تبلیغات
دختر زمین شناس
قالب وبلاگ

دختر زمین شناس
تنها جایی که برای زندگی کردن داریم زمین است...مواظبش باشیم 
معرفی عناصر کمیاب و منابع آنها در روی زمی
(بخش دوم)

    عناصر کمیاب زمین، عنصرهای 58 تا 71جدول تناوبی را تشکیل میدهند و جزو عناصر واسطه داخلی می باشند. وجه تسمیه لانتانیدها از عنصر 57 جدولیعنی لانتان(La)گرفته شده است. باید توجه داشت که خواص شیمیایی این دسته از عناصر مشابه خواص لانتان می باشد. در واقع اطلاق نام عناصر نادر یا کمیاب، از آنجائیکه اینعناصر نه کمیابند و نه به آن دسته از اکسیدهای خاکی مانند(اکسیدهای)آلومینیوم،زیرکونیوم و ایتریوم تعلق دارند، غلط مصطلح است.
زمانی که نخستین اعضای این گروه برای اولین بار کشف شد، بصورت اکسید مجتمع گردیده بودند و از آنجایی که این اکسیدها تا اندازهای به اکسیدهای کلسیم، منیزیم و آلومینیوم که بعدها به آنها عنواناکسیدهای خاکی اطلاق گردید شباهت دارند، لذا این عناصر به نام عناصر کمیاب معروف گردیدند. در هر صورت باید توجه داشت که سریوم در پوسته زمین بسیار فراوان تر از سرببوده و نیز ایتریم از قلع بسیار فراوانتر است و حتی بایداذعان نمود که کمیاب ترینخاکهای کمیاب، به استثنای پرومتیم، بسیار از عناصر گروه پلاتین فراوانترند.
    مهمترین کانی های عناصر کمیاب عبارتند ازمونازیت، زنوتیم، بستناسیت. معمولا این مواد بوسیله اعمال مکانیکی مانند شناورسازی و یا استفاده از روشهای مغناطیسی تغلیظ میشوند. سپس لانتانیدها در حالتیکه بصورت کانیهای فسفات یا سیلیکات می باشند، بوسیلهاسید مورد شستشو قرار می گیرند. برخی از کانیها مانندکولومبوتانتالات ها با کربنحرارت داده شده و یا تحت تاثیر کاستیک قوی قبل از سنگ شویی قرار داده می شوند.

    ----------------------------------------------------------------
    لانتانیوم(Lanthanum )
    لانتانیم، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان La و عدد اتمی 57 قرار دارد.
    تاریخچه: G. Mosanderدر سال 1839، هنگامیکه نمونه ای از نیترات سریوم را بصورت جزئی تجزیه کرد، بوسیله گرم کردن وافزودن نمک حاصله به اسید نیتریک رقیق، لانتانیم را کشف نمود. او موفق به جداسازی عنصر خاکی کمیابی از محلول حاصله شد که آنرا lantana نامید. لانتانیم به شکل نسبتا خالص در سال 1923 تهیه شد.واژه لانتانیم از کلمه یونانی lanthanein به معنی پنهان شده گرفته شده است.
    پیدایش مونازیت( Ce,La,Th,Nd,y,PO4)و بستنازیت،(Ce,La,Y,CO3F)کانیهای اصلی هستند که حاوی به ترتیب 25 و 38 درصدلانتانیم می باشند.
    خصوصیات قابل توجه لانتانیوم، عنصر فلزی سیمین رنگی است که به گروه سوم جدول تناوبی تعلق دارد و اغلب به عنوان جزوی ازلانتانید ها به حساب می آید. این عنصر در بعضی از کانی های عناصر کمیاب و بیشتربصورت ترکیب با سدیم وعناصر کمیاب دیگر یافت می شود. لانتانیم انعطاف پذیر وچکشخوار بوده وبه قدری نرم است که با چاقو بریده می شود.این عنصر یکی از واکنشپذیرترین فلزات کمیاب است. لانتانیم با کربن، نیتروژن، بورن، سلنیوم،سیلیکون، فسفر، گوگرد عنصری و هلوژن ها کاملا واکنش نشان می دهد. در معرض هوا بهسرعت اکسید می شود. آب سرد به آرامی و آب داغ به سرعت لانتانیم را مورد حمله قرارمیدهد.

    کاربردها
    » La-Baتعیین کننده قدمت سنگها و کانیهااست.
    » ترکیب جلا دهنده شیشه و سنگهای قیمتی
    » فلز آمیخته که یک آلیاژآذرفشان است و در سنگ فندک بکار میرود، حاوی 45% تا 25% لانتانیم است.
    » افزودن مقدار کم لانتانیم به مولیبدن، موجب کاهش سختی این فلز و حساسیت آن نسبت بهدماهای مختلف می شود.
    » افزودن مقدار کمی لانتانیم به فولاد، باعث افزایش انعطاف پذیری، چکش خواری و مقاوت آن در برابر ضربه می شود.
    » پراکندگی کم، ازشیشه های دارای فلز خاکی کمیاب استفاده می شود.
    » کاربردهای نورپردازی کربنیبخصوص در صنعت سینما برای روشنایی و پیشتابی استودیو
    » La2O3 مقاوت قلیایی شیشه را افزایش داده و در ساخت عینکهای خاص، مانند نمونه های زیر بکار میرود:
    » جذب کننده اشعه مادون قرمز
    » لنزهای دوربین و تلسکوپ به علت ضریب شکست بالاو پراکندگی کم، از شیشه های دارای فلز خاکی کمیاب استفاده می شود.
    » افزودنمقدار کم لانتانیم به آهن، به تولید ذرات گرد چدن کمک می کند.
    » کسید و بورید آن در لامپهای الکترونی مورد استفاده قرار می گیرند.

    ایزوتوپ ها
    لانتانیم، بطور طبیعی دارای یک ایزوتوپ پایدار و یک ایزوتوپرادیواکتیو است La-139 و La-138 که ایزوتوپ 139 فراوانترین(فراوانی طبیعی 99,91درصد)آنها است.31 رادیوایزوتوپ هم برای آن مشخص شده که پایدارترین آنها La-138 با نیمهعمر حدود 11 سال و La-137 با نیمه عمر 60000 سال می باشد. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو آن، نیمه عمری کمتر از 24 ساعت دارند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از یک دقیقه است. همچنین این عنصر دارای 3 meta state می باشد. وزن اتمی ایزوتوپهای لانتانیم، بین amu120( La-120)تا amu152(La-152)است.

    ----------------------------------------------------------------
    سریوم (Cerium)
    سریوم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Ce و عدداتمی 58 می باشد.

    تاریخچه: Wilhelm von Hisingerو Jacob Berzelius در سال 1803 در سوئد و Martin Heinrich Klaproth مستقلا در آلمان در همانسال موفق به کشف این عنصر شدند. Berzelius آن را از روی نام خرده سیاره سیریز که 2سال قبل از آن در سال 1801 کشف شده بود، به این نام نامید.
    پیدایش : سریوم، فراوانترین عنصر خاکی کمیاب است که 0046/0 درصد پوسته زمین راتشکیل می دهد. سریوم در تعدادی کانی از جمله آلانیت(Ca,Ce,La,Y)2(Al,Fe)3(SiO4)3(OH)مونازیت و باستناسیت در حال حاضر مهمترین منابعسریوم می باشند. این عنصر اغلب توسط یک فرآیند جابجایی یونی بدست میآید که در آن ازدانه های مونازیت بعنوان منبع سریوم استفاده میگردد. ذخایر بزرگ مونازیت، آلانتیت وباستناسیت، تامین کننده سریوم، توریم و سایر فلزات خاکی کمیاب برای سالهای طولانیخواهند بود.
    سریوم، عنصر فلزی خاکستری رنگیاست که به گروه لانتانیدها تعلق دارد. این عنصر در برخی از آلیاژهای غیر متداول درطبیعت بکار میرود و شکل اکسید شده آن در صنعت شیشه مورد استفاده قرار می گیرد. ازنظر رنگ و درخشش شبیه آهن است، اما هم نرم بوده و هم چکش خوار و انعطاف پذیراست.
    در بین عناصر خاکی کمیاب، تنها اروپیوم واکنش پذیرتر از سریوم می باشد. محلولهای قلیایی رقیق و اسیدهای غلیظ به سرعت به این فلزحمله میکنند. در صورت خراشنوع خالص این فلز با چاقو احتمال سوختن آن وجود دارد. سریوم در آب سرد به آرامی ودر آب گرم به سرعت تجزیه می شود.
    نمک های سریوم(IV )نارنجی، قرمز یا زردفامهستند، درحالیکه نمکهای سریومIII))معمولا سفیدند.

    کاربردها
    » سریوم در ساخت آلومینیوم، آلیاژهای آلومینیوم و برخی از فولادها و آهنها بکارمیرود.
    » افزودن سریوم به چدن مانع گرافیتی شدن آن شده، تولید آهن چکشخوار(مالیبل)می کند.
    » در فولادها، سریوم به کاهش سولفیدها و اکسیدها کمک کرده،مانع گازی شدن می شود.
    » سریوم در فولاد ضد زنگ بعنوان عامل سخت کننده سریع کاربرد دارد. 3 تا 4 درصد سریوم که به همراه 0,2 تا 0,6درصد زیرکونیم به آلیاژهایمنیزیم اضافه شده است، به پالایش غلات کمک نموده، موجب قالبگیری بینقص اشکال پیچیده می شود. بعلاوه موجب مقاومت منیزیم قالبگیری شده در برابر حرارت می شود.
    » سریوم در آلیاژهایی که برای ساخت آهنرباهای دائمی بکار میرود، مورد استفاده قرارمی گیرد.
    » سریوم در روشنایی با قوس کربن، بخصوص در صنعت سینما کاربرددارد.
    » سولفات سریک بعنوان یک عامل اکسید کننده حجمی در آزمایشهای کمیکاربرد گسترده ای دارد.
    » ترکیبات سریوم(III)و سریوم(IV)در سنتزهای آلی بعنوان کاتالیزور مورد استفاده هستند.
    » اکسید سریوم در پالایش نفت خام بعنوان سرعت دهنده جداسازی کاربرد دارد.
    » اکسید سریوم در شیشه امکان جذبانتخابی اشعه فرا بنفش را بوجود می آورد.

    ایزوتوپ ها
    سریوم بصورت طبیعی متشکل از 3 ایزوتوپ پایدار و 1 ایزوتوپ رادیواکتیو است. Ce-136, Ce-138 Ce-140 و Ce-142که فراوانترین آنها Ce-140 است.(48/88 % وفور طبیعی). 27 رادیوایزوتوپ مشخص شده که فراوان ترین و پایدارترین آنها Ce-142 بانیمه عمر بزرگتر از 5E16 سال Ce-144 با نیمه عمر 893/284 روزCe-139 با نیمه عمر640/137 و Ce-141 با نیمه عمر 501/32 روز می باشد. مابقی ایزوتوپ های رادیواکتیو دارای نیمه عمری کمتری از 4 روز هستند که اکثر آنها از نیمه عمری کمتر از10 دقیقه برخوردارند. همچنین این عنصر دارای 2 حالت برانگیخته می باشد. ایزوتوپ های سریوم ازنظر وزن اتمی بین amu123 سریوم 123 و amu152 سریوم 152 وجوددارند.
    ----------------------------------------------------------------
    پراسئودیمیوم( Praseodymium )
    پراسئودیمیوم یکی از عناصر شمیایی جدول تناوبیاست وعدد اتمی آن 59 می باشد.

    تاریخچه : نام پراسئودیمیوم از واژه یونانی prasios به معنی سبز و didymos به معنی دوقلو یا جفت گرفته شده است. در سال1841 شخصی به نام Mosander فلز کمیاب Didymium را از Lanthana استخراج کرد. در سال1864 Per Teodor Cleve نتیجه گرفت که Didymium در واقع دو عنصر است و در سال 1879، Lecoq De Boisbaudran یک خاک جدید به نام Samarium را از آن جدا کرد.
    در سال1885 یک شیمیدان استرالیایی به نامC. F. Auervon Welsbach didymium دیدیمیوم را بهدو عنصر تجزیه کردپراسئودیمیوم و Neodymium که نمکهایی با رنگ های گوناگون بوجودمی آورد.

    پیدایش :پراسئودیمیوم درعناصر معدنی کمیاب Monazite و Bastnasite یافت می شود و میتواند توسط فرایند تبادل یونی از Bastnasite یا Monazite بازیافت شود. پراسئودیمیوم همچنین %5 Misch Metal را به خود اختصاص می دهد.

    خصوصیات قابل توجه : پراسئودیمیوم یک عنصر فلزی نرم و نقرهای رنگ است کهاز گروه لانتانیدها می باشد. از نظر خوردگی در مقابل هوا مقاوم بوده ، اما در صورت مجاورت با هوا یک اکسید سبز رنگ از خود به جا می گذارد و به همین دلیل باید در زیریک روغن معدنی سبک نگهداری شده ، یا توسط پلاستیک یا شیشه پوشیده شود.

    کاربرد ها
    » استفاده به عنوان یک عامل آلیاژی با منیزیم برای ساخت فلزاتمستحکم که در موتور هواپیما استفاده می شود.
    » پراسئودیمیوم هسته لامپهای قوسکربن را که در صنعت تصاویر متحرک برای نورپردازی استودیوها و لامپهای پروژکتوراستفاده میشوند، شکل می دهد.
    » ترکیبات پراسئودیمیوم در ساخت شیشه و لعابهایزرد رنگ کاربرد دارد.
    » ترکیبات پراسئودیمیوم در ساخت شیشه و لعابهای زرد رنگکاربرد دارد.
    » پراسئودیمیوم یکی از اجزای شیشه های Didymium که برای ساختعینک های محافظ مخصوص جوشکارها و شیشه دمها بکار میرود، می باشد.

    ترکیبات
    ترکیبات پراسئودیمیوم شامل موارد زیر می شود:
    فلوریدهاPrF3- PrF2
    کرلریدهاPrCl3
    برومیدهاPrBr3- Pr2Br5
    یدیدها PrI2- PrI3- Pr2I5
    اکسیدها PrO2 – Pr2O3
    سولفیدها PrS – Pr2S3
    سلنیدها PrSe
    تلوریدها PrTe – Pr2Te3
    نیتریدها PrN

    ایزوتوپ ها
    پراسئودیمیوم که به صورت طبیعی بوجود میآید، از یک ایزوتوپ پایدار(131)تشکیل شده، 38 رادیو ایزوتوپ برای آن شناخته شده است که پایدارترینآنها Pr 143 با نیمه عمر 57/13 روز و Pr142 با نیم عمر 2/19 می باشد. تمامایزوتوپهای رادیو اکتیو دیگر آن نیمه عمرهایی کمتر از 5985 ساعت دارند که نیمه عمراکثر آنها کمتر از 33 ثانیه است. این عنصر همچنین 6 حالت برانگیختگی دارد.
    حالت فروپاشی اصلی قبل از ایزوتوپ فعال Pr141 الکترون گیری حالت اصلی بعد از آنکاهش بتا می باشد. محصول فروپاشی اولیه قبل از Pr141 ایزوتوپهای عنصر Cerium 58 ومحصول اصلی بعد از آن ایزوتوپهای عنصر Neodymium 60 می باشد.
    ----------------------------------------------------------------
    پرومتیوم(Promethium )
    پرومتیوم، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی می باشد که نماد آن Pm و عدد اتمی آن 61 است.ریشه لغوی نام پرومتیوم ازکلمه Prometheus گرفته شده است. Prometheus یکی از اساطیر یونانی بود که آتش را ازآسمان دزدید وآن را به انسان داد.

    تاریخچه : وجود پرومتیوم برای اولین بار توسط Branner در سال 1902 پیش بینی شد و این پیش بینی در سال 1914توسط Moseley تائید شد. البته چند گروه دیگر نیز ادعا میکردند که این عنصر را تولیدکرده اند، اما هرگز نتوانستند کشفیات خود را به اثبات برسانند، چرا که جدا کردنپرومتیوم از عناصر دیگر بسیار دشوار می باشداولین مدرک وجود پرومتیوم در سال 1944توسط Jacob A.Marinsky Lawrence E. Glendenin و Charles D. Coryell در طی عملشکافتن هسته اتم اورانیوم و به عنوان محصولات جنبی بدست آمد، اما به دلیل وجودمشکل ات زیاد تحقیقاتی که ازجنگ جهانی دوم ناشی میشد، آنها نتوانستند ادعای خود راتا سال 1946 به اثبات برسانند در سال 1963 از شیوه های تبادل یونی برای بدست آوردنحدودا 10 گرم پرومتیوم از ضایعات فرایند سوختی راکتورهای اتمی استفاده میشد. امروزهنیز پرومتیوم به صورت یکی از محصولات جنبی که با عمل شکافت هسته اتم اورانیوم بدستمیآید، بازیافت می شود. این عمل همچنین با عمل بمباران نوترونی Nd-146 و تبدیل آن به Nd-147 تولید می شود که در آن Nd-147 توسط عمل Beta Decay به Pm147 با نیمه عمر11روز تبدیل می شود.

    پیدایش : پرومتیوم به صورت طبیعی در زمین بوجود نمیآید، اما در طیف ستاره HR465 در Andromeda شناخته شده است.

    خصوصیات قابل توجه : پرومتیوم یک ساطع کننده بتا بوده، اشعه گاما از خود ساطع نمی کند. با این حال ذره بتا که به عناصری با عدد اتمی بالا برخورد می کند، میتواند اشعه ایکستولید کند. امروزه اطلاعات زیادی در خصوص ویژگیهای فلز پرومتیوم در دست نیست. تنهامیدانیم که دو حالت چند شکل ی از آن وجود دارد و نمکهای پرومتیوم در تاریکی یک نورآبی کمرنگ یا سبز از خود ساطع میکنند که این به دلیل خاصیت رادیواکتیوی بالای آن می باشد.

    کاربردها
    » منبع تششعی بتا برای اندازه گیری ضخامت.
    » منبع نور برای علائمی که نیاز به عملکرد دقیق دارند( با استفاده ازفسفر برای جذب تششعات بتا و تولید نور).
    » استفاده در باتریهای هستهای که درآنها سلولهای نوری نور را به الکتریسیته تبدیل میکنند.
    » استفاده احتمالی آندر آینده به عنوان یک منبع اشعه ایکس برای بوجود آوردن منابع تولید نیرو یا گرمایکمکی برای کاوشگرهای فضایی و سفینهها و ایجاد لیزرهایی که برای ایجاد ارتباط بین زیردریاییها استفاده می شود.

    ترکیبات
    ترکیبات پرومتیوم شاملموارد زیر می شود:
    کلریدها PmCl3
    برمیدها PmBr3
    اکسیدها Pm2O3

    ایزوتوپ ها
    36رادیوایزوتوپ برای پرومتیوم شناسایی شده اندکه در میان آنها Pm-145 با نیمه عمر 7/17 سال PM146با نیمه عمر 53/5 سال و Pm-147 با نیمه عمر26234 سال پایدارترین آنها می باشند. تمامی ایزوتوپهای رادیواکتیو آن،نیمه عمرهایی کمتر از 300 تا 364 روز دارند که نیمه عمر بیشتر آنها کمتر از 27ثانیه است. این عنصر همچنین 11 حالت برانگیختگی دارد. محصولات فروپاشی اصلی قبل از Pm145 عنصر Nd ایزوتوپهای نئودیمیوم و محصول اصلی بعد از آن ایزوتوپهای عنصر samarium می باشد.
    ----------------------------------------------------------------
    نئودیوم ( Neodymium)
    نئودیوم، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Nd وعدد اتمی 60 وجود دارد.
    ریشه لغوی : کلمه نئودیوم از واژه هاییونانی neos جدید و didymos دوگانه گرفته شده است.

    تاریخچه : نئودیوم را در سال 1885، یک شیمیدان اتریشی به نام Carl F. Auer von Welsbach دروین کشف کرد. او نئودیوم را به همراه عنصر پرازئودیمیم از ماده ای به نام دیدیمیمجدا نمود، اما تا سال 1925 حالت نسبتا خالص این عنصر تهیه نشد.
    امروزه بیشترنئودیوم از طریق فرآیند جابجایی یونی شن مونازیت Ce,La,Th,Nd,Y(PO4)که ماده ای کهسرشار از عناصر خاکی کمیاب است و نیز با روش الکترولیز نمکهای هالید آن تهیه می شود.

    خصوصیات قابل توجه
    نئودیوم که یک فلز کمیاب است، بهمقدار 18% در فلز خاکی کمیاب قابل اشتعال وجود دارد. این فلز، دارای درخشش فلزی ورنگ آن نقرهای روشن بوده، یکی از واکنش پذیرترین فلزات خاکی کمیاب به حساب میآید،نئودیوم در معرض هوا به سرعت کدر شده، تولید اکسیدی می کند که باعث پوسته پوسته شدناین فلز میگردد و سبب اکسیداسیون بیشتر این فلز می شود.

    کاربردها
    » نئودیوم در آهنرباهای دائمی بسیار قویNd2Fe14B بکارمیرود. این نوع آهنرباها ازانواع آهنرباهای کبالت - سامریم ارزانتر هستند.
    » نمکهای نئودیوم بعنوان رنگافزای لعابها کاربرد دارند.
    » از نئودیوم در رنگآمیزی شیشه یک طیف ملایم کهبین بنفش خالص تا قرمز و خاکستری می باشند، استفاده می شود. نوری که از این شیشه هاساطع میگردد، نوار جذبی درخشانی را پدیدار میکنند. از این نوع شیشه در فعالیتهای نجومی برای تولید نوارهای درخشانی که بوسیله آنها احتمال درجه بندی خطوط طیفی وجوددارد استفاده می شود. شیشه حاوی نئودیوم، یک ماده لیزری است که به جای یاقوت برایتولید نور همنوسان بکار میرود. از نئودیوم همچنین برای زدودن رنگ سبز شیشه ها که ناشی از آلاینده های آهن است، مورد استفاده قرار می گیرد.
    » نئودیوم، بخشی ازدیدیمیوم است که در رنگآمیزی شیشه های عینکهای جوشکاری بکار میرود.
    » پیدایش
    » نئودیوم هرگز در طبیعت بصورت عنصر آزاد یافت نمی شود، بلکه بیشتردرکانیهایی از قبیل شن مونازیـــت Ce,La,Th,Nd,Y(PO4)و باستنوسیت(Ce,La,Th,Nd,Y(CO3)F)که حاوی مقادیر کمی از تمامی فلزات خاکی کمیاب هستند، وجوددارد. نئودیوم در فلزخاکی کمیاب قابل اشتعال نیز دیده می شود، اما جدا نمودن آن ازسایر عناصر قلیایی خاکی دشوار است.

    ترکیبات
    ترکیبات نئودیومعبارتند از:
    فلوریدها NdF3
    کلریدها NdCl2 - NdCl3
    برمیدها NdBr2 - NdBr3
    یدیدها NdI2 - NdI3
    اکسیدها Nd2O3
    سولفیدها NdS - Nd2S3
    سلنیدها NdSe
    تلوریدها NdTe2 - Nd2Te3
    نیتریدها NdN

    ایزوتوپ ها
    نئودیمیم بطور طبیعی دارای 5 ایزوتوپNd-142 , Nd-143 , Nd-145 , Nd-146 , Nd-148 که فراوانترین آنها نئودیمیم 142 فراوانی طبیعی2/27% و 2 ایزوتوپ پرتوزای Nd144 وNd150 می باشد. 31 رادیوایزوتوپ هم برای این عنصرشناسایی شده که که پایدارترین آنها نئودیمیم 150 با نیمه عمر 19سال(E1.1)،نئودیوم144 با نیمه عمر 15سال(E29.2)ونئودیوم147 با نیمه عمر 98/10 روز می باشد. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو این عنصر، دارای نیمه عمرهایی کمتر از 38/3 روز هستندکه بیشتر آنها نیمه عمری کمتر از 71 ثانیه دارند. نئودیمیم همچنین دارای 4 حالت متااست. حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوانترین ایزوتوپ(نئودیمیم142)جذب الکترون وحالت فروپاشی پس از آن، فروپاشی منفی بتا می باشد. محصول فروپاشی اولیه قبل ازنئودیمیم 142 ایزوتوپهای)Pr پرازئودیمیم)و محصولات اولیه پس از آن ایزوتوپهایسرب می باشد

    ساماریوم( Samarium) : یکی از عناصر شیمایی جدول تناوبی است که نماد آن Sm و عدد اتمی آن، 62 می باشد.

    تاریخچه
    ساماریوم برای اولین باردر سال 1853 توسط شیمیدان سوئیسی، Jean Charles Galissard با عمل جذب خطوط دیدیمیوم کشف شد. در سال 1879 توسط شیمیدان فرانسوی، Paul Emile Lecoq De Boisbaudran درپاریس جدا شده و کانی Samarskite را بوجود آورد.

    پیدایش
    ساماریوم هرگز به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی شود، اما همانند دیگر عناصر کمیاب خاکشامل کانیهای گوناگونی می شود که Monazit Bastnasite و Samarskite از آن جمله اند Monazite و باستانسیت به صورت منابع تجاری کاربرد دارند Misch Metal حاوی حدودا یکدر صد ساماریوم بود، اما در سالهای اخیر ساماریوم از طریق فرایندهای تبادل یونی وتکنیکهای عصاره گیری مایعات و الکتروشیمی بدست میآید. ساماریوم همچنین از طریق احیااز لانتانوم نیز بدست میآید.

    خصوصیات قابل توجه
    ساماریوم ازخاکهای فلزی نادر است که درخشش نقرهای براقی دارد. در هوا به مقدار قابل توجهیپایدار است. همچنین این عنصر در هوا در 150 درجه آتش می گیرد و سه کریستال فلزی آننیز وجود دارد که در دمای 734 و 922 درجه تغییر می کند.

    کاربردها
    » نوردهی کربن آرکی در صنعت تصاویر متحرک.
    » تغلیظ کریستالهای CaF2 برای استفاده در لیزرهای چشمی
    » استفاده به صورت جذب کننده نوترونی درراکتورهای هسته ای
    » استفاده در آلیاژها و هدفونها
    » مگنتهای Samarium-Cobalt در ساخت مگنتهای دائمی با مقاومت بالا و نیروی درونی به بزرگی 2200 kA/m کاربرد دارند.
    » اکسید ساماریوم در شیشه های اپتیکی برای جذب اشعه مادونقرمز موثر است.
    » ترکیبات ساماریوم بهصورت حساس کننده های فسفری در اشعهمادون قرمز عمل میکنند.
    » اکسید ساماریوم، کاتالیزوری برای کم کردن آب وهیدروژنزدایی از اتانول می باشد.

    ترکیبات
    فلوریدها SmF2 - SmF3
    کلریدها SmCl2 - SmCl3
    برمیدها SmBr2 - SmBr3
    یدیدها SmI2- SmI3
    اکسیدها Sm2O3
    سولفیدها Sm2S3

    سلنیدها Sm2Se3
    تلوریدها Sm2Te3

    ایزوتوپ ها
    ساماریومی که به صورت طبیعی بوجود می آید، از 4 ایزوتوپ پایدارتشکیل می شود که عبارتند از sm144 ,Sm150 ,Sm154و سه ایزوتوپ رادیواکتیوی دارندکه شامل Sm147,Sm148 ,Sm149 می شود. بیشترین ایزوتوپ آن از نظر فراوانیSm152 %26.75 می باشد. در میان ایزوتوپهای رادیواکتیوی Sm148 با نیمه عمر 7E+15 سال Sm194 با نیمهعمر 2E+15 سال و Sm147 با نیمه عمر 1.06+11 سال پایدارترین آنها می باشند. همچنیناین عنصر 5 Meta State دارد که پایدارترین آنها tSm141m 22.6minutes), 141m-Sm(t 22.6 minutes), 143m1-Sm(t 66 seconds)and 139m-Sm(t10.7seconds. حالت Decay اولیه قبل از ایزوتوپ پایدان Sm152 الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن Beta Minus Decay می باشد. محصول Decay اولیه قبل از sm152 ایزوتوپهای عنصر Promethiumو محصول اولیه بعد از آن ، ایزوتوپهایعنصرEuropiumمی باشد.
    ----------------------------------------------------------------
    اروپیوم( Europium)
    اروپیوم، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Eu وعدد اتمی 63 قرار دارد.

    تاریخچه
    اروپیوم برای اولین بار در سال1890 بوسیله Paul Emile Lecoq de Boisbaudran کشف شد. او جزء اصلی را از گادولینیوم – سامریم غلیظ بدست آورد. آنهاخطوط طیفی داشتند که بوسیله سامریوم یا گادولینیوم ساخته نشده بودند، اما عموما کشف اروپیوم را به شیمیدان فرانســوی Antole Demarçay نسبت میدهند که در سال 1896 به وجود عنصری ناشناس در نمونه های عنصر تازه کشف شده سامریوم شک کرد و در سال 1901 موفق به جداسازی اروپیوم شد. فلز اروپیوم خالص تا قبلاز سالهای اخیر بدست نیامده بود.

    پیدایش
    اروپیوم هرگز در طبیعتبصورت یک عنصر آزاد یافت نشده است، اما کانیهای زیادی که حاوی این عنصر هستند، وجوددارند که مهمترین منابع آن bastnastite و monazite می باشند. اروپیوم در طیف هایخورشید و ستارگان خاصی کشف شده است.

    خصوصیات قابل توجه
    اروپیوم واکنش گر ترین عنصر خاکی کمیاب است، در هوا به سرعت اکسید شده، از نظر واکنش با آبمانند کلسیم است. اروپیوم مثل سایر عناصر خاکی کمیاب( بجز لانتانیم)در هواتقریبا بین °150تا °180 محترق می شود. این عنصر به سختی سرب بوده و تا اندازه زیادی چکش خوار است.

    کاربردها
    اگرچه اروپیوم برای ساخت لیزرها به برخیاز پلاستیکها افزوده می شود، هیچ کاربرد تجاری برای فلز اروپیوم وجود ندارد. همچنین به علت توانایی آن در جذب نوترون، استفاده از آن در رآکتورهای اتمی در دست بررسیاست. اکسید اروپیوم(Eu2O3)در تلویزیون بعنوان فسفر قرمز(ماده فروزنده قرمز)وفسفرهای با پایه ایتیریم کاربرد وسیعی دارد.

    ترکیبات
    ترکیباتاروپیوم عبارتند از:
    فلوریدها EuF2 - EuF3
    کلریدهـا EuCl2 - EuCl3
    برمیدهـا EuBr2 – EuBr
    یدیدها EuI3 – EuI2
    اکسیدها Eu2O3 – Eu3O4
    سولفیدها EuS
    سلنیدها EuSe
    تلوریدها EuTe

    ایزوتوپ ها
    اروپیوم بطور طبیعی دارای دو ایزوتوپ پایدار Eu-151 و Eu-153 است که ایزوتوپ 153 فراوانتر است،(فراوانی طبیعی 52,2%)این عنصر35 رادیوایزوتوپ دارد که پایدارترین آنها Eu-150 با نیم عمر 36,9 سال Eu-152با نیمهعمر516/13 سال و Eu-154 با نیمه عمر593/8 سال هستند.کلیه ایزوتوپ های رادیواکتیوباقی مانده نیمـه عمری کمتر از7612/4 سال دارند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از2/12ثانیه می باشد. همچنین اروپیوم دارای 8 حالت برانگیختگی است. محصول فروپاشی اصلی قبلاز Eu-153ایزوتوپ های عنصرSm سامریم و محصول اصلی بعد ایزوتوپ های عنصر Gd گادولینیوم می باشد.
    ----------------------------------------------------------------
    گادولینیوم( Gadolinium)
    گادولینیوم، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبیدارای نشان Gd و عدد اتمی 64 می باشد.

    تاریخچه
    Jean Charles Galissard de Marignacشیمیدان سوئیسی در سال 1880 برای مشاهده گادولینیوم در نمونههای دیدیمیم و گادولینیت به بررسی خطوط طیف سنجی پرداختند، سال 1886 Paul Emile Lecoq de Boisbaudran دانشمند فرانسوی گادولینیا را( اکسید گادولینیوم)ازایتریای Mosanderجدا نمود. خود این عنصر برای اولین بار اخیراً تهیه شده است. نامگادولینیوم مانند کانی گادولینیت از نام Johan Gadolin شیمیدان و زمین شناس فنلاندیگرفته شده است.

    پیدایـش
    گادولینیوم هرگز در طبیعت بصورت آزادوجود ندارد، اما در بسیاری از کانیها از قبیل گادولینیت، مونازیت و باستنازیت یافتمی شود. این عنصر را امروزه با روش جابجایی یونی و جداسازی از حلال یا با کاهشفلورید بیآب آن توسط کلسیم فلزی تهیه میکنند.

    خصوصیات قابل توجه
    گادولینیوم، فلز خاکی کمیاب نقرهای رنگ، چکش خوار و قابل انعطافی است که دارای درخششی فلزی می باشد. این عنصر در دمای اتاق به صورت ذرات آلفای نزدیک به هم بلورینمی شود، وقتی آنرا تا 1508 درجه کلوین حرارت دهند، به شکل ذرات آلفای خود که دارایساختار مکعبی body-centered است.
    گادولینیوم بر خلاف سایرعناصر خاکی کمیاب نسبتاً در هوای خشک پایدار است، با این حال به سرعت در هوای مرطوب کدر شده، تولیداکسید چسبنده ناپایداری می کند که منتشر شده و در معرض سطح بیشتری برای اکسیداسیونقرار می گیرد. گادولینیوم به آرامی با آب واکنش داده، در اسیدهای رقیق محلولمی باشد.
    بعلاوه این عنصر در بین تمامی عناصر شناخته شده، بالاترین واکنش سنجیجذب حرارتی نوترون را دارا می باشد، اما سوخت سریع آن، استفاده از این عنصر را درمیله کنترل هسته ای محدود نموده است. گادولینیوم زیر دمای بحرانی 083/1 کلوین به یکابررسانا تبدیل می شود، دردمای اتاق شدیداً مغناطیسی است، در واقع بجز فلزات واسطه دوره چهارم، تنها فلزی است که خصوصیات فرومغناطیسی را بروز می دهد.

    کاربردها
    از گادولینیوم در ساخت سنگهای ایتریم – گادولینیوم که کاربردهای مایکروویو دارند، استفاده می شود، ترکیبات گادولینیوم نیز در ساخت مواد فروزنده لامپتصویر تلویزیونهای رنگی بکار میرود و محلول ترکیبات این عنصر بعنوان پادنمای داخلوریدی جهت ارتقاء تصاویر از بیماران تحت MRI مورد استفاده قرار می گیرد.
    همچنین گادولینیوم دارای خصوصیات ابررسانایی غیر عادی است، مقدار 1% گادولینیوم ،کارآمدی و مقاومت آهن، کروم و آلیاژهای مربوطه را در دماهای بالا و اکسیداسیونافزایش می دهد. در آینده احتمال استفاده از اتیل سولفات گادولینیوم که مشخصاتپارازیت بسیار کمی دارد، در مایزرها وجود دارد، علاوه براین جنبش مغناطیسی زیادگادولینیوم و دمای کوری آن که تنها درحرارت اتاق وجود دارد، استفاده از آنرا بعنوان جزء مغناطیسی به منظور حس کردن گرما و سرما مطرح می کند. گادولینیوم درتولیدCDها(لوحهای فشرده)وحافظه کامپیوتر نیز کاربرد دارد.

    ترکیبات
    فلوریدهاGdF3
    کلریدها GdCl3 6H2O- GdCl3
    برمیدها GdBr3
    یدیدها GdI2 – GdI3
    اکسیدها Gd2O3
    سولفیدها Gd2S3
    سلنیدها GdSe
    تلوریدها Gd2Te3
    نیتریدها GdN

    ایزوتوپ ها
    گادولینیوم بطور طبیعی دارای 5 ایزوتوپ پایدارگادولینیوم 154، گادولینیوم 155 ، گادولینیوم 156 گادولینیوم 157 وگادولینیوم 158 و دورادیوایزوتوپ گادولینیوم 152 و گادولینیوم 160 می باشد که گادولینیوم 158فراوانترین آنها است. 30 رادیوایزوتوپ که پایدارترین آنها گادولینیوم 160 با نیمعمر E3/1+21سال، گادولینیوم 152 با نیمه عمرE08/1+14 سال و گادولینیوم 150 با نیمهعمرE79/1+6 سال هستند، شناسایی شده است.
    مابقی ایزوتوپ های آن دارای نیمهعمری کمتر از 7/74 سال هستند که اکثرآنها نیز دارای نیمه عمرهایی کمتر از 24,6ثانیه می باشند. همچنین این عنصر دارای 4 meta states است. حالت فروپاشی اولیه قبلاز فراوانترین ایزوتوپ پایدارگادولینیوم 158 جذب الکترون است و حالت اولیه پس از آنفروپاشی منفی بتا است. محصولات فروپاشی اولیه قبل از گادولینیوم 158 ایزوتوپ هایعنصر Eu اروپیوم است و محصولات اولیه پس از آن ایزوتوپ های عنصر Tb تربیومهستند.

    معرفی عناصر کمیاب و منابع آنها در روی زمین (بخش اول)

    ----------------------------------------------------------------
    منابع :
    1)پایگاه های اینترنتی :
    US geological surveyhttp://pubs.usgs.gov/fs/2002/fs087-02
    http://www.webelements.com
    http://en.wikpedia.org
    http://daneshnameh.roshd.ir
    http://www.chimicalelements.com
    http://beyondchem.com
    http://www.galleries.com
    http://mindat.org

    2)کریم پور، محمدحسین وسعید سعادت(1381)،زمین شناسی اقتصادی کاربردی:انتشارات دانشگاه فردوسیمشهد
    3)شهاب پور،جمشید(1384)،زمین شناسی اقتصادی،انتشارات دانشگاه شهید باهنر
    4) پایگاه علوم زمین Ngdir.com




طبقه بندی: زمین شناسی اقتصادی،
[ دوشنبه 2 مرداد 1391 ] [ 10:30 قبل از ظهر ] [ راحله مظلومی ] [ نظرات ]
.: Weblog Themes By WeblogSkin :.
درباره وبلاگ

من راحله مظلومی، فارغ التحصیل رشته زمین شناسی محض هستم...زمین را خیلی خیلی دوست دارم...
این وبلاگ برای همه زمینی هاست...

مشاور پایان نامه های تخصصی کارشناسی زمین شناسی
بررسی های زمین شناسی
کار با gps و نرم افزار mapsurce و آموزش آن
رسم نقشه ( زمین شناسی، توپوگرافی، ...)
آموزش نرم افزار های زمین شناسی: ... gis , rockwork, surfer 8 & 9 , dips
rmazloomi.zamin@yahoo.com

نویسندگان
آخرین مطالب
لینک دوستان
نظر سنجی
نظر شما در مورد وبلاگ دختر زمین شناس چیست؟






ابر برچسب ها
آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
بازدید ماه قبل : نفر
تعداد نویسندگان : عدد
كل مطالب : عدد
آخرین بروز رسانی :
امکانات وب