مـــلاحظـات به كــارگيـــري
كوريم جذب شده در بدن در استخوانها جمع شده و از اين رو به دليل تخريب ساز و كار تشكيل گلبول قرمز توسط پرتوهايش بسيار سمي است. حداكثر جذب مجاز كل بدن از242Cm (محلول) 3/0 ميكروكوري است.
قيــمـت
امروزه 244Cm با قيمت 100 دلار بر ميليگرم عرضه ميشود.
بـــركلــيـوم Berklium
تــاريخچــه
(بركلي، ساختمان دانشگاه ايالات كاليفرنياي آمريكا) بركليوم، هشتمين عنصر سري انتقالي اكتنيدهاست كه در دسامبر 1949 توسط تامسون، گيورسو و سيبرگ كشف گرديد و پنجمين عنصر فوق اورانيومي بود كه به روش مصنوعي ساخته شد. بركليوم از طريق بمباران الكتروني چند ميليگرم 241Am با يونهاي هليم در شتاب دهندهي دانشگاه بركلي توليد شد.
ايـــزوتـوپهــا
اولين ايزوتوپ توليدي داراي جرم 243 بود و با نيمه عمر 5/4 ساعت متلاشي شد. امروزه ده ايزوتوپ از آن شناسايي و توليد شدهاند. مشاهدهي BK249 با نيمه عمر 314 روز امكان جداسازي بركليوم را در مقادير قابل توزين به قدري كه بتوان خواص آن را با كميتهاي ماكروسكپي بررسي كرد، فراهم نمود.
ويــــژگــيهـا
اولين مقدار قابل رويت از تركيب بركليوم خالص كلريد بركليوم كه در سال 1962 توليد شد و 1 بيليونيم گرم وزن داشت. احتمالا تا كنون بركليوم به شكل عنصري تهيه نشده است اما انتظار ميرود كه فلز نقرهاي رنگ آن داراي قابليت انحلال آسان در اسيدهاي معدني رقيق و اكسايش سريع در هوا يا اكسيژن در دماهاي بالا باشد. روشهاي پراش اشعهي ايكس براي شناسايي تركيبهاي مختلف آن استفاده شدهاند. همانند ساير عناصر اكتنيدي، بركليوم تمايل به تجمع در اسكلت بدن را دارد. بركليوم به دليل كمياب بودن، در حال حاضر هيچ كاربرد تجاري يا فناورانه ندارد.
كــاليــفرنيـــوم californium
تــاريخچـه
(ايالت و دانشگاه كاليفرنيا) كاليفرنيوم ششمين عنصر فوق اورانيوم كشف شده است. كه توسط تامسون استريت 1 گيورسو و سيبرگ در 1950 از طريق بمباران چند ميكروگرم 242Cm با يونهاي هليم (با انرژي 35MeV) در شتاب دهندهي 60 اينچي بركلي توليد گرديد.
ايـــزوتــوپهــا
كاليفرنيوم (III) تنها يون پايدار در محلولهاي آبي است كه تمام تلاشها براي اكسايش يا احياي آن با شكست روبه رو شده است. ايزوتوپ 249Cm از فروپاشي بتاي 249BK شكل ميگيرد در حالي كه ايزوتوپهاي سنگينتر از طريق تحريك نوتورني شديد از توسط واكنش توليد ميشوند. وجود ايزوتوپهاي 252Cf,251Cf,250Cf,249Cf جداسازي كاليفرنيوم را در مقادير قابل توزين براي بررسي خواص آن با كميتهاي ماكروسكپي ممكن ساخته است. كاليفرنيوم–252 ساتع كنندهي نوترون بسيار قوي محصوب ميشود. يكي ميكروگرم آن معادل 170 ميليون نوترون در دقيقه توليد ميكند كه خطرات زيست محيطي به دنبال دارد و در كار با آن بايد حفاظت ايمني مناسب را به كار برد.
احياي كاليفرنيوم به حالت فلزي آن تا كنون انجام نشده است.
كـــاربــردهــا
از آن جا كاليفرنيوم منبع بسيار موثري از نوترون است كاربردهاي نوين زيادي براي آن انتظار ميرود. اين فلز پيش تر در سنجههاي نوتروني رطوبت و در چاه سنجي(برآورد لايههاي آب و داراي نفت) كاربرد يافته است. همچنين به عنوان منبع قابل حمل نوترون در كشف فلزاتي مانند طلا يا نقره از طريق تجزيهي فعال سازي نقطهاي استفاده ميشود. گمان ميرود كه احتمالاً كاليفرنيوم در انفجارهاي نجومي خاصي كه supernova ناميده ميشوند، توليد ميشود زيرا فروپاشي راديواكتيو 254Cf (با نيمه عمر 55 روز) با شاخصههاي منحني نوري چنين انفجارهايي كه از طريق تلسكوپها مشاهده شدهاند. مطابقت دارد. البته اين گمان هنوز مورد ترديد است.
قيـــمـت
امروز 252Cf با قيمت 10 دلار به ازاي هر ميلي گرم عرضه ميشود. در ماه مي 1975 بيش از 63 ميليگرم از اين فلز ساخته و فروخته شد.
انيــشـتينــيـوم Einsteinium
(آلبرت انيشتين) انيشتينيوم هفتمين عنصر كشف شدهي فوق اورانيومي سري اكتنيدهاست كه توسط گيورسو و همكارانش در دسامبر 1952 در دانشگاه بركلي شناسايي شد. اين فلز در خردههاي حاصل از اولين انفجار حرارتي هستهاي كه در نوامبر 1952 در اقيانوس آرام انجام شد، شناسايي گرديد و 253Es با نيمه عمر 20 روز توليد شد.
در 1961، مقدار كافي اينشتينيوم براي جداسازي مقدار ماكروسكپي 253Es توليد گرديد. اين نمونه حدوداً 01/0 ميلي گرم وزن داشت و با استفاده از موازنهي خاص نوع مغناطيسي وزن سنجي شد. 253Es كه به اين ترتيب توليد شده بود در توليد مندليفم (عنصر 101 ) استفاده شد.
حدود 3 ميلي گرم انيشتينيوم در يك آزمايشگاه و به روش زير توليد شده است.
1- تحريك مقادير چند كيلوگرمي 239Pu در يك راكتور به مدت چند سال تا pu242 توليد شود.
2- تبديل pu242 به صورت گندلههاي اكسيد پلوتونيم و پودر آلومينيم.
3- قرار دادن گندلهها روي ميلههاي هدف براي تحريك اوليه يكساله در نيروگاه رودخانهي ساوانا 1
4- تحريك ميلههاي هدف به مدت 4 ماه در HFIR (راكتور ايزوتوپي با شارش بالا)
انيشتينيوم اين هدفها در يك جدايش شيميايي از كاليفرنيوم جدا گرديد.
ايـــزوتــوپهــا
چهارده ايزوتوپ از انيشتينيوم تا كنون شناسايي شده است كه 254Es با نيمه عمر 275 روز طولاني ترين عمر را دارد.
ويــژگـيهـا
مطالعات رديابي 253Es نشان ميدهد كه انيشتينيوم ويژگيهاي شيميايي معمول يك عنصر اكتينيدي سه ظرفيتي سنگين را دارد.
فـرمـــيـوم Fermium
تــاريخچـه
(انريكو فرمي) فرميوم هشتمين عنصر كشف شدهي فوق اورانيم سري اكتنيدهاست كه توسط گيورسو و همكارانش در 1952 شناسايي شد فرميوم در پسماندهاي حاصل از انفجار حرارتي–هستهاي در اقيانوس آرام شناسايي گرديد. ايزوتوپ توليدي 255Fm با نيمه عمر 20 ساعت است. در سال 1953 و اوايل سال 1954 با وجود اين كه كشف عناصر 99 و 100 به دلايل امنيتي اعلام نگرديد گروهي از موسسهي فيزيك نوبل در استكهلم، 238U را با يونهاي 16O بمباران كرده و يك ساتع كنندهي آلفا با نيمه عمر 30 دقيقه را جداسازي كردند و بدون ادعاي كشف اين عنصر آن را 100- 250 توصيف نموده اند. از آن زمان وجود اين ايزوتوپ بدون ترديد شناسايي و نيمه عمر 30 دقيقهاي آن تاييد شد.
ويــژگـيهــا
ويژگيهاي شيميايي فرمويم با مقادير بسيار كم آن به ندرت مورد مطالعه قرار گرفته است. در محلولهاي واسطهي آبي نرمال، تنها حالت اكسايش(III) آن ظاهراً وجود دارد.
ايــزوتـوپهــا
254Fm و ايزوتوپ هاي سنگينتر را ميتوان از طريق تحريك شديد نوتروني عناصر سبك تر از قبيل پولتونيم با استفاده از فرايند متوالي گرفتن نوترون و پراكندن با محصولات فروپاشي بتا تا رسيدن به اين عدد اتمي و عدد جرميها توليد كرد. شانزده ايزوتوپ از فرميوم شناسايي شده اند. 257Fm با نيمه عمر حدود 5/100 روز طولانيترين عمر را دارد معلوم شده است كه 250Fm با نيمه عمر 30 دقيقه داراي محصول فروپاشي عنصر 102-254 است. شناسهي شيميايي 250Fm توليد عنصر 102 (نوبليوم) را تاييد كرد.
منــدليـفـم Mendelevium
تــاريخچـه
(ديمتري مندليف) مندليفم، نهمين عنصر كشف شدهي فوق اورانيوم از سري اكتنيدهاست كه نخستين بار توسط گيورسو، هاروي2 ؛ چاپين3 ، تامسون و سيبرگ در اوايل سال 1955 شناسايي شد. اين كار با بمباران ايزوتوپ 253Es با يونهاي هليم در شتاب دهندهي 60 اينچي بركلي انجام گرفت. اولين ايزوتوپ توليدي 256Md است كه نيمه عمر 76 دقيقه اي دارد. اولين ايزوتوپ از اين جهت مهم بود كه 256Md بر مبناي يك اتم در هر زمان توليد شد.
ايـــزوتـوپهــا
چهارده ايزوتوپ مندليفم تا كنون شناسايي شده است. 258mdنيمه عمر دو ماه دارد. اين ايزوتوپ از طريق بمباران ايزوتوپي از انيشتينويم با يون هاي هليم توليد شده است. مقدار كافي 258md بايد براي برآورد ويژگيهاي فيزيكي آن توليد شود.
كــاربـردهـا
256md براي تشريح برخي از ويژگيهاي شيميايي مندليفم در محلول آبي به كاربرده شده است.
ويــژگـيهـا
آزمايشات نشان ميدهد كه اين عنصر حالت اكسيدي نسبتا پايدار دو ظرفيتي به علاوه حالت اكسيدي سه ظرفيتي دارد كه مشخصهي عناصر اكتنيدي است.
لاورنــسيــوم Lawerncium
تــاريخچـه
(ارنست الاورنس، ابداع كنندهي دستگاه شتاب دهنده) اين عضور عناصر واسطهاي ///////// (سري اكتنيدها در مارس 1961 توسط گيورسو، سيكلاند، لارش1 و لاتمير2 كشف گرديد. يك هدف 3 ميلي گرمي كاليفرنيوم حاوي مخلوطي از عدد جرميهاي 249 ، 250 ، 251 ، 252 با ايزوتوپهاي B10 و B11 بمباران شد. هستهاي استحاله يافته و شارژ شدهي الكتريكي با اتمسفري از هليم متمركز شده و بر روي نوار نقالهي مسي نازكي جمع آوري ميشوند و سپس نقاله براي قرار دادن اتمهاي جمع شده در مقابل يك سري از آشكار سازهاي حالت جامد به حركت در ميآيد. ايزوتوپ عنصر 103 كه با اين روش توليد شده باشد از طريق انتشار ذرات آلفاي بار انرژي 8/6MeV و با نيمه عمر 8 ثانيه از هم متلاشي ميشود.
در سال 1967، ظروف 3 و همكارانش در آزمايشگاه ///// توانايي خودر را شناسايي يك ساتع كنندهي آلفا با نيمه عمر 8 ثانيه را اعلام كردند كه توسط گروه محققان دانشگاه بركلي با نام 103-257 علامتگذاري شد. اين نامگذاري به 258Lr يا 259Lr تغيير نام يافته است.
در 1965 محققان ايزوتوپ لاورنسو256Lr با نيمه عمر بيشتر (35 ثانيه ) كشف نمودند. تيورسو و همكارانش در بركلي تعدادي از اتمهاي اين ايزوتوپ را براي مطالعهي رفتار اكسايش لاورنسيوم به كارگرفتند. آنها با استفاده از روش استخراج حلال و كار بسيار سريع (هر استخراج حدود 30 ثانيه) يونهاي لاورنسيوم را از محلول آبي بافر به صورت يك حلال استخراج كردند.
ويـــژگـيهــا
رفتار لاورنسيوم با رفتار نوبليوم دو ظرفيتي متفاوت است و بيشتر عناصر سه ظرفيتي ابتداي سري اكتنيدهاست.
جـدول تنـاوبي عنــاصـر چيــست؟
جدول تناوبي در حال حاضر مرجع شيمي است. اين جدول همهي عناصر شناخته شده را در يك نظم اطلاعاتي مرتب كرده است. عناصر از چپ به راست و بالا به پايين به ترتيب افزايش عدد اتمي مرتب ميشوند. اين نظم به طور كلي با افزايش جرم اتمي نيز مطابقت دارد.
رديفهاي مختلف عناصر، متناوب ناميده ميشوند. عدد تناوب نشان دهندهي بالاترين سطح انرژي است كه يك الكترون در يك عنصر(در حالت غير انگيخته) اشغال ميكند. با حركت به سمت پايين جدول تناوبي، عدد عناصر در تناوب افزايش مييابد زيرا با بالا رفتن سطح انرژي اتمها، تعداد زير لايههاي انرژي افزايش پيدا ميكند.
دانشمندان، دانشآموزان و ساير كساني كه با جدول تناوبي آشنا هستند ميتوانند با استفاده از دادههاي موجود در جدول تناوبي اطلاعاتي در مورد هر عنصر به دست آورند. به عنوان نمونه يك دانشمند ميتواند با استفاده از جرم اتمي كربن تعداد اتمهاي كربني در يك كيلوگرم كربن را بر آورد نمايد.
همچنين با بررسي طرز قرار گرفتن عناصر در جدول ميتواند اطلاعاتي از جدول تناوبي به دست آورد با بررسي موقعيت عنصر در جدول تناوبي ميتوان به آرايش الكتروني آن پي برد. عناصري كه در يك ستون جدول تناوبي قرار دارند(و يك گروه ناميده ميشوند ) گرايش الكتروني يكساني دارند و در نتيجه از لحاظ شيميايي مشابه به هم رفتار ميكنند. مثلا تمام عناصر گروه 8 گاز خنثي هستند. جدول تناوبي اطلاعات و فراواني در بر ميگيرد كساني كه با چگونگي قرار گرفتن عناصر در جدول آشنايي دارند ميتوانند به سرعت اطلاعات قابل توجهي را ولو اينكه هيچ اطلاعي در مورد آن نشنيده باشند دو مورد يك عنصر استنباط نمايند.
چـگونه از جـدول تنــاوبي استــفاده كنيـم:
در هر خانه از جدول تناوبي اطلاعات اوليه در مورد يك عنصر وجود دارد.
عدد اتمي 5
جرم اتمي B
نشانهي اتمي 81/10
عــدد اتــمي
تعداد پروتونهايي كه در يك اتم وجود دارد مشخص ميكند اين عنصر چيست. به عنوان نمونه، اتمهاي كربن شش پروتون اتمهاي هيدروژن يك اتم و اتمهاي اكسيژن هشت اتم دارند. تعداد پروتون در يك اتم به صورت عدد اتمي عنصر نشان داده ميشود. تعداد پروتونهاي يك اتم نيز رفتار شيميايي عنصر را تعيين ميكند.
نشــانـه اتــمي
نشانهي اتمي يك يا دو حرف براي نشان دادن عنصر است(H براي هيدروژن و....) اين نشانهها به صورت بين المللي به كار ميروند. معمولاً يك نشانه نام اختصاري يك عنصر يا حروف اول نام لاتين عنصر است.
جـــرم اتــمـي
جرم اتمي جرم متوسط يك عنصر در واحد جرم اتمي(amu) است. با وجود اين كه هر اتم خاص هميشه يك عدد صحيح جرم اتمي دارد، اما جرم اتمي آن در جدول تناوبي به صورت يك عدد اعشاري بيان ميشود زيرا ميانگين ايزوتوپهاي مختلف يك عنصر ميباشد. ايزوتوپها ميتوانند وزن كمتر پايينتر از اين متوسط داشته باشند. عدد ميانگين نوترونهاي يك عنصر را ميتوان با كم كردن عدد پروتونها(عدد اتمي) از جرم اتمي به دست آورد.
آرايــــش الـكتـرونـي
آرايش الكتروني، توصيف اربيتالي(چرخشي) موقعيت الكترونها در يك اتم غير انگيخته است. با استفاده از مباني فيزيكي، شيميدانها قادر به پيشبيني چگونگي واكنش اتمها بر اساس آرايش الكتروني هستند. آنها ميتوانند ويژگيهايي از قبيل پايداري نقطهي جوش و هدايت را پيشبيني نمايند. معمولاً در شيمي تنها لايههاي الكتروني بيروني اهميت دارند، از اين رو نمايش لايهي دروني الكتروني از طريق جايگزين كردن توصيف اربيتالي طولاني با نشانهي يك گاز خنثي در يك كروشه خلاصه ميشود. اين روش نمايش، توصيف ملكولهاي سنگين را تا حد زيادي آسان ميسازد.
مثال: آرايش الكتروني Be عبارت از 1s22s2 اما به صورت [He]2S2 نوشته ميشود كه در اين جا[He] معادل تمام اوربيتالهاي الكتروني در اتم هليم است. حروف f,d,p,s شكل اربيتالها را مشخص ميكنند و بالا نويسها تعداد الكترونهاي هر اربيتال را به دست ميدهند.
اتــم
همهي مواد ماكروسكپي (درشت) از تعداد بسيار زيادي ذرات كوچك به نام اتم تشكيل شدهاند به مطالعهي چگونگي كنش اين اتمها، شيمي گفته ميشود.
ذرات زيـــر اتـمـي
سه ذرهي تشكيل دهندهطي اتم عبارتند از: پروتون، نوترون و الكترون، پروتونها و نوترونها سنگينتر از الكترونها هستند و در هسته قرار ميگيرند كه مركز اتم است. پروتونها بار الكتريكي مثبت دارند و نوترونها هيچ گونه باري ندارند. الكترونها بسيار سبك و داراي بار منفي هستند و در ابري محاط بر اتم حضور دارند. ابر الكتروني 10000 برابر بزرگتر از هسته است.
هسـتــه
هستهي اتم از پروتونها و نوترونطهاي تشكيل شده است كه به صورت يك خوشه قرار گرفتهاند. عملاً همه جرم اتم در هستهي آن واقع است. ذرات در هستهي اتم با نيروي كششي محكمي در كنار يكديگر قرار گرفته اند كه شيمي دانها و فيزيك دانها آن را به نام نيروي قوسي ميشناسند. اين نيروي قوي بين پروتونها و نوترونها بر نيروي دافعهي الكتريكي كه بر اساس قوانين الكتريسيته پروتونها را از بقيه اجزا دفع ميكند غلبه پيدا ميكند.
الــكتــرون
الكترون ذرهي سبكي است كه دور هسته اتمي ميچرخد پيوند شيميايي اساساً عكس العمل الكترونها از يك اتم با الكترونهاي اتم ديگر است. الكترونطها اتم را در مسيرهاي كه اربيتال ناميده ميشوند، احاطه ميكنند. اربيتالهاي داخلي محاط بر اتم، كروي هستند اما اربيتالهاي بيروني پيچيدهترند.
پيــونـد شيــميــايي
پيوند شيميايي زماني ايجاد ميشود كه دو ذره بتوانند الكترونهاي بيروني خود را به طريقي كه از لحاظ انرژي مطلوب است، با هم مبادله يا تركيب كنند. حالت مطلوب انرژي را ميتوان مشابه با سنگي در نظر گرفت كه در حال سقوط تمايل به رسيدن به پايين دارد. وقتي كه دو اتم به يكديگر نزديك شده و الكترونهاي آنها از نوع مناسب هستند، از لحاظ انرژي مطلوبتر آن است كه به جاي حضور به صورت اتمهاي جدا و منفرد به هم بپيوندند و الكترونها را به اشتراك بگذارند. (با هم پيوند تشكيل دهند) با ايجاد پيوند، اين اتمها يك تركيب ميسازند همانند سقوط سنگ آنها نيز طبيعتاً از لحاظ انرژي پايين ميآيند.
مندليف به الگوهايي اشاره كرد كه نسبتهاي تركيبي عناصر هستند:
عناصر ليتيم(Li ) سديم(Na) و پتاسيم(K) همگي اكسيدهايي با نسبت دو اتم بر يك اكسيژن تشكيل ميدهند: R2O
عناصر بريليم(Be) منيزيم(Mg) و كلسيم(Ca) اكسيدهايي با نسبت يك اتم بر يك اتم اكسيژن مي سازند.
با شناسايي الگوهاي نسبت تركيبي يا ظرفيتي مندليف جدولي را بر اساس قرار گرفتن عناصر با نسبت تركيبي مشابه در يك گروه سازمان دهي نمود. او عناصر هر گروه را به ترتيب جرم اتمي آنها مرتب كرد.
در سال 1869 مندليف شيمي دان روسي، به الگوهاي تكراري رفتاري اشاره كرد كه ميتوانست به ترتيب عناصر مرتب شود كه در نهايت منجر به جدول تناوبي عناصر گرديد.
1
2
3
Dostları ilə paylaş: |