تبلیغات
وب اطلاعات شیمی برای جوانان و نوجوانان - مطالب عناصر گروه پنجم

پروتاکتینیم

شنبه 2 مرداد 1389  10:55 ب.ظ

نوع مطلب :عناصر گروه پنجم ،

این عنصر توسط دانشمندان Fredrich Soddy / John Cranston / Otto Hahn / Lise Meitner و در سال 1917 مشترکاً در انگلیس و فرانسه صورت گرفت .

اولین ایزوتوپ از عنصر شماره 91 به عنوان 234Pa کشف شد. که دارای پایداری کوتاه و به صورت طبیعی از تخریب سری اورانیوم 238U حاصل می شود. این عنصر اولین بار توسط Fajans و Gohring در سال 1913 کشف شد. ایزوتوپ 231Paاین عنصر با مدت زمان پایداری طولانی تر در سال 1918 توسط Hahn , Meitner شناخته شد. در سال 1934 حدود 0.1 گرم عنصر خالص از اکسید این عنصر Pa2O5 با دو روش جداسازی شد.
پروتاکتینیم عنصری براق با جلای فلزی درخشان است که درخشنگدی خود را نیز در هوا حفظ می کند. این عنصر در سنگ معدن اورانیت پیچبلانت به میزان یک قسمت از 10 میلیون قسمت از 231Pa وجود دارد. سنگ معدن این عنصر در کشور زئیر حدود 3 ppm وجود دارد. این عنصر دارای 20 ایزوتوپ است. نیمه عمر 231Pa این عنصر حدود 32700 سال است. ترکیبات پروتاکتینیم رنگی هستند. این عنصر در زیر 1.4 درجه کلوین فوق رسانا است.
این عنصر بسیار خطرناک است و در موقع استفاده از آن باید بسیار دقت کرد. پروتاکتینیوم یکی از عناصر کمیاب است و به صورت طبیعی وجود دارد. قیمت این عنصر با ایزوتوپ 231 حدود 280 دلار در گرم است. این عنصر اشعه آلفا از خود ساتع می شود و از نظر رادیولوژیکی شبیه پولونیم است. قیمت 60 تن از این عنصر به صورت مصنوعی حدود 500000 دلار است.




ساختار بلوری عنصر Pa


اثرات پروتاکتینیم بر روی سلامتی
پروتاکتینیم از راه خوردن غذا، آب آشامیدنی یا هوا وارد بدن می شود. با تنفس پروتاکتینیم، بخش قابل توجهی از آن از ریه حرکت کرده و بسته به میزان انحلال پذیری آن، از طریق خون به اندامهای دیگر می رسد.
جذب معدی پروتاکتینیم از راه غذا یا آب، عامل اصلی نشست پروتاکتینیم در اکثر افراد است. بخش اعظم پروتاکتینیمی که از راه خوردن وارد بدن می شود، از طریق مدفوع دفع می شود. تنها حدود 0.05% آن از راه مجاری گوارشی وارد جریان خون می شود. پس از ترک روده یا ریه، حدود 40% پروتاکتینیمی که وارد جریان خون شده، در اسکلت نهشته می شود، حدود 15% آن در کبد و حدود 2% آن در کلیه نهشته می شود و بقیه آن دفع می شود. نیمه عمر بیولوژیکی پروتاکتینیم در اسکلت حدود 50 سال است. از پروتاکتینیمی که در کبد نهشته شده، 70% آن دارای نیمه عمر بیولوژیکی 10 روز و 30% آن دارای نیمه عمر بیولوژیکی 60 روز است. از پروتاکتینیمی که در کلیه نهشته شده، 20% آن دارای نیمه عمر بیولوژیکی 10 روزبوده و بقیه آن مجددا در بدن توزیع می شود.
عوارض اولیه: اگر پروتاکتینیم جذب بدن شود، برای بدن ضرر دارد اما اشعه گامای ساطع شده از پروتاکتینیم 231 و بعضی از محصولات دارای نیمه عمر کوتاه آکتینیم 227، خطرخارجی اندکی دارد. مهمترین روشهای جذب، خوردن غذا و آب حاوی پروتاکتینیم و تنفس گرد و غبار حاوی پروتاکتینیم می باشد. جذب پروتاکتینیم تنفس شده در بدن آسانتر از پروتاکتینیم خورده شده است اما باید به هر دو مورد توجه داشت.
مهمترین عارضه ناشی از تابشهای یونیزه پروتاکتینیم، سرطان است که در اسکلت، کبد و کلیه نهشته می شود. عوارض و خطرات ناشی از پروتاکتینیم 234 مانند عوارض ناشی از اورانیوم 238 است. پروتاکتینیم 234 با تابش ذرات پرانرژیِ بتا تجزیه می شود بنابراین باید مراقب این تابشها بود مثلا باید برای جلوگیری از این تابشها، دستان و ساعد را با دستکشهای پلاستیکی سنگین پوشاند.
خطر تنفس پروتاکتینیم 231 نسبت به بسیاری از رادیونوکلیدها بیشتر است. بیش از 80% این خطر ناشی ازآکتینیم 227 و محصولات حاصل از تجزیه آن است. در حالی که خطر خوردن آن بسیار کمتر از خطر تنفس است و متداولترین راه ورود این ماده به بدن محسوب می شود.
مانند دیگر رادیونوکلیدها، ضریب خطر شیرابه های آن 75% خطر خوردن آن است.
علاوه بر خطراتی که ورود این ماده به بدن دارد، قرار گرفتن در معرض اشعه گامای حاصل از پروتاکتینیم 231 هم خطرناک است.
با استفاده از ضریب خطر اشعه گاما و به منظور تخمین خطر سرطان زایی مشخص شده که اگر 100000 نفر به طور مداوم درتماس با لایه ضخیمی از خاک با غلظت متوسط 1 pCi/g پروتاکتینیم 231 قرار داشته باشند، احتمال ایجاد سرطان در آنها 8 نفر از 100000 نفر است. در درون بدن، قسمت عمده خطر پرتوافکنی مربوط به آکتینیم 227 و محصولات ناشی از تجزیه آن می باشد.

اثرات زیست محیطی پروتاکتینیم
پروتاکتینیم به طور طبیعی در خاک، سنگ، آبهای سطحی، آبهای زیرزمینی، گیاهان و جانوران به مقداربسیار اندک و به میزان یک در تریلیون یا 0.1 (pCi)/g وجود دارد. در کانسارهای اورانیوم و دیگر کانیهای زمین شناسی، این میزان بالاتر است. همه پروتاکتینیم طبیعی در پروتاکتینیم 231 وجود دارد.
پروتاکتینیم، به خاک متصل می شود و غلظت آن در ذرات خاک ماسه ای 550 برابر آبهای درون شبکه ای است (آبهایی که در فضای خالی میان ذرات خاک وجود دارند). نسبت غلظت آن حتی از رس و خاکهای رسی هم بالاتر است (حدود 2000 و حتی بیشتر).
پروتاکتینیم، در DOE (دانشکده انرژی)، آلاینده محسوب نمی شود و آب زیرزمینی را آلوده نمی کند.




عنصر Pa در طبیعت



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 پروتاکتینیم :
عدد اتمی: 91
جرم اتمی: 03588/231
نقطه ذوب : C° 1572
نقطه جوش : C° 4722
شعاع اتمی : pm 63
ظرفیت: 4
رنگ: نقره ای متالیک
حالت استاندارد: جامد در دمای 298 درجه کلوین
نام گروه: آکتنید
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 589
شکل الکترونی: Rn5f 2 6d 2 7s2
شعاع یونی : 78/0 Å
الکترونگاتیوی: 5/1
حالت اکسیداسیون: 4 و 5
دانسیته: 37/15
گرمای فروپاشی : Kj/mol 7/16
گرمای تبخیر : Kj/mol 2/481
گرمای ویژه: J/g Ko 121/0
دوره تناوبی:7

شماره سطح انرژی : 7
اولین انرژی : 2
دومین انرژی : 8
سومین انرژی : 18
چهارمین انرژی : 32
پنجمین انرژی : 20
ششمین انرژی : 9
هفتمین انرژی : 2
ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
Pa-230 17.4 روز
Pa-231 32800.0 سال
Pa-233 27.0 روز
Pa-234 6.69 ساعت
Pa-234m 1.17 دقیقه

اشکال دیگر :
هیدرید پروتاکتینیم PaH3
اکسید پروتاکتینیم PaO ، دی اکسید پروتاکتینیم PaO2 ، پنتا اکسید دی پروتاکتینیم Pa2O5
تترا کلرید پروتاکتینیم PaCl4 ، پنتا کلرید پروتاکتینیم PaCl5

منابع : مصنوعی ( ساخته شده توسط بشر ) و از شکافت هسته ای اورانیم ، توریم و پلوتونیم

نوشته شده توسط: | آخرین ویرایش:- | نظرات() 

پراسیودیمیم

شنبه 2 مرداد 1389  10:55 ب.ظ

نوع مطلب :عناصر گروه پنجم ،

پراسیودیمیم عنصری نرم ، نقره ای ، خمیری ، هادی است که با سیستم هگزاگونال متبلور می شود . نسبت به اروپیم ، لانتانیم ، سریم ، نیودیمیم در برابر اکسیده شدن مقاوم تر است . در معرض هوا اکسید سبزرنگی تولید می کند ، به همین دلیل در روغن یا نفت محافظت می شود . این عنصر در سال 1885 توسط C.F. Aver von Welsbachدانشمند اتریشی کشف گردید . پراسیودیمیم از نمکهای نظیر نیودیمیم بدست می آید .

این عنصربه مقدار زیاد همراه با عناصر کمیاب در کانیهای مختلف وجود دارد. مونازیت و باستانزیت دو منبع اصلی این عنصر در طبیعت هستند . این عنصر به صورت خالص در سال 1931 تولید شد.
تبادل یونی و روشهای استخراج محلولی از روشهای مهمی هستنند که در طی سالهای اخیر برای تولید عنصر پراسیودیمیم مورد استفاده قرار می گرفته است. این روشها هزینه زیادی را در بر خواهند داشت. این عنصر می تواند به روشهای دیگری مثل واکنش کلسیم با کلرید یا فلورید بدون آب نیز تولید شود.
از این عنصر برای ساخت فندک سیگار استفاده می شود که میزان درصد این عنصر در این کاربرد حدود 5 درصد است. اکسید پراسیودیمیوم با فرمول شیمیایی Pr2O3 در صنعت مواد نسوز کاربرد دارد. این عنصر به طور گسترده در هسته زمین برای قوسهای کربنی وجود دارد که برای صنعت سینما در نورپردازی و پروژکتورهای استودیوها کاربرد دارد. نمکهای پراسیودیمیوم برای رنگ آمیزی شیشه ها و لعاب دادن سرامیکها و غیره استفاده می شود. از ترکیب این عنصر با عناصر دیگر رنگ زرد روشنی تولید می شود که در صنعت شیشه و عینک کاربرد دارد.
قیمت این عنصر با خلوص بالای 99 % حدود 70 دلار در اونس است.



ساختار بلوری عنصر Pr


اثرات پراسیودیمیم بر روی سلامتی
پراسیودیمیم 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.
پراسیودیمیم به ندرت و به مقدار کم در طبیعت یافت می شود. پراسیودیمیم تنها در دو نوع کانسار یافت می شود. با توجه به این که پراسیودیمیم برای تولید کاتالیزورها و صیقل دادن شیشه مناسب است، کاربردهای آن در حال افزایش است.
وجود پراسیودیمیم 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 پراسیودیمیم 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 پراسیودیمیم
پراسیودیمیم 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، پراسیودیمیم وارد محیط زیست می شود. پراسیودیمیم 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 پراسیودیمیم باعث آسیب غشای سلولی می شود که روی تولید مثل و عملکرد سیستم عصبی اثر منفی دارد.




عنصر Pr در طبیعت



خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر پراسیودیمیم :
عدد اتمی: 59
جرم اتمی: 140.9077
نقطه ذوب: C° 931
نقطه جوش : C° 3520
شعاع اتمی : Å 2.67
ظرفیت: 3
رنگ: سفید نقره ای مایل به زرد
حالت استاندارد: جامد
نام گروه: لانتانیدها
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 527
شکل الکترونی: 6s24f3
شعاع یونی : Å 1.013
الکترونگاتیوی: 1.13
حالت اکسیداسیون:3
دانسیته: 6.640
گرمای فروپاشی : Kj/mol 6.89
گرمای تبخیر : Kj/mol 296.8
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 : 21
پنجمین انرژی : 8
ششمین انرژی : 2
ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
Pr-141 پایدار
Pr-142 19.12 ساعت
Pr-143 13.57 روز
Pr-144 17.28 دقیقه
Pr-145 7.2 دقیقه

اشکال دیگر :
دی هیدرید پراسیودیمیم PrH2 و تری هیدرید پراسیودیمیم PrH3
دی اکسید پراسیودیمیم PrO2
کلرید پراسیودیمیم PrCl3


منابع : نمک طعام ، کانی های مونازیت و باستنازیت
کاربرد : برای رنگ آمیزی شیشه و لیوانهای سرامیکی به کار می رود . به دلیل خارج کردن رنگهای زرد روشن در صنعت عینک سازی به همراه نیودیمیم برای ساخت شیشه های عینک آفتابی به کار می رود . همچنین برای ساخت آلیاژها و ماسک های جوشکاری نیز استفاده می شود .

نوشته شده توسط: | آخرین ویرایش:- | نظرات() 

دوبنیم

شنبه 2 مرداد 1389  10:53 ب.ظ

نوع مطلب :عناصر گروه پنجم ،

این عنصر توسط G.N.Flerov / A.Ghiorso / Etal / Berkeley و در سال های 1967 و 1970 در آمریکا کشف شد .
این عنصر نیز از نظر سینتیکی رادیواکتیوی بسیار فعال بوده و نیمه عمر ایزوتوپ های آن 16 ساعت می باشد .

در سال 1967، فلرو گزارش کرد که گروهی روسی که در موسسه جوینت و در مورد تحقیقات هسته ای در دوبنا کار می کنند، با بمباران آمریکیم 243 با نئون 22، تعداد کمی اتم 260105 و 261105 تولید کرده اند. این شواهد بر مبنای اندازه گیری انرژی آلفا بود.
در سال 1970، دانشمندان دوبنا، عنصر 105 را ساختند و تا انتهای آوریل 1970 کلیه انواع تجزیه عنصر جدید را بررسی کردند و طبق گزارش 1970، ویژگیهای شیمیایی آن را تعیین کردند. گروه روسی نامی برای عنصر 105 تعیین نکردند. در اواخر آوریل 1970، اعلام شد که گیورسو، نورمیا، هریس، کا. آ. وای اسکولا و پی. ال اسکولا، که در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی کار می کنند، عنصر 105 را شناسایی کرده اند. این عنصر جدید با بمباران کالیفرنیم 249 با پرتوی از هسته های نیتروژن 84 MeV در شتاب دهنده خطی یون سنگین (HILAC) ساخته شد. وقتی نیتروژن 15 هسته ای، با هسته های 249Cf جذب شود، چهار نوترون ساطع می شود و اتم جدید 260105 با نیمه عمر 1.6 ثانیه تشکیل می شود. هنگامی که نخستین اتمهای عنصر 105 در 5 مارچ 1970 به طور قطعی شناسایی شدند، شواهدی ارائه شد که عنصر 105 در گیورسو و همکارانش تلاش کردند یافته های روسها را با روشهای پیچیده تر تصدیق کنند. گروه برکلی، به افتخار دانشمند آلمانی اتو هان (1968-1879) این عنصر را هاهنیم نامیدند و نشانه Ha را به آن دادند. هرچند اعضای هیات منصفه اتحادیه بین المللی شیمی محض و آلی، در سال 1977 پیشنهاد کردند که عنصر 105، به افتخار محل موسسه تحقیقات هسته ای جوینت در روسیه، دابنیم (با نشانه Db) نامیده شود. متاسفانه، نام هاهنیم طبق قوانین نامگذاری عناصر جدید، مورد استفاده قرار نگرفت. هنوز هم بعضی از دانشمندان نام قدیمی هاهنیم را به کار می برند زیرا این نام حدود 25 سال مورد استفاده قرار می گرفته است.
در اکتبر 1971، عنوان شد که دو ایزوتوپ جدید عنصر 105 توس گیورسو و همکارانش در بکرلی و با استفاده از شتاب دهنده خطی یون سنگین ساخته شده اند. عنصر 261105 با بمباران کالیفرنیم 250 با نیتروژن 15 و با بمباران برکلیم 249 با اکسیژن 16 ساخته شد. این ایزوتوپ از خود ذرات آلفای 8.93-MeV ساطع کرده و به لورنسیم 257 با نیمه عمر 1.8 ثانیه تبدیل می شود. عنصر 262105 با بمباران برکلیم 249 با اکسیژن 18 تولید می شود. این عنصر ذرات آلفای 8.45 MeV از خود ساطع می کند و به لورنسیم 258 با نیمه عمرحدود 40 ثانیه تبدیل می شود. در حال حاضر هفت ایزوتوپ عنصر 105 شناسایی شده اند.





عنصر Db در طبیعت


اثرات دوبنیم بر روی سلامتی
دوبنیم آن قدر ناپایدار است که هر مقداری از آن تشکیل شود، به سرعت به عناصر دیگر تبدیل می شود. بنابراین لزومی ندارد که اثرات و خطرات آن را بر روی سلامتی بررسی کنیم.

اثرات زیست محیطی دوبنیم
به علت نیمه عمر بسیارکوتاه دوبنیم (حدود 34 ثانیه)، لزومی ندارد که اثرات آن را بر روی محیط زیست بررسی کنیم.


خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر دوبنیم :
عدد اتمی:105
جرم اتمی:262
حالت استاندارد: جامد
رنگ: سفید نقره ای
نام گروه: فلز واسطه 5
دوره تناوبی :7
شکل الکترونی: Rn7s25f146d 3

شماره سطح انرژی : 7
اولین انرژی : 2
دومین انرژی : 8
سومین انرژی : 18
چهارمین انرژی : 32
پنجمین انرژی : 32
ششمین انرژی : 11
هفتمین انرژی : 2
ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
Db-258 4.2 ثانیه

منابع : بدست بشر ساخته شده است .

نوشته شده توسط: | آخرین ویرایش:- | نظرات() 

تانتالیم

شنبه 2 مرداد 1389  10:52 ب.ظ

نوع مطلب :عناصر گروه پنجم ،

تانتالیم عنصری فلزی بسیار سخت به رنگ خاکستری – نقره ای با ساختار کوبیک می باشد . این عنصر در سال 1802 توسط Anders Ekeberg دانشمند سوئدی کشف گردید . به طور معمول در کانیهای تانتالیت و همواره به همره نیوبیم یافت می شود . به صورت خالص رسانا می باشد .
تانتالیم در سال 1802توسط Ekeberg کشف شد . اما بسیاری از شیمیدانان تصور می کردند که نیوبیم و تانتالیم عناصر مشابهی هستند تا در سال 1844 نشان داده شد که نیوبیک و تانتالیک دو اسید کاملاً متفاوت هستند . دانشمندان به راحتی توانستند فلز ناخالص را تجزیه کنند . برای اولین بار مفتول تانتالیم نسبتاً خالص در سال 1903 تهیه شد . تانتالیم را می توان از کانی کلمبیت – تانتالیت بدست آورد .
کانی تانتالیم در استرالیا ، برزیل ، موزامبیک ، تایلند ، پرتغال ، نیجریه و کانادا یافت می شود . جداسازی تانتالیم از نیوبیم مراحل پیچیده ای دارد .
متدهای مختلفی که برای ساخت تجاری عنصر بکار می رود شامل الکترولیز فلوئوروتانتالات پتاسیم گداخته ، واکنش فلوئوروتانتالات پتاسیم با سدیم و یا واکنش کربید تانتالیم با اکسید آن می باشد . 25 ایزوتوپ برای تانتالیم شناخته شده است . تانتالیم طبیعی تنها 2 ایزوتوپ دارد .
تانتالیم خالص مفتول شدنی است و می تواند به صورت سیم کشیده ای درآید که به عنوان رشته ای برای بخار کردن فلز بکار رود. تانتالیم تقریباً به طور کامل در مقابل واکنش شیمیایی در دمای زیر 150 درجه سانتی گراد مصون نگه داشته می شود و تنها با اسید هیدروفلوئوریک ، حلال های اسیدی شامل یون فلوئورید و تری اکسید سولفور آزاد واکنش می دهد . واکنش های قلیایی به آرامی انجام می گیرند . در دماهای بالاتر تانتالیم واکنش پذیرتر است .
نقطه ذوب این عنصر تنها از تنگستن و رنیم بیشتر است . تانتالیم در ساخت گونه های مختلف آلیاژها با خواص مطلوب مانند نقطه ذوب بالا ، دوام زیاد ، قابلیت مفتول شدن و ... کاربرد دارد . تانتالیم در دماهای بالا گاز زدای خوبی است . اکسید آن پایدار است و خواص دی الکتریکی دارد .
دانشمندان ترکیب گرافیت کربید تانتالیم را تهیه کرده اند که یکی از سخت ترین مواددی است که ساخته شده
است . نقطه ذوب این ترکیب 3738 درجه سانتی گراد است . از تانتالیم برای ساخت خازن های الکترولیتی و کوره های خلاء استفاده می شود . از فلز آن برای ساخت تجهیزات شیمیایی ، راکتورهای هسته ای و هواپیما استفاده می شود . اکسید تانتالیم برای ساخت شیشه با ضریب شکست بالا برای لنز دوربین کاربرد دارد . فلز این عنصر کاربرد های فراوان دیگری دارد .
قیمت تانتالیم 99.9% در سال 1988 در حدود 50 دلار بر اونس بوده است .




ساختار بلوری عنصر Ta


اثرات تانتالیم برروی سلامتی
تنفس، خوردن و یا جذب تانتالیم از راه پوست مضر است و باعث سوزش چشم و پوست می شود. این ماده باعث تحریک غشای مخاطی و مجاری تنفسی می شود.
در مورد اثرات منفی تانتالیم بر روی کارگرانی که در محیطهای صنعتی با تانتالیم سر و کار دارند، تا کنون گزارشی دریافت نشده است. دوز بالای تانتالیم در موشهای صحرایی باعث آسیب مجاری تنفسی شده است. تانتالیم فلزی در تماس با پوست ساکن و بی حرکت است.


اثرات زیست محیطی تانتالیم
بدون داشتن مجوز فانونی اجازه انتشار این ماده در محیط زیست داده نمی شود. برای جلوگیری از آلودگی محیط زیست از انتشار اکسید تانتالیم ممانعت به عمل می آید.




عنصر Ta در طبیعت


خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر تانتالیم :
عدد اتمی : 73
جرم اتمی : 180.9479
نقطه ذوب: C° 3017
نقطه جوش : C° 5458
شعاع اتمی : Å 2.09
ظرفیت : 5
رنگ : خاکستری
حالت استاندارد : جامد
نام گروه : لانتانیدها
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 761
شکل الکترونی : [Xe]6s24f145d3
شعاع یونی : Å 0.64
الکترونگاتیوی : 1.5
حالت اکسیداسیون : 5
دانسیته : 16.650
گرمای فروپاشی: Kj/mol 31.6
گرمای تبخیر : Kj/mol 743
مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.000000135
گرمای ویژه: J/g Ko 0.14
دوره تناوبی : 6

درجه اشتعال : در حالت جامد اشتعال پذیر
شماره سطح انرژی : 6
اولین انرژی : 2
دومین انرژی : 8
سومین انرژی : 18
چهارمین انرژی : 32
پنجمین انرژی : 11
ششمین انرژی : 2
ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
Ta-179 1.8 سال
Ta-180 1.2E15 سال
Ta-181 پایدار
Ta-182 114.43 روز

اشکال دیگر :
هیدرید تانتالیم TaH
دی اکسید تانتالیم TaO2 و پنتا اکسید تانتالیم Ta2O5
تری کلرید تانتالیم TaCl3 و تترا کلرید تانتالیم TaCl4 و پنتا کلرید تانتالیم TaCl5


منابع : کانی تانتالیت
کاربرد : در آلیاژکاری به کار می رود . پنتا اکسید تانتالیم در خازنها ، تغلیظ ، وسایل برش و در لنزهای دوربین برای افزایش قدرت انکسار به کار می رود .


نوشته شده توسط: | آخرین ویرایش:- | نظرات() 

نوبیم

شنبه 2 مرداد 1389  10:51 ب.ظ

نوع مطلب :عناصر گروه پنجم ،

نیوبیم صیقلی ، سفید ، نرم و فلزی رسانا است . و زمانی که در معرض هوا در دمای اتاق قرار می گیرد رنگ مایل به آبی به خود می گیرد و در درجه حرارت بالا اکسید می شود . این عنصر در سال 1801 توسط Charles Hatchet دانشمند انگلیسی کشف گردید .
این فلز اولین بار توسط Blomstrand از واکنش کلرید نیوبیم با هیدروژن اتمسفر توسط گرما تولید شد.
این عنصر در کانی های نیوبیت ، تانتالیت- نیوبیت، پاروکلر و یوزنیت یافت می شود. نهشته ها و معادن بزرگ نیوبیم در کربناتیتها که از اجزا تشکیل دهنده کانی پاروکلر هستند پیدا می شود. ذخایر پهناور نیوبیم در کانادا، برزیل، نیجریه، زئیرو روسیه یافت می شود.
نیوبیم ، نرم و دارای خاصیت مفتول شدن است و این عنصر در دمای 200 درجه در مجاورت هوا اکسید می شود و در درجه حرارت متوسط به عنوان یک عامل حفاظتی عمل می کند.
نیوبیم در جوشکاری های قوسی برای تثبیت درجه فولاد ضدزنگ استفاده می شود. نیوبیم در مقیاس بزرگ برای سیستمهای پیشرفته هوا مثل سیستم Geminiکابرد دارد. این عنصر دارای خصوصیات فوق رسانا می باشد سیمهای ترکیبی نیوبیم – زیرکونیم دارای خاصیت مغناطیسی قوی است که میدان مغناطیسی شدید دارد. کاربرد این نوع از نیوبیم در تولید نیروی الکتریکی قوی است. نیوبیم همچنین در جواهرسازی کاربرد دارد.
هجده نوع ایزوتوپ برای نیوبیم شناخته شده است. این فلز می تواند از تانتالیم توسط روشهای مختلف جداسازی شود.
قیمت فلز نیوبیم با خلوص 99.5 درصد حدود 75 دلار در یک پوند است.





ساختار بلوری عنصر نیوبیوم


اثرات نیوبیم بر روی سلامتی
نیوبیم، به ویژه وقتی استنشاق شود، در ریه و در وهله بعد در استخوانها باقی می ماند. نیوبیم با کلسیم واکنش داده و بهعنوان فعال کننده سیستم آنزیمی عمل می کند. در جانوران آزمایشگاهی، استنشاق 40 میلی گرم در مترمکعب نیترید و/یا پنتاکسید نیوبیم باعث زخم شدن ریه ها می شود.

اثرات زیست محیطی نیوبیم
نیوبیم بر روی محیط زیست اثر منفی ندارد.




عنصر نیوبیوم در طبیعت



خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر نیوبیم :
عدد اتمی: 41
جرم اتمی:92.90638
نقطه ذوب : C° 24.77
نقطه جوش : C° 4744
شعاع اتمی : Å 2.08
ظرفیت: 3و5
رنگ: خاکستری متالیک
حالت استاندارد: جامد
نام گروه:5
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 652.1
شکل الکترونی: Kr]5s14d4]
شعاع یونی : Å 0.69
الکترونگاتیوی: 1.6
حالت اکسیداسیون: 5و3
دانسیته:8.570
گرمای فروپاشی : Kj/mol 26.4
گرمای تبخیر : Kj/mol 696.6
مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.000000144
گرمای ویژه: J/g Ko 0.26

شماره سطح انرژی : 5
اولین انرژی : 2
دومین انرژی : 8
سومین انرژی : 18
چهارمین انرژی : 12
پنجمین انرژی : 1
ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
Nb-90 14.6 ساعت
Nb-91 700.0 سال
Nb-91m 62.0 روز
Nb-92 3.6E7 سال
Nb-92m 10.13 روز
Nb-93 پایدار
Nb-93m 16.1 سال
Nb-94 20000.0 سال
Nb-94m 6.26 دقیقه
Nb-95 34.97 روز
Nb-95m 3.61 روز
Nb-96 23.4 ساعت
Nb-97 1.23 ساعت
Nb-97m 58.1 ثانیه

اشکال دیگر :
هیدرید نیوبیم NbH و دی هیدرید نیوبیم NbH2
اکسید نیوبیم NbO ، دی اکسید نیوبیم NbO2 و پنتا اکسید دی نیوبیم Nb2O5
تری کلرید نیوبیم NbCl3 ، تترا کلرید نیوبیم NbCl4 و پنتا کلرید نیوبیم NbCl5

منابع : کانی کلمبیت
کاربرد : برای تهیه آلیاژهای فولاد ضد زنگ ، راکتورهای اتمی ، جت ، موشک ، ابزار برش ، خط لوله و ریلهای جوش خوردنی مورد استفاده قرار می گیرد .

نوشته شده توسط: | آخرین ویرایش:- | نظرات() 

واتادیم

شنبه 2 مرداد 1389  10:50 ب.ظ

نوع مطلب :عناصر گروه پنجم ،


وانادیم فلزی نرم و چکش خوار به رنگ خاکستری- نقره ای است. این عنصر در سال 1830 توسط Nils Sefstr”m دانشمند سوئدی کشف گردید . وانادیم به صورت غیر ترکیبی در طبیعت یافت نمی شود ولی بطور گسترده ای در سنگهای معدنی یافت می شود.کانی های مهم شامل کارنوتیت، پاترونیت، روسکوئلیت و وانادیت می باشد.این عنصر از نظر خواص مانند کروم است. در دمای معمولی در برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاوم است.وانادیم بادرجه خلوص بالا از طریق احیاء شیمیایی تری کلرید و یا احیاء پنتا اکسید وانادیم توسط کلسیم تولید می شود.
این عنصر اولین بار توسط del Rio در سال 1801 کشف گردید.
وانادیم در داخل 65 کانی مختلف وجود دارد. و کانی های مهمی که این عنصر در آن وجود دارد شامل کارنوتیت ، روزوکولیت، وانادینیت و پاتنرونیت می باشد. وانادیم همچنین در سنگ فسفاته و نهشته های آهنی و نفت خام و کمپلکسهای آلی وجود دارد. و همچنین در شهابسنگهای کوچک نیز وجود دارد . وانادیوم خیلی خالص بسیار نرم است و واندیوم از واکنش تتراکلرید وانادیم با منیزیم و مخلوط سدیم و منیزیم حاصل می شود.
همچنین وانادیم از واکنش کلسیم و پنتا اکسید وانادیوم حاصل می شود.
وانادیم طبیعی مخلوطی از دو ایزوتوپ است. ایزوتوپ وانادیم 50 میزان 0.24% و وانادیم 51 میزان 99.76 درصد را به خود اختصاص داده است. ایزوتوپ وانادیم 50 کمی رادیواکتیو است و نیمه عمر آن 3.9 x 1017 سال است. 9 ایزوتوپ ناپایدار دیگر نیز از این عنصر در طبیعت شناخته شده است.
وانادیم خالص فلزی سفید براق و نرم و شکل پذیر است. دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی مواد قلیایی، اسید سولفوریک، اسید هیپوکلریک و آب نمک است اما این فلز در درجه حرارت 660 درجه به راحتی اکسید می شود. ساختار این فلز مقاوم دارای شکافت نوترونی پایین و دارای کاربرد مفید در استفاده های هسته ای می باشد.
وانادیم عنصری ضد زنگ است بنابراین برای مصارف ضد زنگ به کار می رود. این عنصر به علت پایداری کاربید در ساخت فولاد به کار می رود. حدود 80 درصد از وانادیم برا ی تولید فرووانادیم کابرد دارد. ورقه های نازک واندیم برای پوشش اتصالات تیتانیم با فولاد کاربرد دارد. پنتا اکسید وانادیم در سرامیکها کاربرد دارد و همچنین این ترکیب دارای خاصیت کاتلیزور نیز می باشد. این عنصر همچنین برای ساخت آهنرباهای ابررسانا با شدت میدان مغناطیسی 175000 کاربرد دارد.
وانادیم و ترکیبات آن بسیار سمی هستند و در موقع استفاده باید دقت لازم را به عمل آورد. حداکثر غلظت مجاز پنتا اکسید وانادیم 0.05 گرم است.
وانادیم انعطاف پذیر برای استفاده تجاری کاربرد دارد. فلز وانادیم با خلوص 95 درصد قیمت آن حدود 20 دلار در یک پوند است. وانادیم باخلوص 99.9 درصد 100 دلار در اونس قیمت دارد.



ساختار بلوری عنصر وانادیم


اثرات وانادیم برسلامتی انسان
وانادیم از طریق مواد غذایی مانند، گندم سیاه، سویا، روغن زیتون، روغن آفتابگردان، سیب و تخم مرغ وارد بدن انسان میشود.
اگر مقدار وانادیم دریافتی توسط انسان زیاد باشد، وانادیم بر بدن انسان اثرات زیادی دارد. اگر فرد از طریق هوا مقداری وانادیم تنفس کند، به بیماریهایی از قبیل برونشیت و ذات الریه مبتلا میشود.
شدیدترین تاثیر وانادیم بر بدن انسان تحریک ششها، گلو، چشها و حفرات بینی میشود.
سایر اثرات وانادیم عبارت است از:
بیماریهای قلبی و عروقی
تورم معده و روده
آسیب به سیستم عصبی
خونریزی کبد و کلیه
خارش پوست
تب و لرز شدید و فلج
خونریزی بینی و گلودرد
ضعف
کسالت و سردرد
سرگیجه
تغییر رفتار
تاثیر وانادیم و خطرات ناشی از آن بر بدن انسان به حالت اکسیداسیونی وانادیم بستگی دارد. عنصر شیمیایی وانادیم اکسید شده و طی جوشیدن به پنتوکسید وانادیم تبدیل میشود. پنتوکسید وانادیم در مقایسه با وانادیم عنصری به شدت سمی است. علائم مزمنی که غبار و بخار پنتوکسید وانادیم ایجاد میکند، شامل تحریکات شدید چشمی، پوست، مشکلات در بخشهای فوقانی دستگاه تنفس، تورم نای و ریه ها، آماس ریوی و سمی شدن بدن است. علائم مصرف زیاده از حد وانادیم، عبارت هستند از ورم ملتحمه، ورم گلو، سرفه، تنفس شدید، تشدید ضربان قلب، تغییر در ششها، برونشیت مزمن، پریدگی رنگ پوست، سبزشدن رنگ زبان و خارش پوستی.

تاثیرات زیست محیطی وانادیم
وانادیم در جلبکها، گیاهان، بیمهرگان، ماهیها و بسیاری از گونه ها یافت میشود. در صدف دوکفه ای و خرچنگها نیز وانادیم به صورت bioaccumulates وجود دارد. Bioaccumulates یعنی غلظت ماده مورد نظر در بدن موجود زنده 105 تا 106 برابر بیشتر از غلظت همان ماده در آب دریا باشد.
وانادیم از ترشح آنزیم بسیاری از جانوران جلوگیری به عمل می آورد. همچنین وانادیم برسیتم عصبی تاثیر میگذارد. وانادیم ناهنجاریهای تنفسی، فلج را سبب شده و اثرات منفی بر کبد و کلیه ها میگذارد.
تستهای آزمایشگاهی جانوران نشان داده است که وانادیم بر دستگاه تولید مثل جانوران نر اثر گذاشته و در جنین جانوران جمع میشود.
وانادیم باعث تحریک DNA میشود، اما عامل سرطان در جانوران نیست.



عنصر وانادیم در طبیعت


خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر وانادیم :
عدد اتمی: 23
جرم اتمی: 50.9419
نقطه ذوب: C°1902
نقطه جوش : C°3409
شعاع اتمی : Å 1.92
ظرفیت: 3 ، 5
رنگ: خاکستری نقره ای
حالت استاندارد: جامد
نام گروه: 5
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 6.74
شکل الکترونی: 1s22s2p63s23 p63d34s2
شعاع یونی: Å 0.59
الکترونگاتیوی:1.63
حالت اکسیداسیون:5,3
دانسیته: 6.11
گرمای فروپاشی: Kj/mol 20.9
گرمای تبخیر : Kj/mol 452
مقاومت الکتریکی: Ohm m 0.000000204
گرمای ویژه: J/g Ko 0.45
دوره تناوبی:4

درجه اشتعال : در حالت جامد غیر قابل اشتعال
شماره سطح انرژی : 4
اولین انرژی : 2
دومین انرژی : 8
سومین انرژی : 11
چهارمین انرژی : 2
ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
V-48 15.98 روز
V-49 337.0 روز
V-50 1.4 سال
V-51 پایدار
V-52 3.76 دقیقه

اشکال دیگر :
پنتا اکسید دی وانادیم V2O5 ، دی اکسید وانادیم VO2 ، تری اکسید دی وانادیم V2O3 و اکسید وانادیم VO
دی هیدرید وانادیم VH2 ، هیدرید وانادیم VH
تترا کلرید وانادیم VCl4 ، تری کلرید وانادیم VCl3 و دی کلرید وانادیم VCl2

منابع : کانیهای پاترونیت و وانادینیت
کاربرد : مخلوط آن با فلزات دیگرآلیاژهای مقاوم و پایدار تولید می کند . در ابزار ساختمانی ، موتور جت و فنر از آن استفاده می شود . از پنتا اکسید وانادیم در رنگ کردن و ماده ثبوت عکس به کار می رود . همچنین عامل کاتالیزور است .

روش شناسایی:

ICP:Inductively Coupled Plasma Spectrography
XRF:X-Ray Fluorescence Spectrometry
ES:Emission Spectrography
NA:Neutron Activation Analysis
COL: Colorimetry
AA:Flame Atomic Absorption Spectrometry
POL:Polarography

نوشته شده توسط: | آخرین ویرایش:- | نظرات()