نقــره Silver

منـــابع

تالیم در کروکسیت، لوراندیت و هاچینسونیت وجود دارد. هم‌چنین در پریت‌ها یافت می شود و میتوان آن را از تشویه‌ی این کانه در فرایند تولید اسید سولفوریک بازیابی کرد. این عنصر از ذوب احیایی سنگ معدن‌های سرب و روی نیز به دست می‌آید. استخراج آن تا حدی پیچیده است و به منبع تالیم بستگی دارد. تپه‌های منگنزی در کف دریا حاوی تالیم هستند.

ویــژگی‌هــا

تالیم در آغاز تماس با هوا درخشندگی فلزی دارد اما ب8 سرعت ته رنگ آبی کم رنگ متمایل به خاکستری پیدا می‌کند و در ظاهر شبیه سرب می‌گردد. اگر تالیم در هوا رها شود، اکسید سنگینی می‌سازد و در حضور آب، هیدرید تشکیل می‌توان آن را با چاقو برید. گزارش شده است که آلیاژ جیوه- تالیم که در 5/8 درصد تالیم یوتکتیک می‌سازد در^0c60- منجمد می‌شود یعنی حدوداً 20 درجه پایین‌تر از نقطه‌ی انجماد جیوه.

ایــزوتوپ‌هــا

تالیم طبیعی مخلوطی از دو ایزوتوپ است. بیست و پنج ایزوتوپ از تالیم وجود دارد که جرم اتمی آنها از 184 تا 210 گسترده شده است.

کــاربردهــا

سولفات تالیم به عنوان مورچه‌کش و سم موش به طور گسترده به خدمت گرفته شده است. این ماده بی بو و بی طعم است و هیچ هشداری برای حضورش نمی‌دهد البته استفاده‌ی آن به عنوان حشره‌کش و سم موش از سال 1975 در آمریکا ممنوع شده است. هدایت الکتریکی سولفید تالیم در تماس با اشعه‌ی مادون قرمز تغییر می‌کند و این ترکیب در پیل الکتریکی به کار می‌رود. بلورهای برومید-یدید تالیم به عنوان ماده‌ی نوری مادون قرمز استفاده شده اند. تالیم به همراه گوگرد، سلینوم و آرسینک در تولید شیشه‌های با نقطه‌ی ذوب کم با دمای سیالیست بین 125 تا 150 درجه‌ی سانتی گراد به کار رفته است. این شیشه ها در دمای اتاق خواصی شبیه شیشه‌های معمولی دارند و گفته می‌شود با دوام و غیر محلول درآب هستند. اکسید تالیم در تولید شیشه‌هایی با ضریب شکست بالا به کار گرفته شده است. تالیم در درمان بیماری کرم حلقوی و سایر بیماریهای پوستی استفاده شده است، البته به دلیل مرز باریک بین فواید درمانی و سمی بودن آن، استفاده اش محدود گردیده است.

مــلاحظات به کارگیــری

این عنصر و ترکیب هایش سمی هستند و باید با احتیاط با آنها کار شود. تماس آن با پوست خطرناک است و در هنگام ذوب فلز باید تهویه‌ی مناسب به‌کار گرفته شود. تماس تالیم ( ترکیب‌های محلول آن) با پوست نباید از 1/0 میلی‌گرم بر متر‌مکعب ( با متوسط روزانه 8 ساعت کار و هفته‌ای 40 ساعت کار) تجاوز نماید. گمان می‌رود تالیم خاصیت سرطان‌زایی داشته باشد.

قیــمت

فلز تالیم تجاری (99 درصد) حدوداً 40 دلار بر پوند قیمت دارد.

بیــسموت Bismuth

تــاریخچــه

(آلمانی(Weisse Masse)، جرم سفید،.................................) پیش تر بیسموت با قلع و سرب اشتباه گرفته می‌شد. کلود جفروی¹ جوان در سال 1753 نشان داد که این ماده باید متفاوت از سرب باشد.

ویـــژگی‌هــا

بیسموت فلز ترد و بلورین سفیدی با ته رنگ صورتی کم رنگ است و به صورت خالص یافت می‌شود. بیسموت و یا مغناطیس ترین فلز است و هدایت حرارتی آن از هر فلزی به جز جیوه کم‌تر است. مقاومت الکتریکی بالایی دارد و بیش‌ترین خاصیت هال را در میان فلزات دارد( یعنی بیش‌ترین افزایش مقاومت الکتریکی را در میدان مغناطیسی پیدا می‌کند)

منــابع

مهم‌ترین سنگ معدن‌های آن عبارتند از بیسموتنیت یا.................... و بیسمیت. کشورهای پرو، ژاپن، مکزیک، بولیوی و کانادا عمده‌ترین تولیدکنندگان بیسموت هستند. بیش‌تر بیسموت تولیدی در آمریکا به صورت محصول جانبی تصفیه‌ی سنگ‌های معدنی، سرب، مس، قلع، نقره و طلا به دست می‌آید.

کاربــردهــا

«بیسمونال» مغناطیس دائمی با نیروی پسماندزدایی بالاست که توسط مرکز موشک‌های سطحی............. آمریکا از ترکیب MnBi ساخته می‌شود. بیسموت در هنگام انجماد 32/3 درصد انبساط می‌یابد. این خاصیت آلیاژهای بیسموت را به طور خالص برای ساخت قطعات ریختگی حساس در تماس با دماهای بالا مناسب می‌سازد. بیسموت به همراه سایر فلزاتی همانند قلع، کادمیم و... آلیاژهای با نقطه‌ی ذوب کم می سازد که استفاده‌ی فراوانی در تجهیزات ایمنی دستگاه‌های تشخیص و................................... آتش دارند. بیسموت در تولید چدن‌های مالیبل به کار می رود و به عنوان کاتالیست در ساخت رشته‌های اکریلی کاربرد ایفته است. بیسموت با حرارت دادن در هوا با شعله‌ی آبی می‌سوزد و دود زرد رنگی از اکسید آن تشکیل می‌دهد. این فلز به عنوان ماده‌ی ترموکوچل نیز استفاده می‌شود و به عنوان حمل کننده‌ی سوخت U₂₃₅ و U₂₃₃ در راکتورهای هسته‌ای کاربرد دارد. نمک‌های محلول آن از طریق تشکیل نمک‌های بازی غیر محلول در هنگام افزایش آب مشخص می‌شوند. این ویژگی گاهاً در کارهای تشخیصی به کار می‌رود. اکسی‌کلرید بیسموت در لوازم آرایشی کاربرد فراوانی دارد. سابنیترات و سابکربنات بیسموت در پزشکی استفاده می‌شوند.

پـولـونیــم Polonium

تــاریخچــه

(لهستان، سرزمین مادری مادام کوری) پولونیم که رادیوم f نیز نامیده می‌شود، اولین عنصری بود که مادام کوری در 1898 در حالی آن را کشف کرد که رد حال جستجوی علت............................................................ الکتروسکپ، جدا بودن آن از بیسموت را نشان داد.

منـــابع

پولونیم عنصر طبیعی بسیار کم یابی است. سنگ معدن‌های اورانیوم فقط حدود 100 میکروگرم در هر تن از این عنصر دارند. فراوانی آن تنها 2/0 درصد رادیوم است.

در 1943، داشنمندان کشف نمودند که وقتی بیسموت طبیعی (Bi ₂₀₉) را با نوترون بمباران کنند، Bi ₂₁₀ یعنی مادر پولونیوم به دست می ‌آید. امروزه مقادیر میلی گرمی پولونیم را می‌توان به این روش با استفاده از شارهای نوترونی قوی راکتورهای هسته‌ای تهیه نمود.

ویـــژگی‌هــا

پولونیم 2100 فلز با نقطه‌ی ذوب کم و نسبتاً فرار است و 50 درصد آن در هوا و دمای 55^0c ظرف 45 ساعت تبخیر می شود. پولونیم یک ساتع کننده‌ی آلفا با نیمه عمر 39/138 روز است. ی 5 گرم رادیوم ذرات آلفا پراکنده می‌کند.

انرژی آزاد شده از واپاشی آن به قدری زیاد است(140 w/g) که مخزن حاوی نیم گرم آن به دمایی حدود 500^0c می رسد. هم‌چنین این کپسول روز تماس اشعه‌ی گاما در حد 0/012 Gy/h به دست می دهد. چند کوری( 1 کوری معادل 3/7210¹⁰ Bq) پولونیم در اثر تهیج یک گاز محاط بر ان درخشش آبی از خود نشان می دهد.

پولونیم به سرعت در اسیدهای رقیق حل می‌شود اما حلالیت بسیار کمی در قلیاها دارد. نمک‌های پولونیم .............................................

کــاربردهــا

چون تقریباً تمام تشعشع آلفا درون این منبع جامد و مخزن آن متوقف می شود و انرژی‌اش را آزاد می‌کند، پولونیم در کاربردهایی به عنوان منبع سبک وزن نیروی ترموالکتریک در قمرهای مصنوعی مورد توجه قرار گرفته است.

پولونیم را می‌توان با بریلیم مخلوط و یا آلیاژسازی نمود تا منبعی از نوترون تهیه کرد. این عنصر در تجهیزات حذف بارهای استاتیکی در کارخانه های نساجی به‌کار رفته است، البته منابع اشعه‌ی بتا هم معمول تر و هم کم خطر تر هستند. پولونیم در برس‌های حذف گرد و غبار از فیلم های عکاسی نیز به کار می‌رود. در این کاربردها پولونیم به دقت آب‌بندی و کنترل می‌شود تا خطر آن برای کاربربه حداقل برسد.

ایــزوتوپ‌هــا

بیست و پنج ایزوتوپ پولونیم با گستره‌ی جرم اتمی از 194تا 218 شناخته شده است. پولونیم-210، در دسترس‌ترین آنهاست. ایزوتوپ‌های با جرم 209(نیمه عمر 103 سال) و جرم 208 (نیمه عمر9/2 سال) را می‌توان از طریق بمباران آلفا، پروتون یا دیوترون سرب یا بیسموت در یک شتاب دهنده تهیه نمود اما تولید آنها پر هزینه است.

پولونیم فلزی از هیدروکسید پولونیم و برخی دیگر از ترکیب‌های پولونیمی در حضور آمونیای مایع بی آب یا آبی غلیظ تهیه شده است. وجود دو حالت اکوتروپی مشخص شده است.

مــلاحظات به کـارگیری

کار با پولونیم 21000 در حتی مقادیر میلی گرم و میکرو گرم بسیار خطرناک است و تجهیزات حاص و کنترل دقیق ضروری است. آسیب در اثر جذب سطحی کامل انرژیذرات آلفا در بافت حاصل می‌شود.

حداکثر........................................ فقط 03/0 میکروکوری است که نشان گر ذره ای به وزن تنها ^12- 10* 8/6 گرم است. از لحاظ وزنی، در حالت مساوی حدوداً ¹¹ 10* 5/2 برابر سمی تر از اسیدهیدروسیانیک است. حداکثر غلظت مجاز ترکیب‌های پولونیم محلول در هوا حدوداً ^11-10*2 میکروکوری بر سانتی متر مکعب است.

اســـتاتین Astatin

تــاریخچـه

(یونانی،(astatos)، ناپایدار)، این عنصر در سال 1940 توسط دی.آر.کورسون¹، کی.آر مکنزی² و ای. سگری³ در دانشگاه کالیفرنیا از طریق بمباران بیسموت با ذرات آلفا به طور مصنوعی تهیه شد. بادوام‌ترین ایزوتوپ‌ها به همراه اورانیوم طبیعی و ایزوتوپ‌های توریم و مقادیر بسیارکم At ₂₁₇ در تعادل با U₂₃₃ و Np₂₃₉ حاصل از ادغام توریم و اورانیوم با نوترون‌های طبیعی هستند. البته تمام استاتین موجود در پوسته‌ی زمین کم‌تر از1 اونس است.

کــاربردهــا

بیش از 25 سال از کریپتون-85 در اندازه‌گیری چگالی کاغذ تولیدی استفاده می‌شده است. وزن کل یک ورق کاغذ را یم توان با دقت بسیار زیاد با استفاده از کریپتون -85 و سایر نوکلیدهای رادیواکتیو کنترل نمود.

نام متداول این وسیله، سنجه‌ی بتاست که یم تواند ضخامت یک ماده را اندازه‌ بگیرد.

روش تــولید

استاتین را می‌توان از طریق بمباران بیسموت باذرات پرانرژی آلفا تولید نمود و ایزوتوپ‌های نسبتاً با دوام At₂₁₁ و At₂₀₉ به دست آورد که می‌توان آنها را با حرارت دادن در هوا از هدف تقطیر نمود.

ویـژگی‌هــا

طیف سنج جرمی« زمان پرواز» در تءیید این مطلب به کار گرفته شده است که این هالوژن بسیار رادیواکتیو از لحاظ شیمیایی شباهت بسیار زیادی به سایر هالوژن‌ها مخصوصاً ید دارد. گفته می‌شود استاتین فلزی تر از ید است و احتمالاً همانند ید در غده‌ی تیروئید جمع می‌شود.

رادن Radon

تــاریخچـه

(از رادیوم، در ابتدا نیتون(niton)نامیدئه شد، لاتین، (nitens)، درخشان)این عنصر در سال 1900 توسط درن¹ کشف شد و آن را منشاء رادیوم نام نهاد. در 1908 رامسی و گری که این عنصر را نیتون نام‌گذاری کردند، ان را جدا سازی نموده و چگالی اش را تعیین کردند و دریافتند که احتمالاً سنگین‌ترین گاز شناخته شده است. رادن اساساً خنثی است و پایین‌ترین مکان را درگروه صفر گازها در جدول تناوبی اشغال می‌کند. از سال1923، این عنصر رادن نامیده شد.

ایـزوتوپ‌هــا

بیست ایزوتوپ آن شناختهشده است. رادن-222 که مشتقاز رادیوم است، نیمه عمری در حدود 823/3 روز دارد و یک پخش کننده اشعه‌ی آلفا است. رادن-220 که در طبیعت از توریم به وجود می‌آید و تورن نامیده می‌شود، نیمه عمری در حد 6/55 ثانیه دارد و یک ساتع کننده‌ی آلفا نیز هست. رادن-219 از اکتنیوم سرچشمه می‌گیرد و اکتینون نام دارد. نیمه عمر آن 96/3 ثانیه و یک ساتع کننده آلفا نیز می‌باشد.براورد می‌گردد که هر مایل مربع خاک با عمق8 اینچپ حدوداً 1 گرم رادیوم دارد که رادن را به مقادیر بسیار ناچپیز در اتمسفر رها می کند. رادن در آب برخی چشمه‌ها از جمله چشمه‌های آب گرم در آمریکا(آرکانزاس) وجود دارد.

ویــژگی‌هــا

به طور متوسط، یک جز رادن در ²¹ 10 جز هوا وجود دارد. رادن در دماهای معمول گاز بی رنگی است و هنگامی که تا زیر دمای انجمادش سرد شود به صورت شب تاب درخشان در می‌آید که در هنگام کم شدن دما زرد و در دمای هوای مایع، نارنجی متمایل به قرمز می‌شود. گزارش شده است که فلوئور با رادن واکنش داده و فلوراید می‌سازد. ترکیب کلترات رادن نیز گزارش شده است.

کـاربردهـا

رادن هنوز هم توسط بعضی از بیمارستان‌ها برای خدمات درمانی تولید می شود. این کار از طریق پمپ کردن آن از یک منبع رادیوم و آب بندی آن در استوانه‌های کوچک که دانه یا سوزن نامیده می‌شوند برای استفاده بیمار انجام می‌گردد. این کار تا حد زیادی منسوخ شده است زیرا بیمارستان‌ها می توانند این دانه‌ها را مستقیماً از سازنده‌هایی که این قرص‌ها را با فعالیت مورد نظر برای مصرف روزانه تولید می‌کنند، تهیه نمایند.

ملاحظـات به کارگیــری

همانند سایر موارد رادیو اکتیو در کار با رادن باید احتیاط نمود. خطر اصلی استنشاق این عنصر و.............................. است که به صورت گرد و غبار در هوا جمع می‌شوند. در جایی که رادیوم، توریم یا اکتینیوم ذخیره می‌شود باید تهویه‌ی مناسب فراهم نمود تا از ایجاد این عنصر جلوگیری گردد. ایجاد رادن در معادن اورانیوم یک نگرانی برای سلامتی محسوب می شود. بسیاری از مرگ های ناشی از سرطان به علت تماس با رادن است. در آمریکا پیشنهاد می‌گردد که اگر غلظت آنم در هوا از 4 pci/e تجاوز نماید، کارهای درمانی انجام شود.

قیـمت

رادن به قیمت حدود 4 دلار بر متر مکعب در دسترس است.

فرانســـیوم Francium

تـاریخچـه

(فرانسه) فرانسیوم در 1939 توسط ملکه مارگارت پری² درموسسه‌ی کوری پاریس کشف شد. فرانسیوم سنگین‌ترین عضو شناخته شده‌ی سری فلزات قلیایی است که در نتیجه‌ی تجزیه‌ی الکتنیوم با اشعه‌ی آلفا به‌وجود می‌آید. هم‌چنین می توان آن را از بمباران مصنوعی توریم با پروتون تولید نمود. اگرچه فرانسیوم به طور طبیعی در کانه‌های اورانیومی یافت می‌شود، اما احتمالاً مقدار ان در کل پوسته‌ی زمین کم‌تر از یک اونس است. این عنصر بالاترین وزن معادل را در میان تمام عناصر دارد و ناپایدارترین عنصر در میان 101 عنصر اول جدول تناوبی است. سی و سه ایزوتوپ از آن شناخته شده است با دوام‌ترین ایزوتوپ آن Fr₂₂₃ (Ac, K).................. نیمه عمر 22 دقیقه دارد. این تنها ایزوتوپ فرانسیوم است که در طبیعت وجود دارد. از آن جا که همه‌یایزوتوپ‌های فرانسیوم شدیداً ناپایدارند، شناخت ویژگی‌های شیمیایی آنها به روش‌های رادیو شیمیایی انجام می‌گیرد. هیچ مقدار قابل توجهی (قابل توزین) از این عنصر تهیه یا جداسازی نشده است. خواص شیمیایی فرانسیوم شباهت زیادی به سزیم دارد.

راریــوم Radium

تـاریخچـه

(لاتین، شعاع(radius)، اشعه، پرتو) . رادیوم در 1898 توسط مادام کوری در پیچلند یا اورانینیت در بوهیاری شمالی کشف شد. حدوداً 1 گرم رادیو در 7 تن پیچلند وجود دارد. این عنصر در 1911 توسط مادام کوری در دبیرن³ جداسازی شد. الکترولیز محلول کلرید رادیوم خالص با استفاده از کاتد جیوه ای در هنگام تقطیر در محیط هیدروژنی این ملغمه، موجب تولید فلز خالص رادیوم می‌گردد.

منـــابع

در ابتدا، رادیوم از سنگ معدن پیچلند غنی موجود در آمریکا (ژوسمیستال¹ و بوهیما) به دست آمد. ماسه‌های کارنوتیت در آمریکا(کلرادو) مقداری رادیوم دارند اما کانه‌های غنی‌تر در جمهوری زئیر و منطقه‌ی دریاچه‌ی کبیر کانادا یافت شده‌اند. رادیوم در تمام سنگ معدن‌های اورانیومی وجود دارد می توان آن را در صورت نیاز از پسمانده‌های فراورش اورانیوم استخراج کرد. منابع اورانیومی واقع در آمریکا( منطقه‌ی انتاریو، نیومکزیکو، یوتا)، استرالیا و چند جای دیگر قرار دارند.

ویـژگی‌هـا

رادیوم تجاری به صورت برمید و کلرید به دست می‌آید. این که در حال حاضر مقدار قابل توجهی از عنصر جداسازی شده وجود داشته باشد،....................................................

فلز خالص آن در هنگام تهیه، سفید درخشان است اما در تماس با هوا سیاه می‌شود که احتمالاً به دلیل تشکیل نیترید آن باشد. این عنصر همانند نمک‌هایش، خاصیت شب تابی از خود نشان می‌دهد. در آب تجزیه می‌شود و نسبت به باریم کمی فرارتر است و جزء فلزات گروه قلیایی خاکی است. رادیوم در روی شعله، رنگ قرمز جگری دارد. رادیوم پرتوهای آلفا، بنپتا و گاما منتشر می‌کند و در اختلاط با بریلیم نوترون تولید می‌کند.

یک گرم Ra ₂₂₆ در هر ثانیه متحمل ¹⁰ 10 * 7/3 تخریب می‌گردد. واحد کوری به صورت مقدار ماده‌ی رادیواکتیویته‌ای تعریف می‌شود که سرعت تخریب یکسانی‌ با 1 گرم Ra ₂₂₆ دارد. در حال حاضر بیست و چنج ایزوتوپ رادیوم شناخته شده است. رادیوم-226، ایزوتوپ رایج آن است که نیمه عمر 1600 سال دارد.

کــاربردهــا

یک گرم رادیوم، حدود 0001/0 میلی لیتر(در شرایط استاندارد) گاز دادن در یک روز تولید می‌کند. این گاز از رادیوم جدا و دراستوانه‌های کوچک آب‌بندی می‌شود و در معالجه‌ی سرطان و سایر بیماری‌ها استفاده می‌گردد. رادیوم در تولید رنگ‌های خود درخشنده، منابع نوترونی و در پزشکی برای درمان بیماری‌به کار می‌رود. امروزه برخی از رادیوایزوتوپ‌های جدیدتر مانند Co60 به جای رادیوم استفاده می‌شوند. برخی از این منابع بسیار قوی‌ترند و بعضی دیگر ایمنی بیش‌تری دارند. رادیوم در هر 25 سال حدود یک‌درصد از فعالیت خود را از دست می‌دهد و به صورت عناصر با وزن اتمی کم‌تر در می‌آید. سرب محصول نهایی این تجزیه است. رادیوم ذخیره شده باید تهویه شود تا از ایجاد رادن جلوگیری گردد.

ملاحظـات به کارگیــری

استنشاق، تزریق یا تماس رادیوم با بدن می‌تواند موجب سرطان یا سایر بی نظمی‌های جسمی گردد. بالاترین حد قابل قبول Ra ₂₂₆ درکل بدن حدود 7400 بسکورل است.

اکتنــیوم Actinium

تـاریخچـه

(یونانی، (aktinos, aktis)، پرتو یا اشعه) این عنصر در 1899 توسط آندره دبیرن و بطور مستقل توسط اف.جیسل² در 1902 کشف شد. این عنصر در طبیعت به همراه کانه‌های اورانیومی یافت می‌شود. اکتینیوم-227، محصول واپاشی اورانیوم-235 و ساتع کننده‌ی پرتوی بتا با نیمه عمر 6/21 سال است. اصلی‌ترین محصولات واپاشی آن عبارتند از: توریم-227(نیمه عمر5/18 روز)، رادیوم-223(نیمه عمر 4/11 دلار) و چند محصول با عمر کوتاه از جمله ایزوتوپ‌های رادن، بیسموت، پولونیم و سرب. این عنصر در تعادل با

محصولات حاصل از واپاشی آن، منبع قوی پرتوهای آلفا است. فلز اکتنیوم از طریق احیای فلورید اکتنیوم با بخار لیتیم در دمای حدود 1100تا1300 درجه‌ی سانتی‌گراد تهیه شده است. رفتار شیمیایی اکتنیوم شبیه فلزات خاکی نادر به خصوص لانتانیم است. اکتنیوم خالص سازی شده در پایان 185 روز با محصولات واپاشی خود به تعادل می‌رسد و سپس بر اساس نیمه عمر 6/21 ساله‌اش تجزیه می‌‌گردد. اکتنیوم حدود 150 برابر فعال‌تر از رادیوم است و در نتیجه در تولید نوترون ارزشمند می‌شود.

رادرفـوردیــم Rutherfordium

تـاریخچـه

در سال 1964، محققان موسسه‌ی تحقیق هسته‌ای مشترک در دوبنا³( اتحاد جماهیر شوروی) پلوتونیم را با یون‌های نتون شتاب یافته‌ی MeV 113 تا 115 بمباران کردند. آنها با ارزیابی مسیر شکافت در یک شیشه‌ی خاص، ایزوتوپی را مشخص کردند که از طریق شکافت خود به خود تجزیه می‌شود. آنان عنوان نمودند که این ایزوتوپ که نیمه عمر 1/0+3/0 ثانیه دارد، احتمالاً عنصر 104-260 باشد که از طریق واکنش زیر تولید شده است:

242 Pu+ 22Ne = 104 + 4n

انتظار می‌رود که عنصر 104 به عنوان اولین عنصر ترانس اکتنید ویژگی‌های شیمیایی مشابه با هافنیم داشته باشد. به‌عنوان نمونه، این عنصر می‌تواند ترکیبی نسبتاً فرار با کلر( تتراکلرید) تشکیل دهد.

دانشمندان شوروی سابق آزمایش‌هایی را با هدف مشخصه گذاری شیمیایی انجام داده‌اند و کوشیده‌اند تا نشان دهند ایزوتوپ 3/0 ثانیه‌ای، فرارتر از ترکیب‌های نسبتاً غیر فرار تترا کلرید اکتنید است. این آزمایش، جداسازی شیمیایی این عنصر جدید را از سایر عناصر ممکن ساخت، اما ملاک مهمی برای تحقیق فراهم نمود.

اطلاعات جدید که به صورت گزارش توسط دانشمندان روسی منتشر شد، نیمه عمر این ایزوتوپ را از 3/0 به 5/1/0 ثانیه کاهش داد. دانشمندان دوبنا نام کورچاتفیم¹ با نشانه‌ی Ku را برای عنصر 104 و به افتخار ایگور واسیلویچ کورچاتف² ( 1960-1903) رئیس موسسه‌ی تحقیق هسته‌ای پیشنهاد نمودند.

ایـزوتوپ‌هــا

در 1969 گیورسو³، نورمیا⁴، هریس⁵، کی.ای.وای.اسکولا⁶ و پی.ال.اسکولا⁷ در دانشگاه کالیفرنیا(برکلی) گزارش کردند که بدون تردید دو یا احتمالاً سه ایزوتوپ از عنصر 104 را مشخص نموده‌اند. این گروه نشان داده‌اند که پس از تلاش‌های مستمر ایزوتوپ 104-260 را که توسط گروه دوبنا در 1964 گزارش شده بود، تولید کردهاند.

این اکتشاف‌ها در برکلی از طریق بمباران هدفی از جنس Cf ₂₄₉ با هسته‌ی کربن-12 با انرژی 71MeV و هسته‌ی کربن-13 با قدرت 69MeV انجام گرفت. ترکیب C ₁₂ با Cf ₂₄₉ که با انتشار آنی چهار نوترون همراه است، عنصر104-257 را تولید نمود. این ایزوتوپ نیمه عمری در حد 4تا5 ثانیه دارد و با انتشار یک ذره‌ی آلفا به صورت No ₂₅₃ با نیمه عمر 105 ثانیه تجزیه می‌شود.

گمان می‌رود واکنش مشابهی با انتشار سه نوترون ایزوتوپ 104-258 را با نیمه عمر حدود 100/1 ثانیه تولید کند. عنصر 104-259 از طریق تهییج هسته‌ی کربن-13 با Cf ₂₄₉ و آزادسازی سه نوترون تشکیل می‌شود. این ایزوتوپ نیمه عمری در حد3 تا 4 ثانیه دارد و از طریق انتشار ذزه‌ی آلفا به صورت No ₂₅₅ با نیمه عمر 185 ثانیه متلاشی می‌گردد.

هزاران اتم ایزوتوپ‌های 104-257 و 104-259 شناسایی شده‌اند. محققان برکلی معتقدند که شناسایی عنصر 104-258 صحیح بوده است اما شواهد موجود در مورد این کار اطمینان کم‌تری نسبت به کار آنها بر روی ایزوتوپ‌های 104-257 و 104-259 دارد. ادعاها در مورد کشف و نام‌گذاری عنصر 104 هنوز مورد تردید قرار دارد. گروه برکلی برای این عنصر جدید نام رادرفوردیم با نشانه‌ی (R_f) را به پاس زحمات فیزیکدان نیوزلندی ار.رادرفورد پیشنهاد کردند. با این وجود انجمن بین المللی فیزیک محض و کاربردی استفاده از نام بی طرف موقتی آننیکلوادیم را پیشنهاد نمود.

دوبنیــوم Dubnium

تاریخچـه

در سال

1967، جی.ان فلروف⁸ گزارش کردکه گروه محققین شوروی در موسسه تحقیقات هسته‌ای مشترک در دوبنا، مقدار کمی از اتم‌های عناصر 105-260 و105-261 را از طریق بمباران Am₂₄₃ با Ne₂₂ تولید کرده‌اند. مدرک انها بر اساس اندازه‌گیری‌های زمن- تصادم انرژی ذرات آلفا قرار داشت.

دانشمندان دوبنا در 1970 عنصر 105 را به طور مصنوعی تهیه و در اواخر اوریل 1970 گزارش نمودند که« تمام محصولات حاصل از متلاشی شدن عنصر جدید را بررسی کرده و ویژگی‌های آنها را تعیین کرده‌اند». این گروه نامی را برای عنصر 105 پیشنهاد نکرد. در آخر آوریل 1970 عنوان شد که گیورسو، نورمیا، هریس، کی.ای.وای اسکولا و پی.ال اسکولا که در دانشگاه برکلی مشغول به تحقیق بودند به طور قطع عنصر 105 را شناسایی کرده‌اند. این کشف از طریق بمباران هدفی از جنس Cf ₂₄₉ با پرتویی از هسته‌های نیتروژن با انرژی 84MeV در یک شتاب دهنده‌ی خطی یونی قوی (HILAC) انجام شد. هنگامی که هسته‌ی نیتروژن-15 توسط هسته‌های Cf ₂₄₉ جذب می‌شود، چهار نوترون منتشر شده و اتم جدید 105-260 با نیمه عمر 6/1 ثانیه تشکیل می‌گردد. در حالی که گفته می‌شود اتم‌های عنصر 105 به طور مسلم در پنجم مارس 1970 شناسایی شده‌اند، اما واهدی وجود دارد که این عنصر یک سال پیش‌ تر با روشی که توصیف شد در دانشگاه برکلی ساخته شده بوده است.

گیورسو و همکارانش کوشیدند تا یافته های دانشمندان شوروی را با روش‌های پیچیده‌تر اثبات نمایند که بی‌نتیجه ماند.گروه برکلی نام هانیوم را به افتخار دانشمند المانی اوتوهان⁹(1968-1879)

با نشانه‌ی Ha پیشنهاد نمودند. البته داوران انجمن بین المللی شیمی محض و کاربردی در سال 1977 پیشنهاد کردند که عنصر 105 به یاد مکان موسسه‌ی تحقیقات هسته‌ای‌ مشترک در روسیه‌، دوبنیوم( با نشانه‌ی دوبنا) نامیده شود. متأسفانه نام هانیوم بر طبق قوانین نام‌گذاری عناصر جدید مجدداض استفاده نخواهد شد. از آن جا که هانیوم حدود 25 سال استفاده می‌شده است، برخی از دانشمندان هنوز از این اسم استفاده می‌کنند.

ایـزوتوپ‌هـا

در اکتبر 1971 اعلام شد که دو ایزوتوپ جدید از عنصر 105 با استفاده از شتاب دهنده‌ی خطی یونی قوی توسط ای‌گیورسو وهمکارانش در برکلی به طور مصنوعی ساخته شده است. عنصر 105-261 هم از طریق بمباران Cf₂₅₀ با نیتروژن -15 و هم توسط بمباران Bk₂₄₉ با O₁₆ تولید شد. این ایزوتوپ ذرات آلفایی با انرژی MeV_93/8 منتشر کرد و به صورت Lr₂₅₇ با نیمه عمر حدود 8/1 ثانیه متلاشی می‌شود. عنصر 105-262، از طریق بمباران Bk₂₄₉ با O₁₈ تولید گردید. این عنصر ذرات آلفایی با انرژی MeV_45/8 منتشر نمود و به صورت Lr₂₅₈ با نیمه عمر تقریبی 40 ثانیه تولید می‌نماید. تا کنون هفت ایزوتوپ از عنصر 105(آنیلپنتیوم) شناخته شده است.

سیـــبورگیـوم Seaborgium

تـاریخچـه

در ژوئن 1974، اعضای موسسه‌ی تحقیقات هسته‌ای مشترک در دوبنای شوروی کشف خود را در ساخت مصنوعی عنصر 106 اعلام کردند. گلن سیبورگ¹ عضوی از این گروه بوده و به افتخار او این عنصر نامگذاری گردید. اغلب هنوز هم به سیبورلیوم تحت نام عنصر 106 اشاره می‌شود، زیرا انجمن بین المللی در نامگذاری اسامی قوانین را تغییر داد. آنها طبق روال گذشته تصمیم گرفتند که نمی توان عنصر را به نام فرد زنده نام‌گذاری کرد.

در سپتامبر 1974، محققان آزمایشگاه‌های لاورنس برکلی و لیورمور نیز ادعای ساخت عنصر 106 را بدون هیچ تردید علمی مطرح نمودند. گروه‌های مذکور از ابرشتاب دهنده‌ی HILAC برای شتاب دهی به یون‌های O₁₈ به سمت هدف CF₂₄₉ استفاده کردند.

عنصر 106 از طریق واکنش CF₂₄₉ (N₄ وo₁₈) X₂₆₃ آمد. این عناصر توسط انتشارات ذرات آلفا به رادرفوردیم و سپس با انتشار بیش‌تر آلفا به نوبلیوم و این نیز به نوبه‌ی خود با تجزیه‌ی بیش‌تر در مراحل جداگانه به دختر و مادر تبدیل می‌شود. عنصری که با این روش شناسایی شد انرژی آلفایی در حد 06/9 تا 25/9 مگا الکترون ولت با نیمه عمر 2/0+9/0 ثانیه داشت.

در دوبنا، یون‌های 280 مگا الکترون ولتی Cr₅₄ در شتاب دهنده‌ی 310 ساناتی متری برای برخورد در چند مرحله‌ی جداگانه با pb₂₀₆ ، pb₂₀₇، pb₂₀₈ استفاده شدند. ورقه‌های نازک تحت تأثیر با صفحه‌های چرخان هدف برای آشکار سازی فعالیت های شکافت بی خود به خودی استفاده شدند. این ورقه‌های نازک، حکاکی شده(اچ) و مورد بررسی میکروسکپی قرار گرفت تا تعدا شیار اثرات شکافت و نیمه عمر فعالیت شکافت تعیین شود.

آزمایشات دیگری برای کمک به تأیید این کشف انجام گردید. نه گروه دوبنا و نه گروه برکلی- لیورمور تا کنون نامی برای عنصر 106(آنیلهگزیم) پیشنهاد نکرده‌اند.

نوبلیــوم Nobelium

(آلفرد نوبل، کاشف دینامیت) نوبلیوم به طور مستقیم کشف شد و در آوریل 1958 توسط گیورسو، سیکلاند² والتون³ و سیبورگ با استفاده از روش سیم پیچی مضاعف شناسایی گردید. یک شتاب دهنده‌ی HILAC برای بمبابران هدف نازکی از جنس سوریم(95 درصد cm₂₄₄ و 5/4 درصد cm₂₄₆ با یون‌های c₁₂ جهت تولید NO₁₀₂ بر طبق واکنش ( n4 و c₁₂ ) Cm₂₄₆ استفاده شد.

در سال 1957 محققان در آمریکا، انگلستان و سوئد کشف ایزوتوپی از عنصر 102 را با نیمه عمر 10 دقیقه در انرژی MeV_5/8 در نتیجه بمباران Cm₂₄₄ با هسته‌های C₁₃ اعلام نمودند. بر اساس این آزمایش، نام نوبلیوم توسط مجمع وزن‌های اتمی انجمن بین المللی شیمی محض و کاربردی تعیین و پذیرفته شد.

پذیرش این نام شتاب زده انجام گرفت، زیرا تلاش‌های امروزی محققان آمریکایی و روسی به طور کامل امکان وجود هر گونه ایزوتوپی از عنصر 102 با نیمه عمر 10 دقیقه در انرژی نزدیک به MeV5/8 را رد می‌کند. کار قبلی بر روی این عنصر در 1957 در روسیه (موسسه‌ی مورچاتف) با مشخص کردن تشعشع آلفای MeV4/0+9/8 و نیمه عمر 2 تا 40 ثانیه انجام گرفت که بسیار نامشخص تر از آن بود که از ادعای کشف عنصر حمایت کند. آزمایشات تصدیقی در برکلی در 1966، حضور ایزوتوپ 106-254 با نیمه عمر 55 ثانیه، ایزوتوپ 102-252 با نیمه عمر 3/2 ثانیه و 102-257 با نیمه عمر 23 ثانیه را نشان داد.

بر اساس سنت دادن حق نام‌گذاری عنصر به کاشفان آن، گروهبرکلی در 1967 پیشنهاد کرد که نام عجولانه انتخاب شده‌ی نوبلیوم با نشانه‌ی شیمیایی No باقی بماند.

ایزوتوپ‌هــا

ده ایزوتوپ عنصر 102 تا کنون شناسایی شده اند که یکی از آنها-102-255 نیمه عمری در حد 3 دقیقه دارد.

بـوهریــم Bohrium

تـاریخچـه

در سال 1976، دانشمندان شوروی در دوبنا اعلام کردند که عنصر 107 را از طریق بمباران Bi₂₀₄ با هسته‌ی سنگینCr ₅₄ ساخته‌اند. گزارش ها بیان می‌دارد که آزمایشات سال 1975 به دانشمندان اجازه داده است تا عنصر جدید را به مدت 002/0 ثانیه مشاهده‌ی اجمالی کنند. از یک استوانه چرخان سریع با پوشش نازکی از فلز بیسموت به عنوان هدف استفاده شد. این هدفتوسط جریانی از یون‌های Cr ₅₄ که به صورت سطحی شلیک شد، بمباران گردید. حضور عنصر 107 توسط گروهی از فیزیکدان‌های آلمان غربقی سابق در آزمایشگاه تحقیق یون سنگین در دارمشتات¹ تأیید شد. آنها شش هسته از عنصر 107 را تولید و شناسایی کردند.

هـاسیـوم Hassium

(اصل کلمه‌ی لاتین«هاسیاس(Hassias)» به معنای « Hess» است، ایالتی در آلمان) این عنصر در سال 1984 توسط پیتر آرمبراستر²، گوتفراید مونزنبر³ و همکارانشان در آزمایشگاه GSI شهر دارمشتات آلمان کشف شد.

میتــنویم Meitnerium

تـاریخچـه

بیست و نه آگوست 1982 فیزیکدان‌های آزمایشگاه‌ تحقیقات یون‌های سنگین در دارمشتات آلمان غربی سابق، عنصر 109 را از طریق بمباران هدف Bi₂₀₉ با هسته‌های شتاب یافته‌ی Fe₅₈ ساخته و شناسایی کردند. ی کافی بالا باشد، می توان بر نیروهای دافعه‌ی بین هسته‌ها غلبه کرد.

در این آزمایش به بمباران هدف به مدت یک هفته نیاز است تا تک هسته‌های گداخته تولید گردد. این گروه تحقیق، حضور عنصر 109 را با چهار اندازه‌گیری مستقل تأیید کردند. اتم های تازه تشکیل شده در یک سرعت پیش بینی شده از هدف جدا شده و از هسته‌های کوچک‌تر و سریع‌تر از طریق فیلتر سرعت ابداعی جدا می شوند. زمان پرواز تا نشان گر و انرژی ضربه ای اندازه گیری شد و انطباق آن با مقادیر پیش بینی شده مشخص گردید.

هسته‌های X₂₆₆ و 5 میلی ثانیه پس از برخورد با نشان گر شروع به تجزیه کردند. ذرات بسیار پر انرژی آلفا منتشر شد و عنصر X107/267 تولید گردید. این عنصر به نوبه‌ی خود یک ذره‌ی آلفا ساتع کرده و به Ha105/258 تبدیل شد و این عنصر با جذب یک الکترون به Rf 104/258 مبدل می‌گردد. این عنصر هم به سایر نوکلوئیدها تجزیه می‌شود. این آزمایش، امکان اشتفاده از روش‌های شکاف را به عنوان روش ساخت هسته‌های جدید سنگین تشریح نمود.

عنــصر 110

جراید منتشر کردند: کشف عنصر 110 در GSI

در نهم نوامبر 1994 ساعت 39. 4بعدازشهر، اولین اتم از سنگین‌ترین اتم شیمیایی با عدد اتمی 110 در موسسه‌ی Gesellschaft Schwerionenforschung معروف به GSI در دارمشتات آلمان شناسایی شد. در ده سال اخیر این عنصر موضوع تحقیق عمیق بسیاری از آزمایشگاه‌ها در سراسر دنیا بوده است.

کشف

عنصر110 از طریق جوش دادن اتم نیکل و سرب تولید شد. این عنصر با شتاب دادن اتم‌های نیکل تا انرژی‌های بالا در یک شتاب دهنده‌ی یون سنگین به دست آمد. جراید منتشر کردند که« این واکنش نادر تنها در سرعت‌های بسیار خالص پرتاب نیکل رخ می دهد، در یک دوره‌ی زمانی چند روزه باید هزاران میلیارد میلیارد اتم نیکل به هدف سربی برخورد کنند تا یم اتم عنصر 110 تولید و شناسایی می‌شود. اتم‌های تولید شده در مجموعه‌ی نیکل-سرب از طریق فیلتر سرعت انتخاب شده و سپس در یک دستگاه نشان گر که تجزیه آنها را اندازه گیری می‌کند جمع آوری می‌شوند انرژی آزاد شده از هسته‌های هلیمی به شناسایی این اتم کمک می کند. نیمه عمر این عنصر فقط 001/0 ثانیه است. انتظار می رود که به زودی گونه‌ی سنگین‌تری از عنصر 110 که احتمالاً پایدارتر و کمی عمر بیش‌تری داشته باشد، تولید گردد.

عنصر 111

تـاریخچـه

این عنصر در موسسه‌ی Gesellschaft Schwerionenforschung معروف به GSI در دارمشتات آلمان در سال 1994 کشف شد. گروه اسن تحقیق عبارت بودند از اس هافمن⁴ ، وی.نینف⁵ اف.پیوهسبرگر⁶، پی.آرمبراستر⁷، اچ.فولگر⁸، جی مونزنبرگ⁹، اچ.جی اسکات¹⁰ و دیگران.

عنصر 112

نهم فوریه 1996 ساعت 10:37 بعد از ظهر در موسسه‌ی (GSI) در شهر دارمشتات آلمان،گروهی از دانشمندان ششمین عنصرشان را کشف کردند. این عنصر عدد اتمی 112 دارد و در حال حاضر شنگین‌ترین عنصری است که تا کنون توسط بشر تولید شده و جرم اتمی آن 277 است.

عناصر 114، 116، 118

اطلاعاتی در مورد عناصر هنوز در دسترس نیست. البته این عناصر تولید شده اندو احتمال حضور آنها وجود دارد.

سریـــم Cerium

تـاریخچـه

سریم بر اسا بزرگترین خرده سیاره ای که رد 1801 کشف شد. نام‌گذاری گردید. این عنصر دو سال بعد در 1803 توسط کلاپروث و توسط برزیلیوس و هیسینگر¹ کشف شد. در 1875 هیلبراند² و نورتن³ این فلز را تهیه کردند.

منـابع

سریم فراوان‌ترین فلز خاکی نادر است و در تعدادی از کانه‌ها از جمله آلانیت( که به نام اورتیت شناخته می‌شود) مونازیت، باستناسیت، سرتی و سامارسیک یافت می‌شود. مونازیت و باستاسیت در حال حاضر دو منبع مهم‌تر سریم هستند.

منابع عظیمی از مونازیت ( در سواحل آمریکا(تراوانکور)، هند و در ماسه‌ی رودخانه‌های برزیل)، آلانیت (در غرب آمریکا) و باستناسیت( در کالیفرنیای جنوبی) سال‌ها منبع تولید سریم، توریم و سایر فلزات خاکی نادر خواهند بود.

سریم فلزی از طریق روش‌های احیای فلزی-حرارتی از جمله احیای فلورید سروس یا کلسیم یا با ساتفاده از الکترولیز کلرید سروس مذاب یا فرایندهای دیگر تهیه می‌شود. روش‌های فلزی-حرارتی، سریم با خلوص بالا تولید می‌کنند.

ویـژگی‌هـا

سریم به دلیل ساختار الکترونیکی متغیرش مورد توجه خاص قرار دارد. انرژی تراز درونی 4f آن تقریباً با انرژی لایه‌ی بیرونی یا الکترون‌های اشتراکی برابر است ومقادیر بسیار کمی از انرژی برای تغییر اشتغال نسبی این سطوح الکترونی نیاز است. این مسأله به حالت‌های دو ظرفیتی تقابل منجر می‌شود.

به‌عنوان نمونه، در هنگام قرار گرفتن سریم در فشارهای بالا یا دماهای کم تغییر حجم در حدود 10 درصد رخ می‌دهد. به نظر می‌رسد که ظرفیت سریم در هنگام سرمایش یا فشردن از تقیباً 3به4 تغییر می‌یابد. رفتار سریم در دمای کم نسبتاً پیچیده است.

سریم فلز درخشنده‌ای با رنگ خاکستری اهنی و چکش‌خوار است که در دمای اتاق و به خصوص در هوای مرطوب سریعاً اکسید می‌‌شود. بعد از پورپیوم، سریم فعال‌ترین فلز خاکی نادر است که به آهستگی در آب سرد و به سرعت در آب داغ متلاشی می‌گردد.

محلول‌های قلیایی واسیدهای غلیظ و رقیق به سرعت این فلز را مورد حمله قرا می‌دهند. اگر با چاقو بریده شود احتمال آتش گرفتن فلز خالص آن وجود دارد.

کـاربردهـا

سریم یک جزء سازنده از میش متال است که استفاده‌ی فراوانی در ساخت آلیاژهای آتش زا در فندک‌های سیگار دارد. با وجود آن‌که سریم رادیواکتیو محسوب نمی شود اما نوع تجاری ناخالص آن حاوی مقادیر بسیار کم توریم است که رادیواکتیو می‌باشد. اکسید آن جزء مهم تشکیل دهنده‌ی نماهای گازی درخشان است و به عنوان کاتالیست هیدروکربن در حمام‌های خودپاکساز استفاده می‌شود. در این کاربرد می‌تواند به صورت دیواره‌های حمام استفاده شود تا از تجمع پسمانده‌های پخت جلوگیری نماید.

هم‌چنین سولفات سریک استفاده‌ی گسترده‌ای به عنوان عامل اکساینده‌ی حجمی در تجزیه‌ی کمی دارد. ترکیب‌های سریم در تولید شیشه هم به عنوان یک جزء سازنده و هم رنگ‌زدا استفاده می‌شوند.

اکسید آن به جای گرد صیقل در جلا دهی شیشه کاربرد فزاینده‌ای یافته است زیرا بسیار سریع‌تر از گرد صیقل پرداخت را اتجام می‌دهد. سریم به همراه دیگر فلزات خاکی نادر در نوردهی قوسی-کربنی مخصوصاً در صنعت تصویر متحرک به‌کار می‌رود. هم‌چنین به عنوان یک کاتالیست مهم در پالایش نفت و کارهای متالوژیکی و هسته‌ای کاربرد یافته است.

قیــمت(تخمیـنی)

در مقادیر کم سریم 9/99 درصد حدوداً 125 دلار به ازازی هر کیلوگرم قیمت دارد.

توریــم Thorium

تـاریخچـه

(تور (thor)، خدای جنگ در اسکاندنیاوی). این عنصر توسط برزیلوس در 1828 کشف شد. بیش‌ترین گرمای درونی محصولات کشاورزی زمینی به توریم و اورانیوم نسبت داده شده است. به دلیل وزن اتمی آن، ظرفیتش و... در حال حاضر به‌عنوان دومین عنصر سری عناصر اکتنید در نظر گرفته می‌شود.

منــابع

توریم در توریت و توریانیت یافت می‌شود. منابع بزرگ کانه‌های توریم در نیواینگلند و چند جای دیگر گزارش شده‌اند، اما هنوز استخراج نشده‌اند. امروزه گمان می‌رود که فراوانی توریم حدوداً سه برابر اورانیوم و به اندازه‌ی سرب یا مولیبدن باشد. توریم به صورت تجاری از مونازیت معدنی که حاوی 3 تا 9 درصد ThO₂ و به همراه سایر کانه‌های خاکی نادر دیگر می‌باشد، بازیابی می‌گردد.

کــاربردهــا

این فلز منبع انرژی هسته‌ای محسوب می‌شود. احتمالاً انرژی قابل مصرف بیش‌تری از توریم نسبت به انرژی موجود در اورانیوم و سوخت‌های فسیلی در کانه‌های معدنی در پوسته‌ی زمین وجود داشته باشد. هر نوع درخواست قابل توجه در مورد توریم به عنوان سوخت هسته‌ای هنوز در چند سال آینده خواهد بود. فعالیت‌هایی در پیشرفت دستگاه‌های راکتور-مبدل چرخه‌ی توریم انجام شده است. چند نمونه‌ی اولیه از جمله HTGR(راکتور دما بالای با سرد شوندگی گاز) و MSRE( آزمون راکتور-مبدل نمک مذاب) عملیاتی شده‌اند. با وجود این‌که راکتورهای HTGR موثر هستند، اما انتظار نمی رود که در چند سال آینده اهمیت تجاری پیدا کند زیرا دشواری‌های عملیاتی خاصی دارند.

روش تــولیــد

چند روش در تولید فلز توریم قابل استفاده است. این کار را می‌توان از طریق احیای اکسید توریم با کلسیم، الکترولیز کلرید توریم بی آب در مخلوط ذوبی کلریدهای سدیم و پتاسیم، احیایکلسیم از تتراکلرید توریم مخلوط شده با کلرید روی بی آب و از طریق احیای تتراکلرید با یک فلز قلیایی انجام داد توریم در ابتدا با یک خانه در گروه IV جدول تناوبی مشخص شده بود.

ویــژگی‌هــا

توریم خالص فلز نقره‌ای متمایل به سفیدی است که در هوا پایدار بوده و درخشندگی خود را تا چند ماه حفظ می‌کند. ویژگی‌های فیزیکی توریم عمدتاً تأثیر میزان آلودگی آن با اکسیدش قرار می‌گیرد. خالص‌ترین نمونه‌های توریم اغلب چند دهم درصد اکسید دارند. توریم با خلوص بالا ساخته شده است. توریم خالص، نرم و بسیار شکل پذیر است می‌توان آن را تحت نورد سرد، چکش کاری و کشش قرار داد. توریم دو شکلی است و در ^0c 1400 از ساختار مکعبی ساده به ساختار مکعبی مرکز پر تغییر می‌یابد. دمای ذوب اکسید توریم ^0c3300 است که در میان اکسیدها بالاترین دمای ذوب را داراست. فقط چند عنصر مانند تنگستن و چند ترکیب مانند کاربید تافتالیم دمای ذوب بالاتری دارند. توریم به آهستگی توسط آب مورد حمله قرار می‌گیرد، اما به آسانی در اغلب اسیدهای رایج به جز اسید هیدروکلریک حل نمی شود. فلز توریم پودری اغلب آتش‌زا است و باید با احتیاط با آن کار کرد. هنگام گرمایش در هوا، توریم آتش می‌گیرد و با درخشندگی و نور سفید می‌سوزد.

کــاربردهــا

استفاده‌ی اصلی توریم در تهیه‌ی توری مورد استفاده رد چراغ‌های گازی سیار است. این توری‌ها حاوی اکسیدتوریم با حدود 1 درصد اکسید سریم و سایر اجزاء هستند که در گرمایش در شعله‌ی گازی با نور خیره کننده‌ای می‌درخشند. توریم عنصر آلیاژ مهمی در منیزیم است و استحکام و مقاومت به خزش زیاد در دماهای بالا را موجب می‌گردد. از آن جا که توریم عملکرد کاری پایین و نشر الکترونی بالایی دارد در پوشش‌دهی رشته‌ی تنگستنی لامپ‌های برقی به‌کار می‌رود. هم‌چنین در بوته‌های آزمایشگاهی دما بالا استفاده می‌شود. شیشه‌های حاوی اکسید توریم ضریب شکست بالا و پراکنش پایینی دارند. از این رو در لنزهای با کیفیت بالا در دوربین‌ها و تجهیزات عملی کاربرد یافته‌اند. اکسید توریم به عنوان کاتالیست در تبدیل آمونیاک به اکسید نیتریک، کراکینگ نفت و در احیای اسید سولفوریک نیز استفاده پیدا کرده است.

ایزوتوپ‌هــا

بیست و پنج ایزوتوپ از توریم با جرم اتمی‌های از 212 تا 236 شناخته شده‌اند و همه‌ی آنها ناپایدارند. th₂₃₂ در طبیعت یافت می‌شود و نیمه عمر ¹⁰ 10*4/1 سال دارد و ساتع کننده‌ی الفا است. th₂₃₂ پیش از تبدیل بهه ایزوتوپ پایدار pb₂₀₈ ، شش ذره‌ی آلفا و چهار مرحله‌ی تجزیه‌ی بتا دارد. th₂₃₂ به قدری رادیو اکتیو است که در چند ساعت ورقه‌ی عکاسی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. توریم با تولید «نوترون» (Rn ₂₂₀) تجزیه می‌شود. تورون یک ساتع کننده‌ی آلفاست و خطر تشعشع دارد. از این رو تهویه‌ی مناسب مناطقی که توریم نگه داری یا با آن کار می‌شود ضروری است.

قیــمت

فلز توریم ( 9/99 درصد) حدود 150 دلار بر اونس قیمت دارد.

یـورپیـوم Europium

تـاریخچـه

(اروپا) در سال 1890 بویسباودران¹ بخش‌های مهمی از عصاره‌ی ساماریوم-گادولینیم به دست آورد که خطوط طیفی نورانی داشتند و متعلق به ساماریوم یا گادولینیم نبود. بعداً نشان داده شد که این خطوط متعلق به یورپیوم است. عموماً کشف یورپیوم به دمارسای² نسبت داده می‌شود. او این فلز خاکی را با خلوص نسبی در 1901 جداسازی نمود. فلز خالص آن تا سال‌های اخیر جداسازی نشد.

روش تـولید

امروزه یورپیوم از طریق مخلوط کردن Eu₂O₃ با بیش از 10 درصد فلز لانتانیم و گرم کردن مخلوط در بوته‌ی تانتالیمی تحت خلاء بالا تهیه می شود. این عنصر به صورت رسوب فلزی نقره‌ای متمایل به سفید بر روی دیواره های بوته جمع می‌شود.

منــابع

یورپیوم از طریق طیف نگاری در خورشید و ستاره‌های خاص شناسایی شده است.تا کنون فهده ایزوتوپ مشخص شده‌اند.

ایزوتوپ‌های یورپیوم جاذب خوب نوترونهستند و برای استفاده در کاربردهای کنترل‌ هسته‌ای مورد مطالعه قرار گرفته‌اند.

ویـژگی‌هــا

یورپیوم همانند سایر فلزات خاکی نادر- به جز لانتانیم- در هوا در دمای تقریباً 150 تا 180 درجه‌ی سانتی‌گراد مشتعل می‌شود. یورپیوم تقریباً به سختی سرب و کاملاً شکل پذیر است وفعال‌ترین فلز خاکی نادر می باشد که به سرعت در هوا اکسید می‌گردد. یورپیوم از لحاظ واکنش با آب شبیه کلسیم است. باستازیت و مونازیت کانه‌های اصلی حاوی یورپیوم هستند.

کـاربـردهــا

امروزه اکسید یورپیوم استفاده‌ی گسترده‌ای به عنوان فعالساز رنگی دارد و وانادات ایتریم فعال شده با یورپیوم، به صورت تجاری در ایجاد رنگ قرمز در تلویزیون‌های رنگی به کار می‌رود. پلاستیک ناخالص شده با یورپیوم به عنوان ماده‌ی لیزر استفاده شده است. با پیشرفت روش‌های تبادل یونی و فرایندهای خاص، قیمت این فلز تا حد زیادی در سال‌های اخیر کاهش یافته است.

قیـمت

یورپیوم یکی از کمیاب‌ترین و قیمتی ترین فلزات خاکی نادر است و حدود 7500 دلار بر کیلوگرم ارزش دارد.

پرازئودیمیوم Praseodymium

تـاریخچـه

(یونانی، پارازئوس(prasios)، از دو کلمه سبز و دوگانه(didymos) تشکیل شده است، شهر) در سال 1841، موساندر، دیدیمیای خاکی نادر را از للانتانا استخراج نمود و در 1879 لکک‌دبویسادران¹، عنصر خاکی جدید ساماریا را از دیدیمیای به دست آمده از کانه‌ی ساماراسیکت جداسازی کرد. شش سال بعد در1885،ون ولسباچ دیدیما را به صورت دو ماده‌ی دیگر پرازئودیمیا و نئودیمیا که نمک‌هایی با رنگ‌های مختلف داشتند، جداسازی نمود. همانند سایر عناصر خاکی نادر، ترکیب‌های این عناصر در حالت محلول نوار یا خطوط طیفی جذب باریک و مشخصی دارند که برخی از آنها تنها چند انگسترم عرض دارند.

منــابع

این عنصر به همراه سایر عناصر خاکی نادر در انواع کانه‌ها وجود دارد. مونازیت و بشتازیت دو منبع اصلی تجاری فلزات خاکی نادرند. در 1931 این فلز به صورت نسیتاً خالص تهیه شد.

روش تولید

روش‌های تبادل یونی و استخراج حلال به جداسازی آسان‌تر عناصر خاکی نادر انجامیده‌اند و قیمت آنها در چند سال گذشته به شدت کاهش یافته است. این عنصر را می‌توان از چند روش تهیه کرد از جمله، احیای کلسیم از کلرید یا فلورید بی آب آن.

کـاربردهــا

میش متال مورد استفاده در فندک سیگار حاوی حدود5 درصد فلز پرازئودیمیوم است. اکسید عناصر خاکی نادر از جمله Pr₂O₃ از دیرگدازترین مواد شناخته شده محسوب می‌شوند. این فلز به همراه سایر فلزات خاکی نادر استفاده‌ی فراوانی به عنوان ماده‌ی مغزی کمان‌های کربنی مورد استفاده در صنعت تصویر متحرک در نوردهی استودیو دارد. نمک‌های پرازئودیمیوم درشیشه‌های رنگی و لعاب‌دهی به کار می‌روند. با مخلوط کردن آن با سایر مواد رنگ زرد روشن غیر معمول و شدیدی در شیشه ایجاد می‌کند. شیشه‌ی دیدیمیوم که پرازئودیمیوم جزیی از آن است؛ ماده‌ی رنگی در عینک جوشکاری می‌باشد.

ویـژگی‌هـا

پرازئودیمیوم، نرم، چکش‌خوار، شکل پذیر و نقره‌ای رنگ است و تا حدی در هوا مقاومت به خوردگی بیش‌تری نسبت به یورپیوم، لانتانیم، سریم یا نئودیمیوم دارد اما پوشش اکسیدی سبزی که رد هوا مانع پوسته‌ای شدن می‌شود را تشکیل نمی‌دهد. همانند سایر فلزات خاکی‌نادر، باید آن را در زیر روغنهای معدنی یا به صورت آب‌بندی در پلاستیک نگه‌داری کرد.

قیـمت

این فلز( با خلوص+99 درصد) حدود 70 دلار بر اونس قیمت دارد.

نـئودیمیـوم Neodymium

تـاریخچـه

(یونانی، تشکیل شده از دو کلمه‌ی نئوس(neos(، جدید و دیدیموس، دوقلو). در 1841، موساندر اکسیدی جدید به رنگ گل سرخ را از سریت استخراج نمود. او اعتقاد داشت که این اکسید حاوی عنصر جدیدی است. او این عنصر را دیدیوم نامید زیرا برادر دوقلوی جدایی ناپذیر لانتانیم بود. در 1885 ون‌ولسباچ، دیدیوم را به صورت دو جزء عنصری جدید( نئودمیا و پرازئودمیا) از طریق تقطیر جزء به جزء نیترات دیدیمیوم آمونیم جداسازی کرد. با وجود این که عنصر آزاد این فلز در میش متال وجود دارد اما نئودیمیوم از مدت‌ها پیش به عنوان آلیاژ آتش زا در سنگ چخماق شناخته و استفاده می‌شد. این عنصر تا 1925 به شکل نسبتاً خالص جداسازی نشد. نئودیمیوم در میش متال به مقدار حدوداً 18 درصد حضور دارد. نئودیمیوم، در کانه‌های مونازیت و باستنازیت که دو منبع مهم فلزات خاکی نادر هستند نیز وجود دارد.

روش تـولید

این فلز را می‌توان از طریق جداسازی نمک‌های نئودیمیوم از سایر فلزات خاکی نادر با روش‌های .......................... یا حلالی و از طریق احیای هالیدهای بی آب مانند NdF₃ با فلز کلسیم به دست آورد. روش‌های جداسازی دیگری نیز امکان پذیرند.

ویــژگی‌ها

این فلز درخشندگی نقره‌ای روشن دارد و یکی از فعال‌ترین فلزات خاکی نادر است که به سرعت در هوا با تشکیل اکسید، کدر می‌شود. این اکسید پوسته‌ای شده و فلز مجدداً در معرض آسایش قرار می‌گیرد. از این رو باید آن را زیر روغن‌های معدنی سبک یا به صورت آب‌بندی شده در ماده‌ی پلاستیکی نگه‌داری کرد. نئودیمیوم به دو شکل آلوتروپی وجود دارد و در ^0c 863 از ساختار هگزاگونال مضاعف به مکعبی پر استحاله می‌یابد.

ایــزوتوپ‌هــا

نئودیمیوم طبیعی مخلوطی اط هفت ایزوتوپ پایدار است. چهارده ایزوتوپ رادیو اکتیو دیگر نیز شناسایی شده‌اند.

کـاربردهـا

دیدیمیوم که یک جزء آن نئودیمیوم است در رنگ‌دهی به شیشه در ساخت عینک‌های جوش‌کاری استفاده می‌گردد. نور عبوری از چنین شیشه ‌هایی، نوارهای جذب باریک و غیر معمول نشان می‌دهد. این شیشه را در کارهای نجومی برای تولید نوارهای باریک که بتوان به وسیله آن خسطوط طیفی را تصحیح نمود، به کار گرفته شده است. شیشه‌ی حاوی نئودیمیوم را می‌توان به عنوان ماده‌ی لیزر در تولید نورتک‌فام استفاده نمود. نمک‌های نئودیمیوم نیز به عنوان رنگ ‌دهنده‌ی لعاب استفاده می‌شوند.

مـلاحظات به کـارگیری

نئودیمیوم درجه‌ی سمی بودن کم تا متوسط دارد. در کا ر با نئودیمیوم همانند سایر فلزات خاکی نادر باید احتیاط کرد.

قیـمت

قیمت این فلز حدود 1 دلار بر گرم است.

پرومــسیوم Promethium

تـاریخچـه

(پرومئوس کسی که بر اساس یک افسانه آتش را از جهنم خرید) در 1902 برانر¹ وجحود عنصری جدید را بین نئودیمیوم و ساماریوم پیش بینی کرد. این پیش بینی در 1914 توسط موسلی تأیید گردید. در 1941 محققان دانشگاه ایالتی اهایو، نئودیمیوم و پرازتودیمیوم را با نوترون، دیوترون و ذرات آلفا برانگیخته و چند ماده‌ی رادیواکتیو جدید که به احتمال زیاد از عنصر 61 بودند، تولید کردند. ویو² و سگره³ و بسه⁴ در 1942، تشکیل آن را تأیید کردند، اما اثبات شیمیایی تولید عنصر 61 به دلیل جداسازی فلزات خاکی نادر از یکدیگر در آن زمان فاقد اعتبار کافی بود. در سال 1945، مارینسکی⁵، گلندنین⁶ و کوریول⁷ نخستین نشانه‌ی شیمیایی آن را با استفاده از کروماتوگرافی تبادل یونی انجام دادند. کارآنها از طریق ذوب اورانیوم و بمباران نوترونی نئودیمیوم انجام گرفت.

منــابع

تحقیق در مورد وجود این عنصر در زمین بیهوده بوده است و امروزه به نظر می رسد که پرومسیوم به طور کامل از پوسته‌ی زمین خارج شده است. البته پرومسیوم در طیف ستاره‌ی HR465 در آندرومدا شناسایی شده است. این عنصر اخیراً نزدیک سطح این ستاره در حال شکل‌گیری است. این ایزوتوپ ناشناخته‌ی آن، نیمه عمری بیش از 7/17 سال دارد. هفده ایزوتوپ از پرومسیوم با جرم‌های اتمی از 134 تا 155 تا کنون شناسایی شده اند. پرومسیوم-147 با نیمه عمر 6/2 سال عمومی ترین کاربرد را داراست. پرومسیوم-145 طولانی ترین عمر و فعالیت ویژه‌ی 940ci/g دارد.

ویـژگی‌هــا

پرومسیوم یک ساتع کننده بقای نرم محسوب می‌شود. اگر چه که هیچ اشعه‌ی گامایی منتشر نمی کند. تشعشع ایکس را می توان در هنگام برخوردار ذرات بتا به عناصر با عدد اتمی بالا تولید کرد واز این رو باید در کار با آن احتیاط زیادی به خرج داد. نمک های پرومسیوم در تاریکی به دلیل خاصیت رادیواکتیوی بالا، با درخشش آبی یا سبز کم‌رنگ می‌درخشند. روش‌های تبادل یونی منجر به تهیه‌ی حدود 10 گرم پرومسیوم از پسماندهای فراورش سوخت راکتور اتمی در اوایل سال 1963 گردید.

هنوز شناخت عمومی کمی در مورد خواص پرومسیوم فلزی وجود دارد. پرومسیوم دو تغییر حالت آلوتراپی دارد.

کــاربردهــا

این عنصر به عنوان منبع پرتوی بتا در سنجه‌های ضخامت کاربردهایی دارد و می تواند توسط فسفر جذب شده و تولید نور کند. نور تولیدی به این روش را می توان در علائم و نشانه هایی به عملیات وابسته نیاز دارند به کار برد.

هم چنین به عنوان باتری هسته ای از طریق جمع کردن نور در سلول های نوری و تبدیل نور به جریان برقکاربرد دارد. چنین باتری هایی با استفاده از pm ₁₄₇ عمر مفیدی در حدود 5 سال خواهند داشت. امیدهایی برای استفاده از پرومسیوم به عنوان منبع قابل حمل اشعه‌ی ایکس پیدا شده است و می تواند به عنوان منبع حرارتی در تولید نیروی کمکی در کاوشگرهای فضایی و قمرهای مصنوعی مفید باشد. بیش از 30 ترکیب پرومسیوم تهیه شده اند که اغلب آنها رنگی هستند.

قیمــت

پرومسیوم-147 به قیمت حدود 50 سنت به ازای هر کوری موجود است.

سـامـاریـوم Samarium

تـاریخچـه