتاسيم بر سلامتي انسان:

پتاسيم در سبزيجات، ميوه، سيب زميني، گوشت، نان، شير و آجيل وجود

دارد. پتاسيم نقش مهمي در سيستم مايعات فيزيکي بدن انسان دارد و به

سيستم عصبي بدن کمک ميکند. اگر مقدار پتاسيم در بدن افزايش يابد،

ممکن است باعث از کار افتادگي کليه ها شود. همچنين مقدار زياد پتاسيم

بر ضربان قلب اثر ميگذارد.

پتاسيم بر تنفس انسان اثر ميگذارد. غبار پتاسيم باعث تحريک چشمها،

گوش، گلو، ششها شده، سبب عطسه، سرفه و گلو درد ميشود. مقدار زياد

پتاسيم باعث آب آوردگي ريه ها شده و ممکن است منجر به مرگ شود. بر

اثر تماس پتاسيم با پوست و چشم، سوختگي شديد اتفاق مي افتد و

آسيب دائمي را سبب ميشود.






 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
ادامه پتاسیم

ادامه پتاسیم

تاثيرات زيست محيطي پتاسيم:

پتاسيم همراه با نيتروژن و فسفر يکي از ماکرومينرالهاي اصلي براي بقاي

گياهان به شمار ميرود. وجود چنين ترکيبي براي سلامت خاک، رشد گياهان

و تغذيه جانوران ارزش زيادي دارد. يکي اثرات مهم پتاسيم در گياه، نقشي

است که پتاسيم در حفظ فشار اسمزي و اندازه سلول دارد، بنابراين پتاسيم

بر فتوسنتز و توليد انرژي اثر ميگذارد، همانطور دي اکسيد کربن بر جابجايي و

تورژسانس مواد غذايي در گياه موثر است. به اين ترتيب، بخش قابل توجهي

از عنصر شيميايي پتاسيم مورد استفاده براي رشد گياهان است.

نتيجه پايين آمدن پتاسيم در گياه با علائم زير همراه است:

رشد کم، کاهش گلدهي گياه و توليد اندک آن.

سطح بالاي پتاسيم محلول در آب سبب جوانه زني بذرها شده و مانع بيشتر

شدن مقدار ساير مواد معدني در گياه شده و کيفيت محصول را پايين مي

آورد.



عنصر پتاسيم در طبيعت




خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر پتاسیم :

عدد اتمی:19

جرم اتمی: 39.0983

نقطه ذوب: C°63.7

نقطه جوش : C°759

شعاع اتمی : Å 2.77

ظرفیت: 1+

رنگ: نقره ای

حالت استاندارد: جامد

نام گروه: 1

انرژی یونیزاسیون Kj/mol 418.8

شکل الکترونی: 1s2 2s2p6 3s2p6 4s1

شعاع یونی: Å 1.38

الکترونگاتیوی: 0.82

حالت اکسیداسیون: 1

دانسیته: 0.856

گرمای فروپاشی: Kj/mol 89.6

گرمای تبخیر : Kj/mol 79

مقاومت الکتریکی : Ohm 0.0000000719

گرمای ویژه: J/g Ko 0.757

دوره تناوبی: 4

شماره سطح انرژی : 4

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 8

چهارمین انرژی : 1

ایزوتوپ :

ایزوتوپ نیمه عمر

K-39 پایدار

K-40 1.28سال

K-41 پایدار

K-42 12.4 ساعت

K-43 22.3 ساعت

اشکال دیگر :

اکسید پتاسیم K2O

هیدرید پتاسیم KH

کلرید پتاسیم KCl


منابع :

کانی سیلویت و کارنالیت


کاربرد :

در ساخت شیشه ، صابون ، نمک و انواع لنزها به کار می رود . در ساخت

کودهای شیمیایی و در کارهای منفجره و در آتشبازی برای ایجاد رنگ بنفش

به کار می رود .


روش شناسایی:

AA:Flame Atomic Absorption Spectrometry

FP:Flame Photometry

ICP:Inductively Coupled Plasma Spectrography

NA:Neutron Activation Analysis

XRF:X-Ray Fluorescence Spectrometry




 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز

روبیدیم ( Rb )









روبیدیم فلزی نرم به رنگ سفید- نقره ای و جزء فلزات قلیایی است .این فلز

بسیار واکنش پذیر است و به همین دلیل به صورت غیر ترکیبی در طبیعت

یافت نمی شود.این عنصر درسال1861 توسط R. Bunsen, G. Kirchoff

دانشمندان آلمانی کشف گردید .

به صورت گسترده ای در لپیدولیت، کارنالیت، پلوسیت وتعدادی از سنگهای

معدنی کمیاب و همچنین همراه لیتیم در آب دریا ، شورابه ها و آب چشمه

های طبیعی موجود است . روبیدیم در پوسته زمین فراوان تر از کروم ، مس

، نیکل یا روی است و حدود دو برابر فراوان تر از لیتیم در آب دریا است.این

فلز از طریق الکترولیز یا کاهش شیمیایی کلرید مذاب آن بدست می آید.

روبیدیم- 87 ایزوتوپ رادیو اکتیو این فلزاست.15 ایزوتوپ دیگر برای این عنصر

شناخته شده است.

واژه rubidus به معناي قرمز پر رنگ است. روبيديم در سال 1861 توسط


Bunsen و Kirchoff در کاني لپيدوليت در هنگام استفاده از اسپکتروسکوپ

کشف شد.

در ابتدا تصور ميشد که عنصر روبيديم از فراواني کمي در طبيعت برخوردار

است اما در حال حاضر تحقيات نشان ميدهد که مقدار عنصر روبيديم زياد

است. از لحاظ فراواني در پوسته زمين، روبيديم شانزدهمين عنصر محسوب

ميشود. روبيديم در پولوسيت، لوسيت و زينوالديت وجود دارد. اين کاني ها

حدود 1 درصد اکسيد روبيديم دارند. درصد روبيديم در کاني لپيدوليت 1.5

درصد ميباشد و استخراج روبيديم از اين کاني مصرف تجاري دارد. کاني هاي

پتاسيم دار، مانند نمونه هايي که در درياچه Searles کاليفرنيا يافت ميشود، و

کلريد پتاسيم از شورابهاي ميشيگان جز منابع تامين کننده اين عنصر

شيميايي در آمريکا ميباشند. همچنين عنصر روبيديم همراه سزيم در نهشته

هاي Bernic Lake مانيتوبا وجود دارد.


در دماي اتاق، روبيديم به صورت مايع درمي آيد. روبيديم عنصر فلزي سفيد –

نقره اي و نرم ميباشد که جز گروه آلکالي ها ميباشد و دومين عنصري است

که داراي خاصيت الکتروپزتيو و آلکالي است. روبيديم در هوا ميسوزد و با آب

به شدت واکنش ميدهد.

با واکنشي که روبيديم در آب انجام ميدهد، هيدروژن ازاد ميشود. همانند

ساير فلزات گروه آلکالي، همراه عنصر جيوه، تشکيل آمالگام ميدهد و

همراه با طلا، سزيم، سديم و پتاسيم آلياژ تشکيل ميدهد. رنگ روبيديم

بنفش مايل به زرد است. فلز روبيديم از احيا کلريد روبيديم با کلسيم و با

استفاده از روشهاي ديگري بدست مي آيد. روبيديم بايد در نفت يا در خلا يا

در محيط خنثي نگهداري شود.

بيست و چهار ايزوتوپ روبيديم شناخته شده است. به طور طبيعي روبيديم

از دو ايزوتوپ تشکيل شده است 85Rb و .87Rb روبيديم 87 داراي 27.85

درصد روبيديم طبيعي است و با نيمه عمر 4.9 x 1010 اشعه بتا متصاعد

ميکند. روبيديم عنصر راديواکتيو است و براي ظهور فيلمهاي عکاسي حدود

30 تا 60 روز مورد استفاده قرار ميگيرد. روبيديم 4 اکسيد تشکيل ميدهد.

اين اکسيدها عبارت هستند از: Rb2O، Rb2O2، Rb2O3 و Rb2O4.

از آنجاييکه روبيديم به راحتي يونيزه ميشود، در ماشينهاي يوني فضاپيماها

مورد استفاده قرار ميگيرد. سزيم در مقايسه با روبيديم براي استفاده در

فضاپيماها از کارآيي بيشتري برخوردار است. همچنين، روبيديم به عنوان

سيال در توربينهاي بخار و ژنراتورهاي ترموالکتريک که از اصول مگنتوهيدرو

ديناميک تبعيت ميکنند، به کار برده ميشود. در اين ماشينها، يونهاي روبيديم

با استفاده از گرماي دما بالا و عبور از ميدان مغناطيسي تشکيل ميشوند.

يونهاي روبيديم توانايي هدايت الکتريسيته را مانند ژنراتور دارند و در نتيجه

جريان الکتريکي از آنها توليد ميشود. در لوله هاي خلا از روبيديم به عنوان

گاززدا استفاده ميشود. همچنين، روبيديم از اچزا سازنده سلولهاي نوري

است. روبيديم براي ساختن عينکهاي مخصوص استفاده ميشود. RbAg4I5

از اهميت زيادي برخوردار است، زيرا از بالاترين ميزان هدايت در هر بلور يوني

برخوردار است. در دماي 20 درجه سانتيگراد، هدايت آن مانند اسيد

سولفوريک رقيق است. همين خاصيت سبب ميشود که از روبيديم در باطري

ها استفاده شود.

قيمت حال حاضر روبيديم در مقادير اندک 25 دلار در گرم ميباشد.







ساختار بلوري عنصر روبيديم




اثرات روبیدیم بر روی سلامتی :

در آب فعال است. نسبتا سمی است. اگر روبیدیم مشتعل شود، سوختگی

ایجاد می کند. روبیدیم به آسانی با رطوبت پوست واکنش داده و

هیدروکسید روبیدیم تشکیل می دهد که باعث سوختگی شیمیایی چشم

و پوست می شود. علائم و نشانه های مسمومیت: پوست و چشم می

سوزد. جلوگیری از افزایش وزن، بی نظمی، حساسیت بیش از اندازه، زخم

شدن پوست و عصبیت بیش از اندازه. آسیب قلبی، عدم توازن پتاسیم.


کمکهای اولیه: بلافاصله برای مدت 15 دقیقه در شرایطی که پلک را باز نگه

می دارید، چشم را بشویید. فوریتهای پزشکی را بلافاصله اجرا کنید. پوست:

ماده را از روی پوست بردارید و پوست را با آب و صابون بشویید. لباسهای

آلوده را درآورید. کمکهای پزشکی را فورا اجرا کنید. خوردن: باعث استفراغ

نشوید. بلافاصله کمکهای اولیه را اجرا کنید.



اثرات زیست محیطی روبیدیم:

روبیدیم بر روی محیط زیست اثر منفی ندارد.





 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
ادامه روبیدیم

ادامه روبیدیم





عنصر روبيديم در طبيعت




خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر روبیدیم :

عدد اتمی: 45

جرم اتمی:102.9055

نقطه ذوب : 1964 C°

نقطه جوش : C° 3695

شعاع اتمی : Å 1.83

ظرفیت: 3

رنگ: سفید نقره ای متالیک

حالت استاندارد: جامد

نام گروه: 9

انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 719.7

شکل الکترونی: [Kr]5s14d8

شعاع یونی : Å 0.68

الکترونگاتیوی:2.28

حالت اکسیداسیون:3

دانسیته: 21.5

گرمای تبخیر : Kj/mol 493

مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.0000000451

گرمای ویژه: J/g Ko 0.242

دوره تناوبی:5

شماره سطح انرژی : 5

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 18

چهارمین انرژی : 8

پنجمین انرژی : 1


ایزوتوپ :

ایزوتوپ نیمه عمر

Rb-81 4.57 ساعت

Rb-82 2.25 دقیقه

Rb-83 86.2 روز

Rb-84 32.9 روز

Rb-85 پایدار

Rb-86 18.65 روز

Rb-87 4.8E10 سال

Rb-88 17.7 دقیقه

Rb-89 15.44 دقیقه

Rb-90 2.6 دقیقه

Rb-90m 4.3 دقیقه



اشکال دیگر :

هیدرید روبیدیم RbH

اکسید روبیدیم Rb2O

کلرید روبیدیم RbCl



منابع :

از استخراج لیتیم



کاربرد :

به عنوان عاملی برای فعل و انفعالات شیمیایی ، تهیه پیلهای فتو الکتریکی

و لوله جارو مورد استفاده قرار می گیرد .



روش شناسایی:

AA:Flame Atomic Absorption Spectrometry

FP:Flame Photometry

ICP-MS:plasma Mass Spectroscopy

NA:Neutron Activation Analysis

XRF:X-Ray Fluorescence Spectrometry

AAN: Non-flame Atomic Absorption Spectrometry

ES:Emission Spectrography

MS:Mass Spectrometry







 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
سزیم ( Cs ) :








سزیم فلزی چکش خوار, نرم ، مانند موم و به رنگ سفید- نقره ای با ساختار

کوبیک است. این عنصر در سال 1860 توسط R.W. Bunsen و G.R. Kirchhoff

از کشور آلمان کشف شد.

سزیم در گرمای اتاق مایع می شود (جیوه و گالیم نیز دارای این خاصیت می

باشند) . این عنصر از لحاظ شیمیایی شبیه به روبیدیم و پتاسیم است.این

عنصر فلزی است واکنش پذیر و هرگز در طبیعت به صورت غیر ترکیبی یافت

نمی شود. سزیم در سنگ معدنی پولوکس یا پولوسیت یافت می شود.

سزیم خالص از طریق الکترولیز سیانید سزیم مذاب در یک اتمسفر خنثی

تهیه می شود.

یکی از بهترین منابع سزیم در دریاچه برنیک ( مونتیوبا ) واقع شده است. . به


طور تقریبی در 300000 تن پولیسیت ، 20% سزیم یافت می شود . سزیم

می تواند بوسیله الکترولیز سیانید گداخته و یا در بعضی روش های دیگر

تجزیه شود . گاز آزاد سزیم خالص بوسیله تجزیه گرمایی اسید سزیم تهیه

می شود .

این ماده توسط یک طیف با دو خط روشن در طول موج های آبی ، قرمز ، زرد

و سبز مشخص می شود . سزیم بسیار سفید ، نرم و قابل مفتول شدن

است . این عنصر دارای خاصیت الکتروپوزتیو بالا و قویترین عنصر قلیایی در

طبیعت می باشد.

سزیم با آب سرد قابل احتراق است و در دمای بالای 116- درجه سانتی

گراد با یخ واکنش نشان می دهد . هیدروکسید سزیم باعث مقاومت بالا در

شیشه ها می شود.


به دلیل میل ترکیبی زیادی که این ماده با اکسیژن دارد به عنوان دریافت

کننده گاز در لامپ های الکترونی استفاده می شود . همچنین از این عنصر

به عنوان کاتالیزور در هیدروژن دار کردن ترکیبات آلی استفاده می شود. از

سزیم برای ساخت ساعتهای اتمی با دقت 5 ثانیه تا 300 سال استفاده می

شود. از مهمترین ترکیبات این عنصر کلرید و نیترات است.


سزیم از عناصر دیگر تعداد ایزوتوپ بیشتری با جرم بین 114 تا 145 دارد .

قیمت این عنصر حدود 30 دلار در گرم است.




ساختار بلوري عنصر سزيم



اثرات سزیم بر روی سلامتی:

سزیم از راه تنفس، نوشیدن یا خوردن وارد بدن می شود. معمولا میزان

سزیم موجود در هوا کم است اما در آبهای سطحی و بسیاری از غذاها،

سزیم رادیواکتیو وجود دارد.


مقدار سزیم موجود در غذا و نوشیدنی ها، بستگی به مقدار سزیم

رادیواکتیوی دارد که در اثر حادثه از دستگاههای هسته ای خارج می شود.

افرادی که در نیروگاههای هسته ای کار می کنند در معرض سزیم بیشتری

هستند اما برای جلوگیری عوارض ناشی از آن، باید مراقب بود.


بسیاری از عوارض مستقیما مربوط به سزیم نیست. در اثر تماس با سزیم

رادیواکتیو، که بسیار به ندرت رخ می دهد، در اثر تابش ذرات سزیم، به

سلولها آسیب می رسد. به همین علت، اثراتی مانند حالت تهوع، استفراغ،

اسهال و خونریزی رخ می دهد. تماس طولانی مدت با سزیم، باعث بیهوشی

می شود و به دنبال آن کما و مرگ رخ می دهد. شدت عوارض بستگی به

مقاومت شخص، مدت زمان تماس و غلظت سزیم بستگی دارد.



اثرات زیست محیطی سزیم:

سزیم به طور طبیعی در محیط زیست وجود دارد و عمدتا در اثر فرسایش و

هوازدگی سنگها و کانیها به وجود می آید. به علاوه سزیم در اثر فعالیتهای

معدنی و خردکردن کانیها، در هوا، آب و خاک پخش می شود. ایزوتوپهای

رادیواکتیو سزیم توسط نیروگاههای هسته ای و در حین آزمایش سلاح های

اتمی در هوا پخش می شوند.


طی فرآیند تجزیه رادیواکتیو، غلظت ایزوتوپهای رادیواکتیو کاهش می یابد.

سزیم غیررادیواکتیو هم به هنگام ورود به محیط زیست یا واکنش با ترکیبات

دیگرتجریه شده و به ملکول دیگری تبدیل می شود. سزیم رادیواکتیو و سزیم

پایدار از نظر شیمیایی در بدن انسان و جانوران به یک صورت عمل می کنند.


سزیم می تواند در هوا و قبل از نشستن روی زمین، مسافتی طولانی را

بپیماید. اکثر ترکیبات سزیم موجود در آب و خاک، به شدت در آب محلول

هستند. اما سزیم موجود در خاک با آب شسته نمی شود و وارد آب

زیرزمینی نمی شود. این سزیم در لایه های بالایی خاک باقی می ماند و به

ذرات خاک می پیوندد. در نتیجه به آسانی جذب ریشه های گیاهان نمی

شود. سزیم رادیواکتیو، با افتادن روی برگهای گیاهان جذب آنها می شود.


جانورانی که دز بالایی سزیم دریافت می کنند، تغییر رفتارهایی مانند

افزایش یا کاهش فعالیت از خود نشان می دهند.





 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
ادامه سزیم

ادامه سزیم


عنصر سزيم در طبيعت



خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر سزیم :

عدد اتمی: 55

جرم اتمی: 132.90543

نقطه ذوب : C° 28.4

نقطه جوش :C° 671

شعاع اتمی : Å 3.34

ظرفیت: 1

رنگ: نقره ای طلایی

حالت استاندارد: مایع

نام گروه: 1

انرژی یونیزاسیون: Kj/mol 375.7

شکل الکترونی: 6s1

شعاع یونی : Å 3.34

الکترونگاتیوی: 6

حالت اکسیداسیون : 1

دانسیته: 1.873

گرمای فروپاشی : Kj/mol 2.092

گرمای تبخیر : Kj/mol 67.74

مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.000000204

گرمای ویژه: J/g Ko 0.24

دوره تناوبی:6

شماره سطح انرژی : 6

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 18

چهارمین انرژی : 18

پنجمین انرژی : 8

ششمین انرژی : 1



ایزوتوپ :

ایزوتوپ نیمه عمر

Cs-126 1.6 دقیقه

Cs-129 1.3 روز

Cs-131 9.7 روز

Cs-132 6.4 روز

Cs-133 پایدار

Cs-134 2.1 سال

Cs-134m 2.9 ساعت

Cs-135 2300000.0 سال

Cs-136 13.2 روز

Cs-137 30.2 سال

Cs-138 32.2 دقیقه

Cs-139 9.3 دقیقه



اشکال دیگر :

هیدرید سزیم CsH

اکسید سزیم Cs2O

کلرید سزیم CsCl


منابع :

کانی های پلاسیت و لپیدولیت



کاربرد :

برای خارج کردن هوا از تیوپها و ایجاد خلأ به کار می رود . بدلیل اینکه سریع

یونیزه می شود به عنوان محرک موتور موشک بکار می رود . همچنین در

پیلهای فتو الکتریک و ساعتهای اتمی و لامپ های اشعه مادون قرمز

استفاده می شود .



روش شناسایی:

AA:Flame Atomic Absorption Spectrometry

FP:Flame Photometry

NA:Neutron Activation Analysis

AAN: Non-flame Atomic Absorption Spectrometry

ES:Emission Spectrography

MS:Mass Spectrometry






 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
فرانسيم ( Francium )







فرانسیم عنصری است بسیار کمیاب که پایدارترین ایزوتوپ آن با نیمه عمر 22

دقیقه به مقدار بسیار محدود در سنگهای معدنی اورانیم یافت می شود.با

ساختار کوبیک متبلور می شود.

این عنصر در سال 1939 توسط Marguerite Perey کشف شد. بیش از 30

ایزوتوپ دیگر از فرانسیم شناخته شده است.

فرانسیم سنگینترین عنصر گروه فلزات قلیایی است که در نتیجه فروپاشی

اکتینیم توسط اشعه آلفا به دست می آید. این عنصر می تواند به صورت

مصنوعی از بمباران توریم توسط پروتونها تولید شود. فرانسیم به صورت

طبیعی در کانیهای اورانیم وجود دارد. فرانسیم درصد کمی در پوسته زمین

دارد. سی و سه ایزوتوپ از این عنصر شناخته شده است.

ماندگارترین ایزوتوپ فرانسیم 223Fr است. این ایزوتوپ به صورت طبیعی نیز

وجود دارد. ایزوتوپهای فرانسیم بسیار ناپایدارند و شناسایی خصوصیات

شیمیایی این عنصر و ایزوتوپهای آن با استفاده از روشهای رادیو شیمیایی

امکان پذیر است.

از طریق کمیت وزنی نمی توان این عنصر را آماده سازی کرد و یا از عناصر

دیگر جداسازی نمود. خصوصیات شیمیایی فرانسیم شبیه سزیم است.





ساختار بلوري عنصر Fr




اثرات فرانسیم بر روی سلامتی:

با توجه به این که فرانسیم ناپایدار است، هر مقداری از آن هم که تشکیل

شود به سرعت تجزیه شده و به عناصر دیگرتبدیل می شود بنابراین مطالعه

اثرات آن بر روی انسان ضروری نیست.



اثرات زیست محیطی فرانسیم:

به خاطرطول عمر بی نهایت کوتاه فرانسیم، بررسی اثرات آن بر روی محیط

زیست ضروری نیست.






عنصر Fr در طبيعت



خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر فرانسیم:

عدد اتمی : 87

جرم اتمی : 223

نقطه ذوب: C° 27

نقطه جوش : C° 677

ظرفیت : 1+

رنگ : متالیک

حالت استاندارد : مایع

نام گروه : 1

انرژی یونیزاسیون : Kj/mol ~375

شکل الکترونی : Rn7s1

شعاع یونی : Å 1.8

الکترونگاتیوی: 0.7

حالت اکسیداسیون: 1

گرمای فروپاشی : Kj/mol 9.39

دوره تناوبی : 6

شماره سطح انرژی : 7

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 18

چهارمین انرژی : 32

پنجمین انرژی : 18

ششمین انرژی : 8

هفتمین انرژی : 1



ایزوتوپ :

ایزوتوپ نیمه عمر

Fr-212 20.0 دقیقه

Fr-221 4.8 دقیقه

Fr-222 14.3 دقیقه

Fr-223 21.8 دقیقه



موارد استفاده :

هنوز شناخته نشده است .



منابع :

از تخریب اکتینیم حاصل می شود و بدست بشر نیز ساخته شده است.






 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
بریلیم ( Be )





اطلاعات اولیه


بریلیم ،
عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Be نشان داده

شده و دارای عدد اتمی 4 است. بریلیم عنصری است دو ارزشی و سمی ،

خاکستری متمایل به آبی ، محکم ، سبک ولی شکننده. این عنصر ، فلز

قلیایی خاکی است که عمدتا" بعنوان عامل استحکام در آلیاژها بکار می‌رود.


تاریخچه:

کلمه بریلیم از واﮊه یونانی beryllos ، beryl گرفته شده است. زمانی بریلیم

را گلوسینیم می‌نامیدند ( از واﮊه یونانی glykys به معنی شیرین ) که علت

آن طعم شیرین نمکهای آن بود. در سال 1798 "ونکولین" این عنصر را بصورت

اکسید در سنگ زمرد کشف کرد. در سال 1828 "فردریک وهلر" و "آ.آ.

بوسی" ( A.A.Bussy ) بطور جداگانه این فلز را از طریق واکنش پتاسیم بر

روی کلرید بریلیم بدست آوردند.


پیدایـش:

بریلیم در 30 کانی مختلف یافت می‌شود که مهمترین آنها ، برتراندیت ، زمرد

، بریل زرد و فناکیت هستند. اشکال ارزشمند بریل ،‌ زمرد کبود و زمرد

است .

مهمترین منابع تجاری بریلیم و ترکیبات آن ، بریل و برترندیت (Bertrandite)

می‌باشد. اخیرا" با روش کاهیدن فلورید بریلیم با فلز


منیزیم تولید کلان این

فلز انجام می‌شود. فلز بریلیم تا سال 1957 به‌آسانی بدست نمی‌آمد.


خصوصیات قابل توجه:

بریلیم ، یکی از فلزات سبکی است که نقطه ذوب بسیار بالایی دارد. ضریب

کشش این فلز سبک تقریبا 3/1 بزرگتر از فولاد است. دارای خاصیت هدایت

گرمایی خوب ، غیر مغناطیسی و مقاوم در برابر اسید نیتریک غلیظ

می‌باشد. نسبت به اشعه X بسیار نفوذ پذیر است و نوترونها در اثر برخورد

ذرات آلفا ( مثلا" از رادیوم یا پلونیوم ) آزاد می‌شوند. ( تقریبا" 30 نوترون /

میلیون ذرات آلفا ).

در شرایط فشار و حرارت استاندارد ، بریلیم در معرض هوا در برابر

اکسیداسیون مقاومت می‌کند. ( اگرچه توانایی آن در خراشیدن شیشه

احتمالا" به‌علت تشکیل لایه نازکی از اکسید است. )


کاربــردها:

بریلیم در تولید بریلیم - مس بعنوان عامل آلیاﮊ ساز بکار می‌رود. این عنصر ،

قابلیت جذب حرارت زیادی دارد. آلیاﮊ بریلیم - مس به‌علت خصوصیات هدایت

برقی و حرارتی ، استقامت و سختی زیاد ، غیرمغناطیسی بودن ، مقاومت

در برابر زنگ خوردگی و فرسایش ، کاربردهای زیادی دارد. از جمله این

کاربردها تولید : الکترودهای جوش نقطه‌ای ، فنر ، ابزارهای فاقد جرقه و

اتصالهای برقی است.



آلیاﮊ بریلیم - مس به‌جهت مقاومت چند جانبه ، سبکی و خمش ناپذیری در

حرارتهای متغیر ، در صنایع دفاعی و هوافضا مثل سازه‌های بخشهای

سبک‌وزن در هواپیماهای با سرعت بالا ، موشکها ، ماشینهای فضائی و

ماهواره‌های ارتباطی بکار می‌رود.



ورقه‌های نازک بریلیم در عکسبرداری با اشعه X ، نورهای مرئی را *****

کرده و باعث آشکار شدن تنها اشعه Xِ می‌شود.



بریلیم در زمینه پرتو نگاری با اشعه X جهت بازساخت مدارهای یکپارچه

میکروسکپی مورد استفاده قرار می‌گیرد.



چون از نظر جذب نوترون حرارتی واکنش سنجی پایینی دارد، در صنعت

نیروی هسته‌ای از این عنصر در رآکتورهای اتمی بعنوان بازتابنده و کندساز

استفاده می‌شود.



همچنین بریلیم در ساخت ترازنما ، تجهیزات کامپیوتری مختلف ، فنرهای

ساعت و وسایلی که نیازمند مقاومتهای چندجانبه ، سبکی و استحکام

است، بکار می‌رود.



اکسید بریلیم برای مصارف بسیاری که نیازمند هدایت حرارت خوب ، مقاومت

زیاد ، استحکام و نقطه ذوب بالا هستند کاربرد دارد و از اکسید بریلیم بعنوان

عایق استفاده می‌کنند.




ترکیبات بریلیم ، زمانی در لامپهای فلورسنت کاربرد داشتند، اما ادامه این

کاربرد به‌‌علت بریلوز ( بیماری ناشی از مسمومیت توسط بریلیم ) در بین

کارگران سازنده این لامپها متوقف شد.


ایزوتوپها:

بریلیم تنها یک ایزوتوپ پایدار دارد: (Be-9). بریلیم کیهانی (Be-10) توسط

پراش ذرات اتمی اکسیژن و نیتروﮊن بوسیله اشعه کیهانی در جَو حاصل

می‌شود. چون بریلیم تمایل دارد در محلولهایی با PH زیر 5,5 باشد ( بیشتر

بارانها PH زیر 5 دارند ). این عنصر می‌تواند از طریق حل شدن در آب باران در

زمین جابجا شود. وقتی باران بیشتر قلیایی شود، بریلیم از محلول خارج

می‌شود.

Be-10 کیهانی با این روش در سطح خاک جمع می‌شود و نیم عمر نسبتا"

طولانی آن (1,5 میلیون سال ) امکان می‌دهد تا قبل از فرسایش بصورت B-

10 ( بور-10 ) مدت زیادی در سطح خاک باقی بماند. Be-10 و محصولات

جانبی آن برای سنجس فرسایش خاک ، شکل‌گیری خاک از سنگپوش ،

گسترش خاکهای لاتریک ، همچنین گوناگونیهای فعالیت خورشیدی و عمر

Ice core بکار می‌رود.

این واقعیت که Be-7 و Be-8 ناپایدارند، پیامدهای اساسی بدنبال دارد، به این

معنی که عناصر سنگینتر از بریلیم با همجوشی هسته‌ای در انفجار بزرگ (

big Bang ) حاصل نشده‌اند. بعلاوه ، سطوح انرﮊی هسته‌ای بریلیم 8 به

گونه ای است که کربن می‌تواند در ستاره‌ها تولید شود. پس وجود حیات را

ممکن می‌سازد.





 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
ادامه برلیم

ادامه برلیم

هشدارهـا:

بریلیم و نمک آن ، موادی سمی و احتمالا" سرطان‌زا هستند. بریلوز یک

بیماری مزمن ریوی است که در اثر تماس بریلیم ایجاد می‌شود. بیماری حاد

بریلیم به صورت آماس ریه برای اولین بار در سال 1993 در اروپا و در سال

1943 در آمریکا گزارش شد. موارد بریلوز حاد ، اولین بار در سال 1946در بین

کارگران کارخانجات لامپهای فلورسنت در ماساچوست دیده شد.

این بیماری از بسیاری جهات شبیه بیماری سارکوئیدز است و تمایز علائم

آنها اغلب دشوار است. گرچه سال 1949 استفاده از ترکیبات بریلیم در

لامپهای فلورسنت متوقف شد، مواجهه با این عنصر در صنایع هسته‌ای و

هوافضا ، تصفیه فلز بریلیم ، ذوب آلیاﮊهای حاوی بریلیم ، تولید محصولات

الکترونیکی و پرداختن با سایر مواد حاوی بریلیم همچنان وجود دارد.

در گذشته ، محققین ، بریلیم و ترکیبات آنرا می‌چشیدند تا در صورت طعم

شیرین ، وجود این عنصر را تایید کنند. امروزه با ایجاد تجهیزات مدرن برای

تشخیص این عنصر ، دیگر نیازی به انجام این کار خطرناک نیست و نباید

چشیدن این ماده را امتحان کرد. با بریلیم و ترکیبات آن ، باید با کمال احتیاط

رفتار شود و هنگام انجام هرگونه فعالیتی که احتمال آزاد شدن گرد بریلیم

هست، احتیاط خاصی بکار رود. ( احتمال سرطان ریه در صورت تماس

طولانی با بریلیم وجود دارد.)

در صورت بکاربردن روشهایی می‌توان از این عنصر بطور ایمن استفاده کرد.

قبل از آشنایی با روشهای استفاده صحیح از این عنصر ، نباید به فعالیت با

آن بپردازیم.



تاثیرات سلامتی:

استنشاق بریلیم خطرناک است. تاثیر آن به میزان و زمان مواجهه با این


عنصر بستگی دارد. اگر بریلیم موجود در سطح هوا افزایش یابد، ( بیشتر از

μg/m 1000 ) وضعیت بحرانی بوجود خواهد آمد. این وضعیت همانند آماس

ریه است و بیماری بریلیم حاد نامیده می‌شود. استانداردهای هوای محیط

کار و اجتماع در جلوگیری از بیماریهای حاد ریوی موثرند.

تعدادی از مردم به بریلیم حساسیت دارند ( 1 تا 15 درصد ). این افراد ممکن


است واکنشهای التهابی را در دستگاه تنفسی خود احساس کنند. این

حالت بیماری بریلیم حاد (CBD) ، ممکن است سالها پس از مواجهه با

سطح بالاتر از استاندارد بریلیم در افراد بوجود آید ( بیشتر از μg/m 2 ). این

بیماری باعث احساس ضعف ، خستگی و مشکلات تنفسی می‌شود.

همچنین می‌تواند باعث بی‌اشتهایی ، کاهش وزن ، بزرگی بخش راست

قلب و در موارد پیشرفته بیماریهای قلبی شود.

حساسیت به بریلیم در بعضی افراد ممکن است فاقد علامت باشد. عموم


مردم مستعد ابتلا به به بریلیم حاد نیستند، چون میزان بریلیم در سطح هوا

بطور طبیعی بسیار پایین است( μg/m 00002/0- 00003/0 ). در بلع بریلیم

هیچگونه عارضه ای ثبت نشده است، چون روده و معده انسان مقدار بسیار

کمی از این عنصر را جذب می‌کنند. زخم معده در سگهایی که در غذایشان

بریلیم بوده ، دیده شده است.

بریلیم در صورت تماس با پوستی که دارای بریدگی یا خراش است، ممکن


است است ایجاد زخم یا لک نماید. تماس طولانی با بریلیم نیز ممکن است

باعث ابتلا به سرطان گردد. سازمان بهداشت و خدمات انسانی آمریکا و

آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطان این کشور ، سرطان‌زایی بریلیم را تایید

کرده‌اند. نمایندگی حفاظت از محیط زیست آمریکا(EPA) برآورد کرده است که

تماس با بریلیم در مدت عمر با میزان μg/g 4 می‌تواند یک نفر از هر هزار نفر

را به سرطان مبتلا کند.

هیچ مطالعه ای درباره تاثیر بریلیم روی بچه‌هایی که در معرض آن هستند،


صورت نگرفته است، اما به نظر می‌رسد تاثیرات سلامتی بریلیم روی بچه‌ها

همانند بزرگسالان باشد. نمی‌دانیم آیا بچه‌ها در آسیب‌پذیری نسبت به

بریلیم با بزرگسالان تفاوت دارند. نمی‌دانیم آیا مواجهه با بریلیم ، تاثیری بر

نارسائیِ جنین یا سایر تاثیرات پیشرفته در مردم خواهد داشت. بررسی

اثرات پیشرفته در حیوانات قاطع نیستند.

میزان بریلیم را می‌توان در ادرار یا خون اندازه گیری کرد. اما میزان بریلیم


موجود در خون یا ادرار نشان دهنده میزان یا مدت تماس با این عنصر نیست.

میزان بریلیم همچنین می‌توان در نمونه‌های ریه یا پوست اندازه گیری کرد.

این آزمایشات را معمولا"در مطب دکتر نمی‌توان انجام داد، اما دکتر می‌تواند

نمونه‌ها را به آزمایشگاهی که انجام دهنده اینگونه آزمایشات است، ارسال

کند. یکی دیگر از آزمایشات خون ، آزمایش تکثیر لنفوسیت بریلیم خون است

که نشان دهنده حساسیت به بریلیم است و دارای ارزش پیش‌بینی برای

CBD است.

میزان عادی بریلیم که احتمالا" صنایع به هوا می‌فرستند، دارای ترتیب μg/m


1 بطور میانگین دوره 30 روزه یا μg/m 2 در هوای اطاق کار برای 8 ساعت

شیفت کاری می‌باشد.



 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
منیزیم ( Magnesium ) :




منیزیم عنصری فلزی به رنگ سفید نقره ای است که در گروه 2 جدول

تناوبی قرار دارد . این عنصر در سال 1808توسط Humphrey Davy دانشمند

انگلیسی کشف گردید . از الکترولیز نمک کلرید منیزیم و همچنین از آب دریا

بدست می آید .


منیزیم و ترکیبات آن مدت زمان مدیدی است که شناخته شده هستند.

منیزیم هشتمین عنصر از نظر فراوانی در پوسته زمین به حساب می آید. این

عنصر در نهشته های عظیم در کانیهای مگنزیت ، دولومیت و دیگر کانیها

یافت می شود.

این عنصر از الکترولیز کلرید منیزیم ناشی از آبهای نمک دار، چاهها و آب

دریاها حاصل می شود.

منیزیم عنصری سبک به رنگ سفید نقره ای است این عنصر به راحتی در

درجه حرارت بالا می سوزد و شعله سفید رنگ و تابناکی در موقع سوختن

نمایان می کند.

موارد استفاده این عنصر شامل مواد محترقه و منفجره شامل بمبهای آتش

زا می باشد. حدود یک سوم ترکیبات آلومینیومی و آلیاژهای ضروری برای

هواپیماها و موشکها از این عنصر استفاده می شود. این عنصر دارای

خاصیت جوش خوردگی بهتر از آلومینیوم می باشد که برای عناصر آلیاژی

مورد استفاده قرارمی گیرد. همچنین برای تولید گرافیتها ی حلقه ای چدنی

کاربرد دارد.

همچنین این عنصر یک عامل کاهنده در تولید اورانیوم خالص و نمکهای فلزی

است. هیدروکسید، کلرید ، سولفات و سیترات منیزیم در دندانپزشکی

استفاده می شود. به علت اشتعال پذیری بالای این عنصر برای سوخت کوره

های کارخانه ها استفاده می شود.

ترکیبات آلی منیزیم نقش حیاتی در زندگی گیاهی و جانوری دارند. کلرفیل

گیاهان دارای منیزیم است.

به علت اشتعال پذیری بالای منیزیم موقع استفاده از این عنصر باید دقت لازم

را به عمل بیاوریم. در موقع سوختن منیزیم نباید از آب استفاده کرد.


اثرات منيزيم بر سلامتي انسان:

پودر منيزيم براي انسان خطرناک نميباشد و خواص سمي آن پايين ميباشد.

با تنفس منيزيم ممکن است ذرات حاصل از منيزيم باعث آسيب به مخاط

دهان و قسمتهاي فوقاني دستگاه تنفس ميشود. منيزيم باعث آسيبهاي

شديد در چشم ميشود. شعله حاصل از منيزيم تحت نام Welder's flash

ناميده ميشود شعله سفيد رنگ شديدي است که مشاهده آن بدون

استفاده از عينک باعث آسيب شديد چشها ميشود. دستگاه گوارش: بلع

مقدار قابل توجهي از پودر منيزيم باعث مسموميت شديد ميگردد.


تاکنون طعم منيزيم امتحان نشده است، اما به نظر ميرسد که سرطانزا

نباشد و به جنين آسيب نرساند. پرتودهي بخار اکسيد منيزيم باعث

سوختگي ميشود. جوشکاري و فلزات مذاب سبب بروز تب بخار فلز شده و

علائمي مانند، تب و لرز، استفراغ، تهوع و دردهاي عضلاني را به همراه دارد.

اين علائم بعد از 4 تا 12 ساعت پس از پرتودهي منيزيم بروز ميکند و تا 48

ساعت طول ميکشد. بخار اکسيد منيزيم از سوختن منيزيم بدست مي آيد.

خطرات فيزيکي: اگر منيزيم به شکل پودر يا ذره در محيط وجود داشته باشد

ممکن است با هوا وارد واکنش شود و انفجار اتفاق افتد. اين انفجار تحت نام

انفجار غبار يا Dust explosion شناخته شده است. در شرايط خشک ،

جابجايي ها، جريان هوا و ريختن منيزيم ميتواند خطرناک باشد.

خطر شيميايي: منيزيم در تماس با هوا يا محيط مرطوب خودبخود آتش

ميگيرد و بخارهاي سمي و آزاردهنده توليد ميکند. در اين حالت منيزيم با

اکسيدکننده هاي قوي به شدت واکنش ميدهد. همچنين منيزيم با بسياري

مواد به شدت وارد واکنش ميشود و خطر انفجار و آتش سوزي را به همراه

دارد. منيزيم با انواع اسيدها و آب واکنش داده و گاز قابل اشتعال هيدروژن را

تشکيل ميدهد و سبب خطر آتش سوزي و انفجار ميشود.

کمکهاي اوليه: در صورت تنفس منيزيم، هواي محيط را بايد تغيير داده و

امکان ورود هوا تازه را بايد فراهم کرد. در صورتي که منيزيم وارد چشم شود،

چشمها را بايد با آب شستشو داده و سپس به پزشک مراجعه کرد. در

صورتيکه پوست با منيزيم تماس پيدا کند محل برخورد با منيزيم را بايد با آب و

صابون شستشو داد و ذرات منيزيم را از آن خارج کرد. در صورتي که مقدار

قابل توجهي از منيزيم بلع شود، استفراغ نموده و سپس به پزشک مراجعه

کنيد.

پزشکان بايد توجه کنند که براي منيزيم هيچگونه روش درماني يا پادزهري

وجود ندارد. درمان بايد از روي علائمي که بيمار از خود نشان ميدهد، صورت

گيرد.

 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
ادامه منیزیم

ادامه منیزیم

اثرات منيزيم بر محيط زيست:

از تاثير بخار اکسيد منيزيم بر محيط زيست اطلاعات اندکي در دست است.

اگر ساير پستانداران بخار اکسيد منيزيم را تنفس کنند، علائم مشابه علائم

انسان، از خود نشان ميدهند.

از لحاظ زيست محيطي، طيف بخار اکسيد منيزيم بين 0 تا 3 ميباشد اما

مقدار پذيرفته شده آن 0.8 است. عدد 3 بيانگر خطرات بسيار بالا براي محيط

زيست است و عدد 0 نماينده مقدار ناچيز منيزيم و پايين بودن ميزان خطر

است. عواملي که براي اين تقسيم بندي در نظر گرفته شده است شامل

سمي بودن ماده و يا نبود مسموميت، اندازه گيري توانايي ميزان فعاليت

ماده در محيط زيست و تجمع منيزيم در ارگانيسمهاي موجود زنده است.

به نظر ميرسد که پودر منيزيم براي محيط زيست خطرناک نميباشد. مقدار

منيزيمي که محيطهاي آبي ميتوانند تحمل کنند، 1000 ppm ميباشد.


خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر منیزیم :
عدد اتمی: 12

جرم اتمی: 24.3050

نقطه ذوب C°650

نقطه جوشC°1090

شعاع اتمیÅ 1.72

رنگ: سفید نقره ای

حالت استاندارد: جامد دیامغناطیس

نام گروه: 2-قلیایی خاکی

انرژی یونیزاسیون Kj/mol 737.7

شکل الکترونی: 11s2 2s2p6 3s2

شعاع یونیÅ: 0.72

الکترونگاتیوی:1.31

حالت اکسیداسیون:2

گرمای فروپاشی: Kj/mol 8.954

گرمای تبخیر: Kj/mol:127.4 l

مقاومت الکتریکی: Ohm m 4.48

گرمای ویژه: J/g Ko 1.02

دوره تناوبی: 3

شماره سطح انرژی : 3

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 2

شماره ایزوتوپ : 3


ایزوتوپ :

ایزوتوپ نیمه عمر

Mg-24 پایدار

Mg-25 پایدار

Mg-26 پایدار

Mg-27 9.45 دقیقه

Mg-28 21.0 ساعت


اشکال دیگر :

اکسید منیزیم MgO

هیدرید منیزیم MgH2

کلرید منیزیم MgCl2


منابع :

آب دریا و کانی مگنزیت


کاربرد :

در ساخت آلیاژهای مورد نیاز هواپیما ، موشک ، دوچرخه های

مسابقه و لوازمی که نیاز به فلز سبک دارند به کار می رود همچنین در کوره

های آجر پزی ، لامپ فلاش دوربین و ***** به کار می رود .


روش شناسایی :

AA:Flame Atomic Absorption Spectrometry

ICP:Inductively Coupled Plasma Spectrography

XRF:X-Ray Fluorescence Spectrometry

ES :Emission Spectrography

GR :Gravimetry

VOL:Volumetry


 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
کلسیم ( Calcium )









کلسیم فلزی چکش خوارو نرم به رنگ سفید- نقره ای با ساختار بلورین

مکعبی است . از نظر شیمیایی شبیه به استرانسیم و باریم است و

عنصری فعال می باشد. این در سال 1808 توسط Humphrey Davy

دانشمند انگلیسی کشف گردید . عنصر کلسیم جزء سازنده آهک ، کلرید

آهک ( رنگبر)، گچ ، سیمان ، بتون وسنگ گچ می باشد . ترمولیت ، شکلی

از پنبه نسوزاست که ترکیبی طبیعی از کلسیم ، منیزیم ، سیلیس و

اکسیژن می باشد . با اینکه کلسیم از نظر فراوانی پنجمین عنصر در پوسته

زمین است اما به صورت غیر ترکیبی یافت نمی شود . کلسیم بطور وسیعی

در ترکیباتش مانند Iceland spar ، سنگ مرمر، سنگ آهک ، فلدسپار، آپاتیت

، کلسیت ، دولومیت ، فلوریت ، گارنت و لابرادوریت توزیع شده است . امروزه

فلز کلسیم از طریق الکترولیز کلسیم کلرید مذاب که به آن کمی کلسیم

فلورید اضافه می شود بدست می آید.

کلسیم عنصری فلزی است که حدود 3 درصد از پوسته زمین را تشکیل می

دهد. این عنصر جز اصلی تشکیل دهنده دندانها، استخوانها و پوسته صدفها

می باشد. این عنصر به حالت آزاد در طبیعت یافت نمی شود و به صورت

ترکیب است و به صورت فراوان در سنگ آهک ، ژیپس و فلوریت یافت

میشود. آپاتیت فلوئوروفسفات یا کلروفسفات از کلسیم ساخته شده است.

این فلز دارای رنگ نقره ای با سختی بالا است. از نظر شیمیایی یک فلز

قلیایی در پوسته زمین است که به صورت یک لایه نازک سفیدرنگی از نیتریت

درهوا وجود دارد. این عنصر با آب واکنش می دهد و با شعله زرد قرمز می

سوزد.

این فلز یک عامل کاهنده برای دیگر فلزاتی مثل توریم، اورانیوم، زیرکونیوم

است و ترکیبات کلسیم دار شامل دی اکسید کلسیم ، دی سولفید یا دی

کربنی برای آلیاژهای آهندار و بدون آهن استفاده می شود. همچنین این

عنصر آلیاژی برای ترکیبات آلومینیوم برلیم و مس و سرب ومنیزیم جهت

استفاده گاز باقیمانده در بمب خلا استفاده می شود.

این عنصر به صورت آزاد و به صورت ترکیب در طبیعت یافت می شود. آهک

خام با گرما تبدیل به سنگ آهک و سنگ آهک با اضافه شدن آب تبدیل به

آهک مرده می شود. که آهک مرده کاربردهای زیادی در تصفیه شیمیایی

دارد. وقتی آهک با ماسه ترکیب می شود باعث سخت شدن ملات و گچ

می گردد و که این سخت شدن توسط جذب دی اکسید کربن هوا صورت می

گیرد. کلسیم عنصر مهمی در سنگ آهک است که در تهیه سیمان پورتلند

مورد استفاده قرار می گیرد.

از حل شدن آب در کربنات دی اکسید کربن تولید می شود که این فرایند در

غارها باعث تشکیل فرمهای استالاکتیت و استالاگمیت می شود. از دیگر

ترکیبات مهم کلسیم می توان از کربید، کلرید، سیانامید، هیپوکلریت، نیترات

و سولفید می باشد.





ساختار بلوري عنصر کلسيم



اثرات کلسيم بر سلامتي انسان:

برخي اوقات کلسيم را به عنوان سنگ آهک به حساب مي آورند. کلسيم در

فرآورده هاي لبني مورد استفاده قرار ميگيرد و همچنين در سبزيجات، آجيل

و حبوبات نيز پتاسيم وجود دارد. کلسيم يکي از عمده ترين نگهدارنده هاي

اسکلت و دندانهاي انسان است. همچنين کلسيم به سيستم عصبي و

عضلات کمک ميکند. مصرف بيش از 2.5 گرم کلسيم در روز، بدون تجويز

پزشک باعث سنگ کليه و تصلب کليه ها و رگهاي خوني ميشود.

کمبود کلسيم يکي از عوامل بيماري پوکي استخوان است. در بيماري پوکي

استخوان، استخوانها به شدت داراي منفذ ميشوند و ممکن است عاملي

براي شکستگي استخوان شده و درمان را کندتر ميکند. پوکي استخوان

اغلب در زنان ديده ميشود و پس از يائسگي به آن دچار ميشوند. بيماري

پوکي استخوان در نهايت باعث خميدگي ستون فقرات شده و سبب از بين

رفتن مهره ها ميگردد.

برخلاف آنچه که مردم تصور ميکنند، فعاليت زيستي شديدي در استخوانهاي

بدن انسان انجام ميشود. در استخوانهاي بدن انسان مرتباً بافتهاي قديمي از

بين ميروند و بافتهاي جديد جانشين آنها ميشوند. طي دوران کودکي و

نوجواني سرعت توليد بافتهاي جديد به مراتب بيشتر از بافتهاي قديمي

است. اما در سن 30 تا 35 سالگي فرآيند برعکس ميشود و بر تعداد بافتهاي

قديمي افزوده شده و بافتهاي تشکيل دهنده استخوان شروع به سست

شدن ميکنند. در زنان يائسه اين فرآيند با سرعت بيشتري طي ميشود

(يائسگي در فاصله سني 45 تا 55 سالگي اتفاق مي افتد).

شواهد نشان ميدهد که انسان به هزار ميليگرم کلسيم در روز براي

نگهداشتن جرم استخواني در شرايط عادي نيازمند است.

مهمترين منابع کلسيم لبنيات، آجيل، سبزيجات مانند اسفناج، کاهو، لوبيا و

عدس ميباشد.

کلسيم همراه با منيزيم يکي از سازنده هاي اصلي اجرام استخواني است.

کلسيم و منيزيم با نسبت 2:1 ترکيب ميشوند. اگر فردي هر روز 1000 ميلي

گرم کلسيم مصرف کند، بايد 500 ميلي گرم منيزيم نيز بخورد. برخي از منابع

غذايي که داراي منيزيم هستند شامل غذاهاي دريايي، سبوس، آجيل،

لوبيا، جودوسر، جوانه ها و سبزيجات ميباشند.


تاثيرات زيست محيطي کلسيم:

فسفيد کلسيم براي موجودات آبزي بسيار خطرناک ميباشد.
 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
ادامه کلسیم

ادامه کلسیم






عنصر کلسيم در طبيعت




تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه:

اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ،

جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر

نشری.


خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر کلسیم :

عدد اتمی: 20

جرم اتمی: 40.078

نقطه ذوب : C°842

نقطه جوش : C°1494

شعاع اتمی: Å 2.23

ظرفیت:2

رنگ: سفید نقره ای

حالت استاندارد: جامد پارامغناطیس

نام گروه: 2

انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 589.8

شکل الکترونی: 1s2 2s2p6 3s2p6 4s2

شعاع یونی: Å 0.99

الکترونگاتیوی: 1.00

حالت اکسیداسیون: 2

دانسیته: 1.55

گرمای فروپاشی: Kj/mol 8.6

گرمای تبخیر Kj/mol: 155

مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.0000000335

گرمای ویژه: J/g Ko 0.632

دوره تناوبی:4

درجه اشتعال : در حالت جامد اشتعال پذیر

شماره سطح انرژی : 4

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 8

چهارمین انرژی : 2


ایزوتوپ :

ایزوتوپ نیمه عمر

Ca-40 پایدار

Ca-41 103000.0 سال

Ca-42 پایدار

Ca-43 پایدار

Ca-44 پایدار

Ca-45 162.7 روز

Ca-46 پایدار

Ca-47 4.5 روز

Ca-48 پایدار

Ca-49 8.7 دقیقه


اشکال دیگر :

اکسید کلسیم CaO

هیدرید کلسیم CaH2

کلرید کلسیم CaCl2


منابع :

گچ ، سنگ آهک ، مرمر ، کلسیت و 3.5 درصد پوسته


کاربرد :

برای آب زدایی از نفت ، کربن زدایی و سولفات زدایی از آهن و آلیاژهای آن

به کار می رود . عامل آلیاژکاری آلومینیم ، سرب و روی به کار می رود . در

ساخت کودهای شیمیایی استفاده می شود . یکی از اجزای اصلی صدف ،

استخوان ، دندان و ساختار گیاه می باشد .

روش شناسایی:

ICP:Inductively Coupled Plasma Spectrography

XRF:X-Ray Fluorescence Spectrometry

AA:Flame Atomic Absorption Spectrometry

GR :Gravimetry

VOL:Volumetry





 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
استرانسیم ( Strontium )









استرانسیم فلزی نرم با رنگ زرد نقره ای است. خواص فیزیکی و شیمیایی

آن شباهت زیادی به کلسیم و باریم دارد. سلستید و استروتیانیت دو سنگ

معدن مهم استرانسیم هستند.این فلز ممکن است از طریق الکترولیز کلرید

مذاب تهیه شود. استرانسیم به طور طبیعی متشکل از چهار ایزوتوپ پایدار

است. پایدارترین این ایزوتوپ ها ، ایزوتوپ رادیو اکتیو استرانسیم -90( نیمه

عمر 1/ 28 سال) است. استرانسیم اولین بار در سال 1790 توسط A.

Crawford دانشمند اسکاتلندی کشف گردید .

نام عنصر شيميايي استرانسيم از لغت Strontian که نام شهري در


اسکاتلند ميباشد، گرفته شده است. در سال 1808، شخصي به نام Davey

طي الکتروليز توانست اين عنصر را کشف کند. البته در سال 1790، Adair

Crawford کاني جديدي به نام استرونتيانيت را شناسايي کرد که کاني هاي

باريم دار متفاوت بود.

استرانسيم در کاني هاي سلستيت و استرونتيانيت يافت ميشود. فلز

استرانسيم از الکتروليز مخلوط کلر گداخته همراه با کلريد پتاسيم حاصل

ميشود، يا از احيا اکسيد استرانسيم با آلومينيم در شرايط خلا و در دمايي

که استرانسيم تقطير ميشود، بدست مي آيد. سه شکل آلوتروپي اين فلز

وجود دارد که نقطه انتقال آنها 235 و 540 درجه سانتيگراد ميباشد.

استرانسيم از کلسيم نرمتر است و در آب به شدت تجزيه ميشود.

استرانسيم، در دماهاي زير 380 درجه سانتيگراد، نيتروژن را جذب نمي کند.

براي جلوگيري از اکسيد شدن استرانسيم اين عنصر بايد در نفت سفيد

نگهداري شود. مقطع جديد استرانسيم، ظاهري نقره اي دارد، اما به سرعت

به رنگ زرد با ساختار اکسيدي در مي آيد. فلز نهايي در هوا ميسوزد.

نمکهاي فرار استرانسيم رنگ قرمز زيبايي دارند. اين نمکها در فشفشه ها و

مواد آتش زا کاربرد دارند. استرانسيم طبيعي از مخلوط چهار ايزوتوپ پايدار

تشکيل شده است.

شانزده ايزوتوپ ناپايدار ديگر از استرانسيم وجود دارد. يکي از مهمترين

ايزوتوپهاي ناپايدار استرانسيم 90Sr است که نيمه عمر آن 29 سال ميباشد.

90Sr محصول ريزشهاي هسته اي است و مشکلاتي در سلامت انسان

ايجاد ميکند. اين ايزوتوپ يکي از ايزوتوپهاي با عمر طولاني است که اشعه بتا

از خود متصاعد ميکند و در دستگاههاي SNAP (سيستم براي قدرت کمکي

هسته اي) به کار ميرود. اين دستگاهها براي ساختن فضاپيماها،

ايستگاههاي هواشناسي، بويه هاي دريايي و جاهاييکه منابع قدرت هسته

اي – الکتريکي، دراز مدت، سبک وزن نياز است، به کار ميروند.

در حال حاضر مهمترين کاربرد استرانسيم براي توليد شيشه هاي رنگي

تلويزيون است. همچنين از استرانسيم براي توليد آهنربا و تصفيه روي

استفاده ميشود. تيتانيت استرانسيم ماده نوري جالبي است که داراي

شاخص انکسار بسيار بالايي است و پراکندگي نوري بالاتري نسبت به

الماس دارد. استرانسيم به عنوان جواهر نيز به کار ميرود، اما خيلي نرم

است.

قيمت فلز استرانسيم (98 درصد خلوص) در ژانويه 1990، پنج دلار در هر انس

ميباشد.






ساختار بلوري عنصر استرانسيم



اثرات استرانسیم بر روی سلامتی:

در نتیجه واکنشهای شیمیایی، ترکیباتی از استرانسیم که در آب نا محلول

هستند، محلول می شوند.

ترکیبات محلول در آب، نسبت به ترکیبات نامحلول برای سلامتی انسان

مضرتر هستند. بنابراین ترکیبات محلول استرانسیم، آب آشامیدنی را آلوده

می کنند. خوشبختانه غلظت استرانسیم در آب آشامیدنی بسیار کم است.

تنفس هوا یا گرد و غبار، خوردن غذا، آب آشامیدنی یا تماس با خاک آلوده به

استرانسیم، باعث می شود که مقدار کمی استرانسیم وارد بدن انسان

شود. احتمال ورود استرانسیم به بدن از راه خوردن و آشامیدن بیشتراست.

استرانسیم موجود در غذا به استرانسیم موجود در بدن افزوده می شود. دانه

ها ،سبزیهای برگدار و لبنیات، استرانسیم بالایی دارند. میزان استرانسیم

موجود در بدن اکثر افراد متوسط است. از بین ترکیبات استرانسیم، تنها

کرومات استرانسیم است که حتی مقادیر بسیار اندک آن هم برای سلامتی

بدن مضر است. معمولا کروم سمی است که باعث بیماری می شود.

کرومات استرانسیم باعث سرطان ریه می شود اما با استفاده از روشهای

صحیح در کارخانجات خطرات و بیماریهای ناشی از استرانسیم کاهش می

یابد. بنابراین استرانسیم خطری جدی برای سلامتی انسان محسوب نمی

شود. جذب مقدارزیاد استرانسیم برای سلامتی انسان خطری ندارد. تنها در

یک مورد، فردی نسبت به استرانسیم حسااسیت نشان داد اما مورد دیگری

گزارش نشده است. در بچه ها جذب استرانسیم زیادی ، باعث اختلالات

رشد می شود.


نمکهای استرانسیم باعث خارش پوست یا دیگر مشکلات پوستی نمی

شوند. وقتی جذب استرانسیم بسیار زیاد باشد، رشد استخوانها دچار

مشکل می شود. اما این مشکل تنها زمانی پیش می آید که جذب

استرانسیم بیش از هزار ppm باشد. میزان استرانسیم موجود در غذا و آب

آشامیدنی به حدی نیست که باعث این قبیل عوارض شود. خطر استرانسیم

رادیو اکتیو برای سلامتی انسان بیشتر از استرانسیم پایدار است. اگر جذب

استرانسیم رادیواکتیو خیلی زیاد باشد، باعث کم خونی و کمبود اکسیژن

می شود. غلطت بسیار بالای استرانسیم به خاطر آسیب به ماده ژنتیکی

سلولها باعث سرطان می شود.


اثرات زیست محیطی استرانسیم:

استرانسیم عنصری است که به طور طبیعی در بسیاری از بخشهای محیط

زیست مانند سنگها، خاک، آب و هوا وجود دارد. ترکیبات استرانسیم به

آسانی در محیط زیست حرکت می کنند زیرا بسیاری از این ترکیبات در آب

محلول هستند. استرانسیم به صورت غبار، همیشه و به میزان مشخصی در

هوا وجود دارد. میزان استرانسیم موجود در هوا در اثرفعالیتهای بشری مانند

سوختن ذغال و نفت، ذرات غباری که حاوی استرانسیم هستند در آبهای

سطحی، خاک یا سطح گیاهان ته نشین می شوند. ذراتی که ته نشست

نکرده اند به هنگام ریزش باران یا برف به زمین برمی گردند.بنابراین مقدار

استرانسیم در خاک یا کف آبهای سطحی افزایش می یابد و با استرانسیم

موجود مخلوط می شود. استرانسیم از طریق خاک و هوازدگی سنگها ، وارد

آب می شود. تنها بخش کوچکی از استرانسیم موجود در آب از گرد و غبار

موجود در هواست. قسمت عمده استرانسیم موجود در آب بهصورت محلول

است. اما بخشی از آن هم به صورت معلق می باشد که در بعضی جاها

باعث گل آلود شدن آب می شود. میزان استرانسیم در آب آشامیدنی زیاد

نیست. معمولا در اثر فعالیتهای بشری و عمدتا در اثر ریختن زباله ها در آب،

میزان استرانسیم موجود در آب بیشتر از حد طبیعی است. به علاوه در اثر ته

نشینی ذرات گرد و غبار موجود در هوا که با ذرات اسسترانسیم حاصل از

فرآیندهای صنعتی واکنش داده اند هم میزان استرانسیم افزایش می یابد.

غلظت استرانسیم موجود در خاک در اثر فعالیتهای بشری و توسط خاکستر

ذغال سنگ و زباله های صنعتی افزایش می یابد. استرانسیم موجود در

خاک در آب حل می شود بنابراین به اعماق زمین نفوذ می کند و وارد آب

زیرزمینی می شود. بخشی از استرانسیمی که توسط انسان ایجاد می

شود، وارد آب زیرزمینی نمی شود و دهها سال در خاک باقی می ماند. به

خاطرطبیعت استرانسیم بخشی از آن وارد بدن ماهی ها، سبزیجات، دامها

و جانوران دیگر می شود. یکی از ایزوتوپهای استرانسیم رادیو اکتیو است.

این ایزوتوپ به طور طبیعی در محیط وجود ندارد و در نتیجه فعالیتهای بشری

مانند آزمایش بمبهای اتمی در محیط افزایش می یابد. تنها راه کاهش غلظت

این ایزوتوپ تجزیه رادیواکتیو آن به زیرکونیم پایدار است. غلظت استرانسیم

رادیواکتیو در محیط زیست نسبتا کم است و ذرات آن همیشه در خاک و کف

آب تجمع می یابد. در نتیجه با دیگر ذرات استرانسیم مخلوط می شود. اما

میزان آن در آب آشامیدنی افزایش نمی یابد.


 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
ادامه استرانسیم

ادامه استرانسیم



عنصر استرانسيم در طبيعت



خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر استرانسیم :

عدد اتمی: 38

جرم اتمی:87.62

نقطه ذوب : C° 769

نقطه جوش : C° 1384

شعاع اتمی : Å 2.45

ظرفیت: 2

رنگ: سفید نقره ای

حالت استاندارد: جامد

نام گروه: 2

انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 549.5

شکل الکترونی: [Kr]5s2

شعاع یونی : Å 1.12

الکترونگاتیوی: 0.95

حالت اکسیداسیون:2

دانسیته: 2.630

گرمای فروپاشی : Kj/mol 8.3

گرمای تبخیر : Kj/mol 144

مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.000000131

گرمای ویژه: J/g Ko 0.3

دوره تناوبی:5

شماره سطح انرژی : 5

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 18

چهارمین انرژی : 8

پنجمین انرژی : 2


ایزوتوپ :

ایزوتوپ نیمه عمر

Sr-82 25.36 روز

Sr-83 1.35 روز

Sr-84 پایدار

Sr-85 64.84 روز

Sr-85m 1.27 ساعت

Sr-86 پایدار

Sr-87 پایدار

Sr-87m 2.8 ساعت

Sr-88 پایدار

Sr-89 50.52 روز

Sr-90 29.1 سال

Sr-91 9.5 ساعت

Sr-92 2.71 ساعت

Sr-93 7.4 دقیقه



منابع :

کانی های استرونسیانیت و سلسیت


کاربرد :

برای تولید رنگ قرمز در کارهای آتشبازی و چراغها ، تهیه باتریهای اتمی ، و

باعث تابش درخشان در فانوس دریایی می شود .


روش شناسایی:

AA:Flame Atomic Absorption Spectrometry

ICP:Inductively Coupled Plasma Spectrography

ICP-MS:plasma Mass Spectroscopy

NA:Neutron Activation Analysis

XRF:X-Ray Fluorescence Spectrometry

AAN: Non-flame Atomic Absorption Spectrometry

ES:Emission Spectrography






 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
باریم ( Barium )







باریم فلزی نرم به رنگ سفید- نقره ای با فعالیت شیمیایی زیاد است.

ساختار بلورین مکعبی ( کوبیک ) شکل دارد . کانی اصلی آن باریت (سولفات

باریم ) است و در ویتریت (باریم کربنات) نیز موجود است. فلز خالص آن از

الکترولیز نمکهای مذاب باریم یا به طریق صنعتی از احیاء باریم اکسید با

آلومینیم بدست می آید.

فلز باریم اولین بار در سال 1808 توسط Humphry Davy با تکنیک الکترولیز

جدا شد.

کانی باریت در سال 1774 از سنگ آهک توسط Scheele کشف شد.

این عنصر فقط به صورت ترکیب یافت می شود. و مهمترین ترکیبات آن با

سولفات، کربنات است و این عنصر از الکترولیز کلرید به دست می آید.

باریم در حالت خالص به رنگ سفید نقره ای است . از گروه فلزات قلیایی

خاکی است و از نظر شیمیایی به کلسیم شباهت دارد . این ماده به راحتی

اکسید می شود و حتماً باید زیر نفت نگهداری شود تا هوا به آن نرسد . باریم

توسط آب و الکل تجزیه می شود.

از مهمترین ترکیبات آن پراکسید ، کلرید ، سولفات ، کربنات ، نیترات و کلرات

هستند . Lithopone ( لیتوپن ) یک دانه رنگی است که سولفات باریم و

سولفید روی را شامل می شود و دارای توان پوششی خوب است .

سولفات مانند ماده ای سفید پایدار در نقاشی ، ساخت شیشه و کارهای

تشخیصی با اشعه x استفاده می شود . از کربنات برای مرگ موش استفاده

می شود در حالیکه نیترات و کلرات در آتش بازی بکار می روند . سولفید

ناخالص بعد از پرتوگیری در قابل نور تابیده می شود . تمام ترکیبات باریم که

در آب یا اسید قابل حل هستند سمی اند . باریم از مخلوط 7 ایزوتوپ پایدار

بدست می آید .




عنصر Ba در طبيعت



اثرات باریم بر روی سلامتی:

میزان باریم طبیعی موجود در محیط زیست بسیار اندک است. مقدار زیاد

باریم تنها در خاک و در غذاهایی مانند آجیل، جلبک دریایی، ماهی و گیاهان

خاصی یافت می شود. معمولا مقدار باریم موجود در غذا و آب آنقدر زیاد

نیست که سلامتی را به خطر بیندازد. افرادی که در صنعت باریم فعالیت می

کنند، بیشتر از سایرین در معرض خطر هستند. قسمت عمده این عوارض در

اثر تنفس هوایی که حاوی سولفات باریم یا کربنات باریم است، ایجاد می

شوند.

در بسیاری از محلهای دفن زباله مقدار مشخصی باریم وجود دارد. افرادی که

در نزدیکی این مکانها زندگی می کنند، در معرض خطر هستند. عوارض

ناشی از باریم در اثر تنفس گرد و غبارباریم، خوردن خاک یا گیاهان یا آب

آشامیدنی آلوده به باریم ایجاد می شوند. تماس با پوست هم ممکن است

باعث آلودگی شود.

عوارض ناشی از باریم بستگی به میزان انحلال پذیری ترکیبات آن دارد. آن

دسته از ترکیبات باریم که در آب محلول هستند برای سلامتی انسان مضر

می باشند. جذب مقدار زیادی از باریم محلول در آب باعث فلج و در بعضی

موارد مرگ می شود.

مقادیر اندک باریم محلول در آب باعث مشکلات تنفسی، افزایش فشار خون،

تغییرات ضربان قلب، سوزش معده، ضعف ماهیچه ها، تغییر واکنشهای

عصبی، تورم مغز و آسیب کبد، کلیه و قلب می شود.

سرطان زایی باریم در انسان ثابت نشده است. به علاوه در مورد این که باریم

باعث ناباروی یا نقص مادرزادی شود هم مدرکی وجود ندارد.


اثرات زیست محیطی باریم:

باریم فلزی نقره ای- سفید رنگ است که در محیط زیست به طور طبیعی

وجود دارد. باریم در ترکیب با دیگر عناصر شیمیایی مانند سولفور، کربن با

اکسیژن وجود دارد.

ترکیبات باریم در صنعت نفت و گاز در تهیه گل حفاری به کار می رود. گل

حفاری، با روان کردن سنگها، حفاری سنگها را آسان تر می کند. ترکیبات

باریم در نقاشی، آجرسازی، کاشی سازی، شیشه سازی و پلاستیک

سازی هم به کار می روند.

به علت مصارف گسترده باریم در صنعت، فعالیتهای بشری مقدار زیادی باریم

را در محیط زیست پراکنده کرده است. در نتیجه غلظت باریم در بسیاری

جاها در هوا، آب وخاک بیشتر از حد طبیعی است.

باریم در اثر فعالیتهای معدنی، فرآیند تصفیه، و تولید ترکیبات باریم وارد هوا

می شود. به علاوه در اثر سوختن ذغال و نفت هم باریم وارد هوا می شود.

بعضی از ترکیبات باریم که در اثر فرآیندهای صنعتی در محیط پراکنده می

شوند، به آسانی در آب حل می شوند و در دریاچه ها، رودخانه ها و جریانها

یافت می شوند. به خاطر حلالیت باریم در آب، ترکیبات باریم می توانند در

مسافتی طولانی پراکنده شوند. هنگامی که ماهی ها و دیگر جانداران آبزی

ترکیبات باریم را جذب می کنند، باریم در بدن آنها تجمع می یابد. ترکیبات

باریم پایدار معمولا در سطوح خاک یا در رسوبات موجود در آب باقی می

مانند. باریم در خاک اکثر مناطق وجود دارد. ممکن است میزان باریم در محل

دفن زباله های خطرناک، بیشتر باشد.




ساختار بلوري عنصر باريم



تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه :

اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ،

جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر

نشری.


خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر باریم :

عدد اتمی: 56

جرم اتمی: 137.327

نقطه ذوب: C° 729

نقطه جوش : C° 1805

شعاع اتمی : Å 2.78

ظرفیت: 2

رنگ: سفید نقره ای

حالت استاندارد: جامد مغناطیس

نام گروه: 2

انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 502.9

شکل الکترونی: 6s2

شعاع یونی : Å 1.35

الکترونگاتیوی: 0.89

حالت اکسیداسیون:2

دانسیته: 3.59

گرمای فروپاشی : Kj/mol 7.8

گرمای تبخیر : Kj/mol 142

مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.000000332

گرمای ویژه: J/g Ko 0.204

دوره تناوبی:6

شماره سطح انرژی : 6

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 18

چهارمین انرژی : 18

پنجمین انرژی : 8

ششمین انرژی : 2


ایزوتوپ :

ایزوتوپ - نیمه عمر

Ba-130 پایدار

Ba-131 11.7 روز

Ba-132 پایدار

Ba-133 10.5 سال

Ba-133m 1.6 روز

Ba-134 پایدار

Ba-135 پایدار

Ba-135m 1.2 روز

Ba-136 پایدار

Ba-137 پایدار

Ba-137m 2.6 دقیقه

Ba-138 پایدار

Ba-139 1.4 ساعت

Ba-140 12.8 روز

Ba-141 18.3 دقیقه

Ba-142 10.7 دقیقه


اشکال دیگر :

هیدرید باریم BaH2

اکسید باریم BaO

کلرید باریم BaCl2


منابع :

کانی های باریت و ویتریت


کاربرد :

در لامپهای فلورسنت ، آتشبازی ، برای تخلیه هوا ازتیوپ به کار می رود .

همچنین در علم پزشکی نیز کاربرد دارد .


روش شناسایی:

AA:Flame Atomic Absorption Spectrometry

ICP:Inductively Coupled Plasma Spectrography

MS:Mass Spectrometry

NA:Neutron Activation Analysis

XRF:X-Ray Fluorescence Spectrometry

AAN: Non-flame Atomic Absorption Spectrometry

ES:Emission Spectrography


 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
راديم ( Radium )




رادیم فلزی رادیو اکتیو به رنگ سفید درخشان است . از مهمترین خواص

رادیم و ترکیبات آن خا صیت رادیو اکتیویته آنهاست. رادیم یک فلز کمیاب

است که ترکیبات آن در سنگهای اورانیم یافت میشود. مقداری رادیم نیز از

کارنوتیت و پیچبلندر بدست می آید. استخراج این عنصرمستلزم هزینه

بالاست. رادیم در سال 1898 توسط Piere Courie وMarie Couri کشف شد.

رادیم فلزی در سال 1910 توسط Marie CouriوAndre Debierne به شیوه

الکترولیز جدا شد.

کوری و Debierne این عنصر را از الکترولیز محلول خالص کلرید رادیم با جیوه


کاتدی به دست آوردند. با استفاده از از روش تقطیر اتمسفر از هیدروژن از

این ترکیب فلز خالص رادیم به دست آمد.

رادیم طبیعی در نوعی سنگ معدن اورانیم به نام pitchblende در منطقه

Bohemia یافت می شود. ماسه های کارنوتیتی کلرادو دارای مقداری رادیم

نیز هستند اما منابع غنی تر این عنصر در زئیر و کانادا یافت می شود. رادیم

در همه کانیهای اورانیم وجود دارد و استخراج آن از فرایند اورانیم باطله تولید

می شود. بزرگترین نهشته های اورانیم در ایالتهای اونتاریو، نیومکزیک، یوتا،

استرالیا و در نقاط دیگر یافت می شود.

رادیم برای مصارف تجاری به صورت ترکیب با برومید و کلرید رادیم یافت می

شود. این عنصر در صورت تازگی به رنگ سفید براق است ولی در صورت قرار

گرفتن در معرض هوا به علت آرایش نیتریدی آن تیره می شود. این عنصر در

آب و مقداری از باریم بنفش رنگ تجزیه می شود . باریم جز عناصر گروه

قلیایی خاکی است. دارای رنگدانه قرمز است. رادیم عنصری رادیواکتیواست

و از خود اشعه های آلفا، بتا و گاما را ساتع می کند. یک گرم از رادیوم 226

توانایی میزان تجزیه3.7 x 1010 را در هر ثانیه دارد. بیست و پنج ایزوتوپ از

این عنصر شناخته شده است.

یک گرم رادیم حدود 0.0001 ml گاز رادون را در هر روز از خود ساتع میکند.

رادیم برای تولید شبرنگها، منابع نوترونی و در پزشکی برای درمان بیماران

کاربرد دارد. سرب آخرین محصول تجزیه رادیم است .

استنشاق رادیم و یا پاشیدن این عنصر به روی بدن می تواند باعث سرطان و

یا اختلال در اندامهای بدن شود. ماکزیمم پرتودهی این عنصر در بدن برای

رادیم 226 نباید از 7400 Becquerel تجاوز کند.




ساختار بلوري عنصر Ra



اثرات رادیم بر روی سلامتی:

رادیم به طور طبیعی به مقداربسیار کم در محیط زیست وجود دارد. به همین

علت ما همیشه در معرض رادیم و تابشهایی که به محیط ساطع می کند

هستیم.

میزان رادیم موجود در محیط زیست در نتیجه فعالیتهای بشری افزایش یافته

است. انسان با سوزاندن ذغال و سوختهای دیگر، رادیم را در محیط زیست

انتشار داده و میزان آن را افزایش داده است. اگر آب آشامیدنی از چاههای

عمیقی استخراج شود که در نزدیکی محل دفع زباله های رادیواکتیو قرار

دارند، میزان رادیم آن بالا خواهد بود.

در حال حاضر در مورد مقدار رادیم موجود در هوا و خاک اطلاعاتی موجود

نیست.

تاکنون شاهدی از این که تماس با رادیم طبیعی برای سلامتی انسان مضر

است، یافت نشده است. بالا بودن میزان رادیم عوارضی مانند شکستگی

دندانها، کم خونی و آب مروارید می شود. اگر تماس با رادیم طولانی مدت

باشد، باعث سرطان و در نهایت منجر به مرگ می شود. ممکن است ایجاد و

توسعه این عوارض سالها طول بکشد. این عوارض به علت تابش اشعه گاما

از رادیم به وجود می آیند که می تواند در هوا مسافتی طولانی را بپیماید.

بنابراین تنها تماس با رادیم نیست که باعث ایجاد بیماری می شود.


اثرات زیست محیطی رادیم:

رادیم در اثر تجزیه رادیواکتیو اورانیم و توریم ایجاد می شود. رادیم در سنگها و

خاکها به میزان کمی وجود دارد و به این مواد متصل می شود. به علاوه در

هوا هم وجود دارد. در بعضی جاها غلظت رادیم موجود در آب بالاست.

در نزدیکی معادن اورانیوم غلظت اورانیوم موجود درآب، به خاطر استخراج

اورانیوم بالاست. گیاهان رادیم را از خاک جذب می کنند. در بدن جانورانی که

این گیاهان را می خورند، رادیم تجمع می یابد.

در نهایت رادیم در بدن ماهی ها و دیگر جانوران آبزی هم تجمع می یابد و

وارد زنجیره غذایی می شود.




عنصر Ra در طبيعت



تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه:

اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ،


جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر

نشری.


خواص رادیم :

عدد اتمی : 88

جرم اتمی : 226.0254

نقطه ذوب : C° 700

نقطه جوش : C° 1700

ظرفیت : 2

رنگ : سفید نقره ای

حالت استاندارد : جامد دیا مغناطیس

نام گروه : 2

انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 509.3

شکل الکترونی : Rn7s2

شعاع یونی : Å 1.43

الکترونگاتیوی: 0.9

حالت اکسیداسیون: 2

دانسیته : 5.5

گرمای فروپاشی : Kj/mol 8.5

گرمای تبخیر : Kj/mol 113

مقاومت الکتریکی : Ohm m 100

گرمای ویژه: J/g Ko 0.12

دوره تناوبی : 7

شماره سطح انرژی : 7

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 18

چهارمین انرژی : 32

پنجمین انرژی : 18

ششمین انرژی : 8

هفتمین انرژی : 2


ایزوتوپ :

ایزوتوپ نیمه عمر

Ra-222 38.0 ثانیه

Ra-223 11.43 روز

Ra-224 3.66 روز

Ra-225 14.9 روز

Ra-226 1600.0 سال

Ra-228 5.76 سال


اشکال دیگر :

کلرید رادیم RaCl2


منابع :

سنگ معدن اورانیم و اورانیت


کاربرد :

به دلیل ساطع شدن اشعه گاما در شناسایی سرطان به کار می رود .
 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز

اسکاندیم ( Scandium )







اسکاندیم فلزی نرم به رنگ سفید- نقره ای است که به دلیل خواص فیزیکی

و شیمیایی ، کمیاب بودن و سختی استخراج آن ، گاهی به عنوان یکی از

فلزات نادر در نظر گرفته می شود .

این عنصر در سال 1879 توسط Lars Nilson دانشمند سوئدی کشف گردید .

در دمای معمولی به صورت ساختار هگزاگونال متبلور می شود . این عنصر در

بسیاری از سنگ های عناصر کمیاب و کانی های تنگستن و اورانیم یافت

می شود.

این عنصر در سال 1878 از کانیهای euxenite و gadolinite توسط نیلسون به


دست آمد. از فرآوری 10 کیلوگرم کانی euxenite و ته نشینی عناصر کمیاب

نیسلون توانست 2 گرم اکسید اسکاندیم عیار بالا به دست آورد.

اسکاندیم در خورشید و ستاره ها بیست و سومین عنصر از نظر فراوانی

است و در پوسته زمین پنجاهمین عنصر از نظر فراوانی می باشد.

این عنصر به صورت گسترده در زمین پراکنده شده است که در بیش از 800

نوع کانی وجود دارد. زمانی بریل به رنگ آبی متمایل باشد علت آن عنصر

اسکاندیم می باشد . این عنصر جز اصلی تشکیل دهنده کانی کمیاب

thortveitite است که این کانی در کشورهای اسکاندیناوی و ماداگاسکار

وجود دارد. همچنین این عنصر به عنوان بازمانده در فرایند استخراج تنگستن

به وجود می آید و به فرمهای زینوالد، ولفرامیت و ویکیت و بازیت می باشد.

بیشترین میزان اسکاندیم به دست آمده از کانی تورتویتیت است و یا از

فراوری کارخانه اورانیوم تولید می شود. اسکندیم فلزی اولین بار در سال

1937 توسط سه دانشمند از الکترولیز ذوب یوتکتیکی عناصر پتاسیم و لیتیم

و کلرید اسکاندیم در دمای 700 تا 800 درجه سانتی گراد به دست آمد.

اسکاندیم با خلوص بالا امروزه از واکنش فلورید اسکاندیم با فلز کلسیم به

دست می آید.

اسکاندیم فلزی به رنگ سفید تا نقره ای است که ممکن است زمانی که در

معرض هوا قرار می گیرد رنگ آن به زرد کمرنگ یا بنفش تغییر پیدا کند. این

عنصر نسبتاً نرم است و شبیه ایتریم و فلزات کمیاب در پوسته زمین مثل

تیتانیم و آلومینیم می باشد. این عنصر فلزی سبک وزن و دارای نقطه ذوب

بالا تر آلومینیم است که برای ساخت بدنه هواپیماها نیز استفاده می شود.

قیمت اکسید اسکانیدم حدود 75 دلار در گرم است.

حدود 20 گرم از اکسید اسکاندیم سالیانه در کشور آمریکا برای استفاده نور

شدت بالا استفاده می شود. ایزوتوپ رادیواکتیو عنصر اسکاندیم 46 برای

ردیابی در پالایشگاههای نفت و گاز استفاده می شود. از ترکیب یدید

اسکاندیم و بخارجیوه برای تولید روشنایی لامپهای خیلی درخشان مثل نور

خورشید استفاده می شود. که از این لامپها برای استفاده های خانگی و

لامپ رنگ تلویزیون در شب استفاده می شود.

اسکانیدم فلز سمی است بنابراین برای استفاده دستی از آن باید دقت

لازم را به عمل آورد.



ساختار بلوري عنصر اسکانديم



اثرات اسکانديم بر سلامتي انسان:

اسکانديم يکي از کمياب ترين مواد شيميايي است که در وسايل خانه مانند


رنگ تلويزيون، لامپهاي فلورسانس، لامپهاي کم مصرف و شيشه ها به کار

ميرود. کليه عناصر شيميايي کمياب داراي خصوصيات مشابه هستند.

اسکانديم به ندرت در طبيعت يافت ميشود و اگر هم در طبيعت پيدا شود،

مقدار بسيار اندک است. اسکانديم در دو نوع کانسنگ متفاوت يافت ميشود.

در حال حاضر استفاده از اسکانديم در حال گسترش است. از اسکانديم به

عنوان کاتاليزور و جلادهنده شيشه استفاده ميشود.

اسکانديم در محيطهاي کاري بسيار خطرناک است. رطوبت و گاز حاصل از

اسکانديم با هوا قابل تنفس است. تنفس گاز اسکانديم براي مدت زمان زياد

سبب انسداد ريه ها ميشود. اگر اسکانديم در بدن انسان تجمع پيدا کند، به

کبد آسيب ميرساند.


تاثيرات زيست محيطي اسکانديم:

اسکانديم در محيطهاي زيادي قرار دارد، به خصوص اسکانديم در صنايع توليد

نفت مورد استفاده قرار ميگيرد. اسکانديم در هنگام استفاده از وسايل

خانگي نيز وارد هوا ميشود. مقدار اسکانديم به تدريج در خاک و آبهايي که

از خاک عبور ميکنند،تجمع مييابد و در نهايت باعث افزايش مقدار اسکانديم

در بدن انسان، جانوران و ذرات خاک ميشود.

در جانوران آبزي اسکانديم باعث آسيب به غشاي سلول ميشود. آسيب

غشا سلول اثرات منفي بر سيستم عصبي دارد.
 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
ادامه اسکاندیم

ادامه اسکاندیم



عنصر اسکانديم در طبيعت



خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر اسکاندیم :

عدد اتمی: 21

جرم اتمی: 44.95591

نقطه ذوب :C°1541

نقطه جوش : C°2831

شعاع اتمی: Å 2.09

ظرفیت: 3

رنگ: سفید نقره ای

حالت استاندارد: جامد

نام گروه: 3

انرژی یونیزاسیون: Kj/mol 654

شکل الکترونی: 1s2 2s2p6 3s2p6d1 4s2

شعاع یونی : Å 0.745

الکترونگاتیوی: 1.36

حالت اکسیداسیون: 3

دانسیته: 2.99

گرمای فروپاشی: Kj/mol 14.1

گرمای تبخیر : Kj/mol 314.2

مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.00000055

گرمای ویژه: J/g Ko 0.6

دوره تناوبی:4

شماره سطح انرژی : 4

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 9

چهارمین انرژی : 2


ایزوتوپ :

ایزوتوپ نیمه عمر

Sc-44 3.92 ساعت

Sc-45 پایدار

Sc-46 83.81 روز

Sc-46m 18.72 ثانیه

Sc-47 3.34 روز

Sc-48 43.67 ساعت

Sc-49 57.3 دقیقه


اشکال دیگر :

تری اکسید اسکاندیم Sc2O3

تری هیدرید اسکاندیم ScH3 و دی هیدرید اسکاندیم ScH2

تری کلرید اسکاندیم ScCl3


منابع :

کانی تورتویتیت و ویکی ، فراورده های استخراج شده از اورانیوم.


کاربرد :

بعنوان ردیاب شکافها،عامل سبز شدن دانه ها و قابل استفاده در صنعت

فضا .


روش شناسایی:

ICP:Inductively Coupled Plasma Spectrography

XRF:X-Ray Fluorescence Spectrometry

ES:Emission Spectrography

NA:Neutron Activation Analysis



 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
ایتریم ( Yttrium )







ایتریم عنصری با درخشندگی نقره ای متالیک است . این عنصر در سال

1790 توسط دانشمند فللاندی Johann Gadolin کشف گردید .

ایتریم در هوا مشتعل می شود . در سنگهای ماه هم ایتریم وجود دارد .

Ytterby یک روستایی در کشور سوئد در نزدیکی منطقه Vauxholm است.


Ytterby منطقه ای است که دارای معدن شن و ماسه است که در این

معادن عناصر کمیاب و دیگر کانیها یافت می شود. نامهای ایتریم و اربیم و

تربیم از این منطقه گرفته شده است.

منابع تشکیل دهنده ایتریم درنزدیکی همه کانیهای کمیاب یافت می شود.

آنالیزهای نمونه های سنگی در ماه توسط آپولو نشان داده است که در ماه

به نسبت میزان ایتریم بالاست. همچنین این عنصر در کانی مونازیت ماسه

ای حدود 3 درصد وجود دارد و در bastnasite حدود 0.2 درصد موجود می

باشد. Wohler در سال 1828 میزان ناخالص عنصر ایتریم را از واکنش کلرید

آهیدروس با پتاسیم به دست آورد. ترکیب تجاری این عنصر از واکنش فلورید

با فلز کلسیم به دست می آید. این عنصر همچنین از روشهای دیگری نیز به

دست می آید.

ایتریم در هوا عنصر نسبتاً پایداری است. براده های این فلز در هوا قابل

اشتعال هستند اگر درجه حرارت از 400 درجه بیشتر شود.

اکسید ایتریم یکی از مهمترین ترکیبات ایتریم است که کاربرد وسیعی هم در

صنایع دارد. از این عنصر برای نور و رنگ قرمز تیوپ ها ی نوری در تلویزیون

استفاده می شود. از این عنصر برای *****های مایکروویو نیز استفاده می

شود.

ایتریم آهندار، که فرمول آن Y3Fe5O12 است دارای خصوصیات مغناطیسی

هستند. ایتریم آهندار دارای خصوصیات فرستنده و ترانسفورماتور برای انرژی

های صوتی است. این ترکیب دارای سختی 8.5 است که برای مصارف

جواهرسازی کاربرد دارد. مقدار کمی ایتریم می تواند برای کاهش سایز

کروم، مولیبدن، زیرکون و تیتان و برای افزایش استحکام و مقاومت ترکیبات

آلومینیوم و منیزیم کاربرد دارد.

از این فلز برای دی اکسید کردن وانادیم و دیگر فلزات غیر آهنی استفاده می

شود. این فلز همچنین دارای استفاده هسته ای نیز می باشد. یکی از

ایزوتوپهای مهم ایتریم ، ایتریم 90 می باشد که کاربرد هسته ای ایتریم به

این ایزوتوپ برمی گردد. ایتریم برای ساخت قالبهای چدنی نیز کاربرد دارد.

این فلز مثل آهن خاصیت مفتول شدن دارد.

ایتریم همچنین برای سیستمهای لیزری و به عنوان کاتالیزور برای

واکنشهای پلیمریزاسیون اتیلن کاربرد دارد. همچنین برای صنایع سرامیک و

شیشه مورد استفاده قرار می گیرد همچنین اکسید این عنصر دارای نقطه

ذوب بالا و مقاوم در برابر شوک حرارتی است.

ایزوتوپهای طبیعی ایتریم شامل 89Y است. نوزده ایزوتوپ دیگر ناپایدار نیز از

این عنصر وجود دارد.

فلز ایتریم با خلوص 99.9% برای استفاده های تجاری دارای قیمت 75 دلار

در هر اونس است.




عنصر ايتريوم در طبيعت



اثرات ایتریم بر روی سلامتی:

ایتریم یکی از عناصر شیمیایی کمیاب است که در خانه و در وسایلی مانند

تلویزیون رنگی، لامپهای فلورسنت، لامپهای ذخیره انرژی و شیشه یافت می

شود. کلیه عناصر شیمیایی نادر، ویژگیهای تقریبا مشابهی دارند. ایتریم در

طبیعت به ندرت و به مقدار بسیارکم یافت می شود. ایتریم تنها در دو نوع

کانی مختلف یافت می شود.کاربردهای ایتریم در حال افزایش است زیرا

ایتریم برای تویلد کاتالیزورو صیقل دادن شیشه مناسب است.

وجود ایتریم در محیط کار خطرناک است زیرا از طریق هوا استنشاق می

شود. استنشاق طولانی مدت آن سبب ایجاد حباب در ریه می شود. به

علاوه ایتریم سبب سرطان هم می شود و تنفس آن احتمال بروز سرطان

ریه را افزایش می دهد. و در نهایت تجمع ایتریم در بدن برای کبد مضر است.


اثرات ایتریم بر روی محیط زیست:

ایتریم در اثر تولید نفت در محیط زیست و در مکانهای مختلف پراکنده می

شود. به علاوه وقتی لوازم منزل بیرون ریخته می شوند هم ایتریم وارد محیط

زیست می شود. ایتریم به تدریج در خاک تجمع می یابد و در نهایت غلظت آن

در بدن انسان، جانوران و ذرات خاک افزایش می یابد. در جانوران دریایی،

ایتریم باعث آسیب غشای سلولی می شود و روی تولید مثل و عملکرد

سیستم عصبی اثر منفی می گذارد.



ساختار بلوري عنصر ايتريوم



خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر ایتریم :

عدد اتمی: 39

جرم اتمی:88.9059

نقطه ذوب : C° 1522

نقطه جوش : C° 3345

شعاع اتمی : Å 2.27

ظرفیت: 3

رنگ: سفید نقره ای

حالت استاندارد: جامد

نام گروه: 3

انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 600

شکل الکترونی: [Kr]5s14d1

شعاع یونی : Å 0.9

الکترونگاتیوی: 1.22

حالت اکسیداسیون: 3

دانسیته: 4.472

گرمای فروپاشی : Kj/mol 11.4

گرمای تبخیر : Kj/mol 363

مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.000000602

گرمای ویژه: J/g Ko 0.3

دوره تناوبی:5

شماره سطح انرژی : 5

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 18

چهارمین انرژی : 9

پنجمین انرژی : 2


ایزوتوپ :

ایزوتوپ نیمه عمر

Y-86 14.74 ساعت

Y-87 3.35 روز

Y-88 106.6 روز

Y-89 پایدار

Y-90 2.67 روز

Y-90m 3.19 ساعت

Y-91 58.51 روز

Y-91m 49.71 دقیقه

Y-92 3.54 ساعت

Y-93 10.2 ساعت


اشکال دیگر :

دی هیدرید ایتریم YH2 و تری هیدرید ایتریم YH3

اکسید ایتریم Y2O3

کلرید ایتریم YCl3


منابع :

کانی های مونازیت ، زنوتایم و ایتریک


کاربرد :

در تولیدات فسفر ، تولید رنگ قرمز در صفحه تلویزیون ، اکسید آهن و اکسید

ایتریم سازنده بلورهای گارنت هستند . در لنز دوربین های لیزری و تهیه آجر

نسوز به کار می رود .






 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
لانتانیم ( Lanthinum )








لانتانیم عنصری نقره ای سفید ، قابل انعطاف ، هادی و به اندازه کافی نرم

است که با چاقو بریده می شود . یکی از بیشترین واکنشگرها در فلزات نادر

است. زمانی که در معرض هوا قرار می گیرد به سرعت اکسید می شود .

آب سرد به آهستگی بر روی لانتانیوم اثر می گذارد و آب داغ با سرعت

بیشتر اثر دارد .

در فلزات مستقیماً با عناصر کربن ، نیتروژن ، بور ، سلنیم ، سیلیکون ،

فسفر ، سولفور و با هالوژن واکنش می دهد . این عنصر در سال 1839

توسط Carl Mosander دانشمند سوئدی کشف گردید . همراه با عناصر نادر

در مونازیت و باستنازیت یافت می شود .

لانتانیم به طور نسبتاً خالص در سال 1923 تجزیه شد . با استفاده از روش


تبادل یونی و تکنیکهای استخراج محلولی می توان این عنصر را تولید و آماده

سازی نمود.

لانتانیم در کانی های کمیاب مانند سریت ، مونازیت ، آلانیت و باستنازیت

یافت می شود. مونازیت و باستنازیت از مهمترین کانی ها هستند که درصد

وجود لانتانیم در آنها به ترتیب 25 و 38 درصد می باشد . دسترسی به

لانتانیم و سایر عناصر کمیاب در سال های اخیر بسیار پیشرفت کرده است .

این فلز با کاهش فلورید همراه کلسیم تهیه می شود .

در 310 درجه سانتی گراد لانتانیم از هگزاگونال به کوبیک توپر تغییر فرم می

دهد و در 865 درجه سانتی گراد دوباره به صورت کوبیک توخالی در می آید .

لانتانیم دو نوع ایزوتوپ 138 و 139 دارد . 23 ایزوتوپ رادیواکتیو دیگر قابل

تشخیص هستند .

ترکیبات عنصر کمیاب لانتانیم به طور گسترده در لامپ های کربنی به

خصوص صنعت تصویرهای متحرک ، نور استودیوها و پرژکتورها بکار می رود .

این کاربرد تقریباً 25 درصد ترکیبات عنصر کمیاب را در بر می گیرد .

لانتانیم 203 مقاومت قلیایی شیشه را بالا می برد و در ساخت شیشه های

اپتیکی بکار می رود. مقدار کم لانتانیم به عنوان ماده افزایشی برای تولید

آهن ریخته گری استفاده می شود . از لانتانیم همچنین در آلیاژهای

اسفنجی هیدروژن بهره می گیریم . لانتانیم و ترکیبات آن دارای توان

سنجش کم تا نسبتاً زیاد هستند و بنابراین باید مورد بررسی قرار گیرند .

لانتانیم و ترکیبات آن دارای خواص سمی هستند بنابراین در موقع استفاده از

آنها باید دقت لازم را به عمل آورد.

این فلز حدود 5 دلار در یک گرم قیمت دارد .





ساختار بلوري عنصر La




اثرات لانتانیم بر روی سلامتی:

لانتانیم یکی از عناصر شیمیایی کمیاب است که در وسایل خانه مانند

تلویزیون رنگی، لامپهای فلورسنت، لامپهای ذخیره انرژِی و شیشه به کار

می رود. کلیه عناصر شیمیایی نادر ویژگیهای نسبتا مشابهی دارند. لانتانیم

به ندرت و به مقدار کم در طبیعت یافت می شود. لانتانیم تنها در دو نوع

کانسار یافت می شود. با توجه به این که لانتانیم برای تولید کاتالیزورها و

صیقل دادن شیشه مناسب است، کاربردهای آن در حال افزایش است.

وجود لانتانیم در محیط کار خطرناک است زیرا گاز آن با هوا استنشاق می

شود و باعث انسداد ریه می شود به ویژه اگر برای مدتی طولانی مورد

استنشاق شود. به علاوه لانتانیم باعث ایجاد سرطان در انسان می شود و

استنشاق آن احتمال بروز سرطان را افزایش می دهد. در نهایت وقتی در

بدن انسان تجمع یابد، برای کبد خطرناک است.


اثرات زیست محیطی لانتانیم:

لانتانیم به طرق مختلف و عمدتا در اثر صنایع تولید کننده نفت، در محیط

پراکنده می شود. به علاوه وقتی لوازم منزل دور ریخته می شوند، لانتانیم

وارد محیط زیست می شود. لانتانیم به تدریج در خاک تجمع می یابد و در

نهایت غلظت آن در بدن انسان، جانوران و ذرات خاک افزایش می یابد.

در جانوران آبزی لانتانیم باعث آسیب غشای سلولی می شود که روی تولید

مثل و عملکرد سیستم عصبی اثر منفی دارد. لانتانیم در ماهیچه ها تجمع

می یابد.





عنصر La در طبيعت



تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه:
اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ،

جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر

نشری.


خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر لانتانیم :

عدد اتمی: 57

جرم اتمی: 138.9055

نقطه ذوب : C° 918

نقطه جوش : C° 1897

شعاع اتمی : Å 2.74

ظرفیت: 3

رنگ: سفید نقره ای

حالت استاندارد: جامد

نام گروه: 2

انرژی یونیزاسیون: Kj/mol 538.1

شکل الکترونی: 6s25d1

شعاع یونی : Å 1.061

الکترونگاتیوی: 1.10

حالت اکسیداسیون: 3

دانسیته: 6.146

گرمای فروپاشی : Kj/mol 6.2

گرمای تبخیر : Kj/mol 414

گرمای ویژه: J/g Ko 0.19

دوره تناوبی:6

شماره سطح انرژی : 6

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 18

چهارمین انرژی : 18

پنجمین انرژی : 9

ششمین انرژی : 2


ایزوتوپ :

ایزوتوپ نیمه عمر

La-134 6.5 دقیقه

La-137 6000.0 سال

La-138 1.05E10 سال

La-139 پایدار

La-140 1.67 روز

La-141 3.9 ساعت

La-142 1.54 دقیقه


اشکال دیگر :

دی هیدرید لانتانیم LaH2 و تری هیدرید لانتانیم LaH3

اکسید لانتانیم La2O3

کلرید لانتانیم LaCl3


منابع :


کانی های مونازیت و باستنازیت


کاربرد :

برای اینکه خاصیت انکساری به شیشه می دهد از آن در لنز دوربین های

گرانقیمت، در الکترودهای باطری و روشنایی فندک استفاده می شود .




 

Similar threads

بالا