شيمي معدني (جدول تناوبي)

[فلفل نمك]

در اين تاپيك در مورد جدول تناوبي و عناصر مربوط به آن صحبت

خواهد شد

لطفا از ارسال تاپيك نظر و تشكر در اين بخش خودداري فرماييد

[فلفل نمك]

اما اول از همه جدول تناوبی:
جدول تناوبی عناصر شیمیایی نمایشی از عناصر شیمیایی است که براساس ساختار الکترونی مرتب شده است، بطوریکه بسیاری از خواص شیمیایی بصورت منظم در طول جدول تغییر نماید. جدول اولیه بدون اطلاع از ساختار داخلی اتمها ساخته شد: اگر عناصر را بر حسب جرم اتمی آنها مرتب نمائیم، و آنگاه نمودار خواص معین دیگر آنها را بر حسب جرم اتمی رسم نمائیم، میتوان نوسان یا تناوب این خواص را بصورت تابعی از جرم اتمی مشاهده نمود. اولین کسی که توانست این نظم را مشاهده نماید، یک شیمیدان آلمانی به نام Johann Wolfgang D?einer بود. او متوجه تعدادی تثلیث از عناصر مشابه شد:
نمونه تثلیث ها
عنصر جرم اتمی چگالی ------ عنصر جرم اتمی چگالی
Cl 35.5 1.56 g/L ------ Ca 40.1 1.55 g/cm3
Br 79.9 3.12 g/L ------ Sr 87.6 2.6 g/cm3
I 126.9 4.95 g/L ------ Ba 137 3.5 g/cm3

و به دنبال او، شیمیدان انگلیسی John Alexander Reina Newlands متوجه گردید که عناصر از نوع مشابه در فاصله‌های هشت تایی یافت می شوند، که آنها را با نت‌های هشتگانه موسیقی شبیه نمود، هرچند که قانون نت‌های او مورد تمسخر معاصرین او قرار گرفت. سرانجام شیمیدان آلمانی Lothar Meyer و شیمیدان روسی Dmitry Ivanovich Mendeleev تقریبا بطور همزمان اولین جدول تناوبی را، با مرتب نمودن عناصر بر حسب جرمشان، توسعه دادند( ولی مندلیف تعداد کمی از عناصر را خارج از ترتیب صریح جرمی، برای تطابق بهتر با خواص همسایگانشان رسم نمود – این کار بعدها با کشف ساختار الکترونی عناصر در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم توجیه گردید). فهرست عناصر بر اساس نام، علامت اختصاری و عدد اتمی موجود میباشد. شکل زیر جدول تناوبی عناصر شناخته شده را نمایش میدهد. هر عنصر با عدد اتمی و علامتهای شیمیایی. عناصر در یک ستون ("گروه") از لحاظ شیمیایی مشابه می باشند.

این عکس کوچک شده است برای مشاهده ی سایز اصلی کلیک کنید

کد رنگ برای اعداد اتمی:

عناصر شماره گذاری شده با رنگ آبی ، در دمای اتاق مایع هستند؛
عناصر شماره گذاری شده با رنگ سبز ، در دمای اتاق بصورت گاز می باشند؛
عناصر شماره گذاری شده با رنگ سیاه، در دمای اتاق جامد هستند.
عناصر شماره گذاری شده با رنگ قرمز ترکیبی بوده و بطور طبیعی یافت نمی شوند(همه در دمای اتاق جامد هستند.)
عناصر شماره گذاری شده با رنگ خاکستری ، هنوز کشف نشده‌اند (و بصورت کم رنگ نشان داده شده‌اند تا گروه شیمیایی را که در آن قرار می گیرند، مشخص نماید.(

و می توانید دراین کلید واژه جدول برای تشدید مغناطیسی را بیابید.

تعداد لایه الکترون در یک اتم تعیین کننده ردیفی است که در آن قرار می گیرد. هر لایه به زیرلایه های متفاوتی تقسیم میشود، که هر اندازه عدد اتمی افزایش می یابد، این لایه ها به ترتیب زیر:

1s
2s 2p
3s 3p
4s 3d 4p
5s 4d 5p
6s 4f 5d 6p
7s 5f 6d 7p
8s 5g 6f 7d 8p
...

براساس ساختار جدول پر میشوند. از آنجائیکه الکترونهای خارجی ترین لایه، خواص شیمیایی را تعیین مینمایند، این لایه ها در میان گروهای یکسان مشابه اند.عناصر همجوار با یکدیگر در یک گروه، علیرغم اختلاف مهم در جرم، دارای خواص فیزیکی مشابه میباشند. عناصر همجوار با یکدیگر در یک ردیف دارای جرم های مشابه ولی خواص متفاوت میباشند.

برای مثال، عناصر بسیار نزدیک به نیتروژن (N) در ردیف دوم کربن(C) و اکسیژن(O) میباشند. علیرغم تشابه آنها در جرم ( که بصورت ناچیزی در واحد جرم اتمی تفاوت دارند)، دارای خواص بینهایت متفاوتی هستند، همانطور که با بررسی فرمهای دیگر میتوان ملاحظه نمود: اکسیژن دو اتمی یک کاز است که سوختن را تشدید می نماید، نیتروژن دو اتمی یک گاز است که سوختن را تشدید نمی کند، و کربن یک جامد است که میتواند سوزانده شود( بله، میتوان الماس را سوزاند!).

در مقایسه، عناصر بسیار نزدیک به کلر (Cl) در گروه یکی مانده به آخر در جدول «هالوژن‌ها) فلوئور( F) و برم( Br) میباشند. علیرغم تفاوت فاحش جرم آنها در گروه، فرمهای دیگر آنها دارای خواص بسیار مشابه میباشند: آنها بسیار خورنده ( بدین معنی که تمایل خوبی برای ترکیب با فلزات، برای تشکیل نمک هالاید فلز)؛ کلر و فلوئور گاز هستند، درحالیکه برم یک مایع با تبخیر بسیار کم میباشد؛ کلر و برم بسیار رنگی هستند.

[فلفل نمك]

هیدروژن



خصوصیات قابل توجه
هیدروژن سبک ترین عنصر شیمیایی بوده با معمول ترین ایزوتوپ آن که شامل تنها یک پروتون و الکترون است. در شرایط فشار و دمای استاندارد هیدروژن یک گاز،H2، دو اتمی با نقطه جوش 20.27° K و نقطه ذوب 14.02° K را میسازد. در صورتیکه این گاز تحت فشار فوق العاده بالایی، مانند شرایطی که در مرکز غولهای گازی وجود دارد، قرار گیرد مولکولها ماهیت خود را از دست داده و هیدروژن بصورت فلزی مایع در می آید. (رجوع شود به هیدروژن فلزی). اما در فشار های بسیار پایین مانند شرایطی که در فضا یافت می شود، به این علت که هیچ راهی برای ترکیب اتمهایش وجود ندارد، هیدروژن تمایل دارد تا بصورت اتم های مجزا در آمده؛ابرهای H2 (هیدروژنی) تشکیل می شود که به شکل گیری ستارگان نیز مرتبط می باشد.

این عنصر نقش بسیار حیاتی در تامین انرژی جهان از طریق واکنش پروتون-پروتون و چرخه کربن-نیتروژن به عهده دارد(اینها فرآیندهای هم جوشی هستهای هستند که با ترکیب دو اتم هیدروژن به یک اتم هلیم، مقدار بسیار عظیمی از انرژی آزاد می کنند.)


کاربردها
به مقدار بسیار زیادی هیدروژن در فرآیند هابر (Haber Process) صنعت نیاز می باشد، مقدار قابل توجهی در برای تولید آمونیاک، هیدروژنه کردن چربیها و روغنها، و تولید متانول. سایر مواردی که نیازمند هیدروژن است عبارتند از:


هیدرودیلکیلاسیون (hydrodealkylation)، هیدرودیسولفوریزاسیون (hydrodesulfurization) و هیدروکرکینک (hydrocracking)
تولید اسید هیدروکلریک،جوشکاری،سوختها ی موشک و احیاء سنگ معدن فلزی
هیدروژن مایع در تحقیقات سرما شناسی مانند مطالعات ابررسانایی بکار می رود.
تریتیوم که در رآکتورهای اتمی تولید می شود در ساخت بمبهای هیدروژنی مورد استفاده قرار می گیرد.
هیدروژن چهارده و نیم بار از هوا سبکتر است و سابقا بعنوان عامل بالا برنده در بالونها و کشتیهای هوایی مورد استفاده قرار می گرفت تا وقتیکه فاجعه هیندنبرگ ثابت کرد که استفاده از این گاز برای این منظور بسیار خطرناک است.
دوتریوم بعنوان یک کند کننده جهت کاهش حرکت نوترونها در فعالیت های هسته ای مورد استفاده قرار می گیرد، و ترکیبات دوتریوم در شیمی و زیست شناسی در مطالعاتتاثیرات ایزوتوپ، مورد استفاده وافع می شوند.
تریتیوم که یک ایزوتوپ طبقه بندی شده در علوم زیست شناسی است که بعنوان یک منبع تشعشع در رنگهای نورانی کاربرد دارد.

هیدروژن می تواند در موتورهای درون سوز سوخته شود و در برهه کوتاهی اتومبیلهایی با سوخت هیدروژنی توسط شرکت Chrysler-BMW تولید شدند. پیل های سوختی هیدروژنی، بعنوان راه کاری برای تولید توان بالقوه ارزان و بدون آلودگی، مورد توجه قرار گرفته است.



تاریخچه
هیدروژن «فرانسه به معنی سازنده آب و واژه یونانی hudôr یعنی "آب" و gennen یعنی "تولید کننده") برای اولین بار در سال 1776 بوسیله هنری کاوندیش بعنوان یک ماده مستقل شناخته شده، آنتونی لاوازیه نام هیدروژن را برای این عنصر انتخاب کرد.

پیدایش
هیدروژن فراوانترین عنصر در جهان است بطوریکه 75% جرم مواد طبیعی از این عنصر ساخته شده و بیش از 90% اتمهای تشکیل دهنده آنها اتم های هیدروژن است.

این عنصر به مقدار زیاد و به وفور در ستارگان و سیارات غولهای گازی یافت می شود. به نسبت فراوانی زیاد آن در جاهای دیگر، هیدروژن در اتمسفر زمین بسیار رقیق است(1 ppm برحسب حجم). متعارف ترین منبع برای این عنصر در زمین آب است که از دو قسمت هیدروژن و یک قسمت اکسیژن (H2O) ساخته شده است.

منابع دیگر عبارتند از بیشترین اشکال مواد آلی که در اندام تمام موجودات زنده شناخته شده وجود دارند، زغال،سوخت فسیلی و گاز طبیعی. متان ( CH4)، که یکی از محصولات فرعی فساد ترکیبات آلی است که اهمیت منابع آن رو به افزایش است.

هیدروژن از چندین راه مختلف بدست می آید، عبور بخار از روی کربن داغ، تجزیه هیدروکربن بوسیله حرارت، واکنش هیدروکسید سدیم یا پتاسیم بر آلومینیوم، الکترولیز آب یا از جابجائی آن در اسیدها توسط فلزات خاص.

هیدروژن تجاری در حجمهای زیاد معمولا بوسیله تجزیه گاز طبیعی تولید می شود.

ترکیبات
هیدروژن سبک ترین گازها با اکثر عناصر ترکیب شده و ترکیبات مختلف را بوجود می آورد. هیدروژن دارای عدد اکترونگاتیویته 2.2 است پس هیدروژن هنگامی ترکیبات را می سازد که عناصر غیر فلزی تر و عناصر فلزی تری وجود داشته باشند. در این حالت(غیر فلزی) تشکیل دهنده ها هیدریدها نامیده می شوند، که هیدروژن یا بصورت یونهای H- یا بصورت حل شده در عنصر دیگر وجود خواهد داشت (مانند هیدرید پالادیوم). در حالت دوم (ترکیب با فلز) هیدروژن تمایل برای تشکیل پیوند کووالانسی دارد، چون یونهای H+ بصورت یک اتم عریان فاقد الکترون در می آیند بنابراین تمایل شدیدی به جذب الکترونها به سمت خود داردند. هر دوی اینها تولید اسید می کنند. لذا حتی در یک محلول اسیدی می توان یونهایی مثل H3O+ را دید که گویی پروتونها به جایی محکم به چیزی چسبیده اند.

هیدروژن با اکسیژن ترکیب شده و تولید آب می کند، H2O، که در این واکنش مقدار زیادی انرژی را بصورتی آزاد می کند که، باعث انفجار در هوا میگردد. به اکسید دوتریوم یا D2O، که معمولا آب سنگین گفته می شود. همچنین هیدروژن با کربن یک سری ترکیبات گستردهای را بوجود می آورد. بخاطر ارتباط این ترکیبات با چیزهای زنده، این ترکیبات را ترکیبات آلی می نامند، و به مطالعه خصوصیات این ترکیبات شیمی آلی گفته می شود.

حالتها
در شرایط عادی گاز هیدروژن ترکیبی از دو نوع متمایز مولکول است که با هم از نظر جهت چرخش الکترونها و هسته تفاوت دارند. این دو شکل به نام ارتو- و پارا- هیدروژن معروفند. (این مورد با ایزوتوپها فرق می کند به پاراگراف بعد توجه کنید.) در شرایط استاندارد هیدروژن معمولی ترکیبی از 25% شکل پاراو 75% شکل ارتو است. شکل ارتو را نمی توان بصورت حالت خالص آن تهیه کرد. این دو مدل هیدروژن از نظر انرژی با هم متفاوتند که این مسئله موجب می گردد، تا خصوصیات فیزیکی آنها کمی متفاوت باشد. مثلا نقطه ذوب و جوش پاراهیدروژن تقریبا 0.1 K ° پائین تر از ارتوهیدروژن است. (به اصطلاح شکل عادی.)

ایزوتوپها
پروتیوم ، معمولی ترین ایزوتوپ هیدروژن فاقد نوترون است گرچه دو ایزوتوپ دیگر به نام دوتریوم دارای یک نوترون و تریتیوم رادیو اکتیویته دارای دو نوترون، وجود دارند. دو ایزوتوپ پایدار هیدروژن پروتیوم(H-1) و دیتریوم(D ، H-2) می باشند. دیتریوم شامل 0.0184-0.0082% درصد کل هیدروژن است «IUPAC)؛ نسبتهای دیتریوم به پروتیوم با توجه به استاندارد مرجع آب VSMOW اعلام میگردد. تریتیوم(T یا H-3)، یک ایزوتوپ رادیواکتیو دارای یک پرتون و دو نوترون می باشد. هیدروژن تنها عنصری است که ایزوتوپ های آن اسمی مختلفی دارند.

هشدارها
هیدروژن گازی است با قدرت اشتعال فوق العاده زیاد. این گاز همچنین به شدت با کلر و فلوئور واکنش نشان می هد. D2O، یا آب سنگین برای بسیاری از گونه های سمی است. اما مقدار قابل توجهی از آن برای کشتن انسان لازم است.


نام, شماره , علامت اختصاری H, 1 ,Hydrogen
گروه شیمیایی غیر فلزات
گروه, تناوب, بلوک s, 1, IA
جرم حجمی, سختی 0.0899 kg/m3, ندارد
رنگ بی رنگ
خواص اتمی
وزن اتمی 1.00794 amu
شعاع اتمی (calc) 25 (53) pm
شعاع کووالانسی 37 pm
شعاع وندروالس 120 pm
ساختار الکترونی 1s1
-e بازای هر سطح انرژی 1
درجه اکسیداسیون «اکسید) 1، «آمفوتریک)
ساختار کریستالی شش گوشه
خواص فیزیکی
حالت ماده گاز
نقطه ذوب 14.025 K ° و (434- F ° )
نقطه جوش 20.268 K ° و (423- F ° )
حجم مولی 11.42 نماد مهندسی|ש»10-3 ««متر مکعب بر مول|m3/mol
گرمای تبخیر 0.44936 kJ/mol
گرمای هم جوشی 0.05868 kJ/mol
فشار بخار 209 Pa در 23 K
سرعت صوت 1270 m/s در 298.15 K
متفرقه
الکترونگاتیویته 2.2 «درجه پاولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 14304 «J/«kg*K
رسانائی الکتریکی I__106/m اهم
رسانایی گرمایی 0.1815 «W/«m*k
پتانسیل یونیزاسیون 1312 kJ/mo

[فلفل نمك]

لیتیم

تاریخچــــــــــــه
لیتیم را (واژه یونانی lithos به معنی سنگ) ، "Johann Arfvedson" در سال 1817 کشف کرد. "Arfvedson" این عنصر جدید را هنگامیکه در سوئد مشغول تجزیه و تحلیل بود، با مواد معدنی اسپادومین و لپدولیت دریک کانی پتالیت کشف نمود. "Christian Gmelin" در سال 1818 ، اولین کسی بود که شاهد قرمزرنگ شدن نمک لیتیم در شعله آتش بود. اما هر دوی این افراد ، در جداسازی این عنصر از نمکش ناکام ماندند.

این عنصر را برای اولین بار "W.T. Brande" و "Humphrey Davy" با استفاده از الکترولیز اکسید لیتیم جدا کردند. تولید تجاری فلز لیتیم در سال 1923 بوسیله شرکت آلمانی Metallgesellschaft AG و با استفاده از الکترولیز کلرید لیتیم و کلرید پتاسیم مذاب محقق گشت. ظاهرا" نام لیتیم به این علت انتخاب شد که این عنصر در یک ماده معدنی کشف شد، در حالیکه سایر فلزات قلیایی اولین بار در بافتهای گیاهی دیده شده‌اند.

اطلاعات کلی
لیتیم ، عنصر شیمیایی است، با نشان Li و عدد اتمی 3 که در جدول تناوبی به همراه فلزات قلیایی در گروه 1 قرار دارد. این عنصر در حالت خالص ، فلزی نرم و به رنگ سفید خاکستری می‌باشد که به‌سرعت در معرض آب و هوا اکسید شده ، کدر می‌گردد. لیتیم ، سبک‌ترین عنصر جامد بوده ، عمدتا" در آلیاژهای انتقال حرارت ، در باطری‌ها بکار رفته ، در بعضی از تثبیت‌کننده‌های حالت mood stabilizers مورد استفاده قرار می‌گیرد.

خصوصیات قابل توجه
لیتیم ، سبکترین فلزات و دارای چگالی به اندازه نصف چگالی آب است. این عنصر همانند همه فلزات قلیایی به‌راحتی در آب واکنش داده ، به سبب فعالیتش هرگز در طبیعت بصورت آزاد یافت نمی‌شود. با این وجود ، هنوز هم واکنش‌پذیری آن از سدیم کمتر است. وقتی لیتیم روی شعله قرار گیرد، رنگ زرشکی جالبی تولید می‌کند، اما اگر به شدت بسوزد، شعله‌هایی سفید درخشان ایجاد می‌کند. هنچنین لیتیم ، عنصری تک‌ظرفیتی است.

کاربردهــــــــا
لیتیم ، به‌علت گرمای ویژه‌ اش ( بالاتر از تمامی جامدات) در انتقال حرارت مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌علت خاصیت electrochemical ، ماده مهمی در آند باطریها محسوب می‌شود. سایر کاربردها:



نمکهای لیتیم ، مثل کربنات لیتیم ( Li2CO3 ) و سیترات لیتیم ، تثبیت‌کننده‌های حالت هستند که در درمان بیماریهای متضاد نقش دارند.


لیتیم کلرید و لیتیم برمید ، به‌شدت رطوبت را جذب می‌کنند، لذا در خشک کننده‌ها به‌کرات کاربرد دارند.


استارات لیتیم ، یک ماده لیز کننده کلی در دمای بالا و برای تمامی مقاصد به شمار می‌رود.


لیتیم ، عاملی آلیاژ ساز است که در تولید ترکیبات آلی مورد استفاده قرار گرفته ، نیز دارای کاربردهای اتمی می‌باشد.


گاهی اوقات از لیتیم در ساخت شیشه و سرامیک استفاده می‌گردد، مانند شیشه‌های 200 اینچی تلســـــکوپ در Mt. Palomat.


در فضاپیماها و زیردریائی ، برای خارج کردن دی‌اکسید کربن ازهوا از هیدروکسید لیتیم استفاده می‌شود.


از آلیاژ این فلز با آلومینیوم ، کادمیم ، مس و منگنز در ساخت قطعات هواپیماهای بلند پرواز استفاده می‌گردد.
پیدایـــــــــش
لیتیم بسیار پراکنده است، اما به‌علت واکنش‌پذیری زیادی که دارد، در طبیعت بصورت آزاد وجود ندارد و همیشه بصورت ترکیب با یک یا چند عنصر یا ترکیب دیگر دیده می‌شود. این فلز بخش کوچکی از کلیه سنگهای آذرین را تشکیل داده ، نیز در بسیاری از شورابهای طبیعی وجود دارد.
تولید لیتیم از پایان جنگ جهانی دوم به‌شدت افزایش یافت. این فلز در سنگهای آذرین از سایر عناصر جدا می‌شود و از آب چشمه‌های معدنی هم بدست می‌آید. لپدولیت ، اسپادومین ، پتالیت و امبلی گونیت ، مهمترین مواد معدنی حاوی لیتیم هستند.
در آمریکا ، لیتیم را از شورابهای واقع در Searles Lake خشکیده در کالیفرنیا ، مناطقی از Nevada و نقاط دیگر بازیافت می‌کنند. این فلز که همانند سدیم ، پتاسیم و سایر اعضاء گروه فلزات قلیایی ، ظاهری سیمگون دارد، با روش الکترولیز از یک مخلوط لیتیم و کلرید پتاسیم گداخته تولید می‌شود. قیمت هر پوند لیتیم در سال 1997 ، 300 دلار آمریکا بود. جداسازی آن بصورت زیر است:


کاتد: *Li+* + e → Li
آند: -Cl-* → 1/2 Cl2 (gas) + e

ایزوتوپهـــــــــا
لیتیم ، بطور طبیعی متشکل از 2 ایزوتوپ پایدار Li-7 و Li-6 است که Li-7 فراوان‌تر است ( وفور طبیعی 5/92%). 6 رادیوایزوتوپ هم برای آن وجود دارد که پایدارترین آنها ، Li-8 با نیمه عمر 838 هزارم ثانیه و Li-9 با نیمه عمــــــــــــــــر 3/178 هزارم ثانیه می‌باشد. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو ، نیمه عمرهایی کمتر از 8,5 هزارم ثانیه داشته یا ناشناخته‌اند.

ایزوتوپهای لیتیم طی یک سری فرآیندهای طبیعی مختلف از جمله تشکیل مواد معدنی ( رسوب شیمیایی) ، متابولیسم ،(جابجائی یونی ،(در برخی از خاکهای معدنی که Li-6 به Li-7 ترجیح داده شده است در مکانهای octahedral ، لیتیم جایگزین منیزیم و آهن می‌شود) ، hyperfiltration و دگرگونی صخره‌ها ، بطور اساسی شکسته می‌شوند.

هشدارهــــــــا
لیتیم همانند فلزات قلیایی دیگر در حالت خالص ، شدیدا" آتش زا و در معرض هوا و مخصوصا" آب تا حدی انفجاری است. این فلز همچنین خورنده بوده ، لذا باید توجه خاص داشت و از تماس آن با پوست بدن اجتناب کرد. در صورت ذخیره ، باید آنرا در هیدروکربن مایع قابل اشتعالی مانند نفت نگهداری نمود. لیتیم ، هیچگونه نقش بیولوژیکی نداشته ، تا حدی سمی محسوب می‌شود.
وزن اتمی 6.941 amu
شعاع اتمی (calc.) 145 «167» pm
شعاع کووالانسی 134 pm
شعاع وندروالس 182 pm
ساختار الکترونی He]2s1]
-e بازای هر سطح انرژی 2, 1
درجه اکسیداسیون (اکسید) 1 ( بازقوی )
ساختار کریستالی بدنه مکعب مرکزی
خواص فیزیکی
حالت ماده جامد غیر مغناطیسی)
نقطه ذوب 453.69 K (356.97 °F)
نقطه جوش 1615 K (2448 °F)
حجم مولی 13.02 ש»10-6 ««متر مکعب بر مول
گرمای تبخیر 145.92 kJ/mol
گرمای هم‌جوشی 3 kJ/mol
فشار بخار 1.63 E-8 Pa (453.7K)
سرعت صوت 6000 m/s (293.15K)
متفرقه
الکترونگاتیویته 0.98 (درجه پاولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 3582 J/kg*k
رسانائی الکتریکی 10.8 106/m اهم
رسانائی گرمایی 84.7 W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون 520.2 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 7298.1 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون 11815.0 kJ/mol

[فلفل نمك]

سدیم


اطلاعات اولیه
سدیم ، یک عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Na و عدد اتمی آن 11 می‌باشد. سدیم ، یک فلز واکنش دهنده نرم و مومی‌شکل است که به گروه فلزات قلیایی که از نظر ترکیبات طبیعی فراوان هستند (خصوصا و هالیدها) تعلق دارد. این عنصر بسیار واکنش دهنده است و با شعله زرد رنگی می‌سوزد. در هوا ، اکسید می‌شود و به‌شدت با آب واکنش می‌دهد. از این رو باید همیشه در زیر نفت یا روغن نگهداری شود.

تاریخچه
مدت زمان زیادی است که سدیم (soda) بصورت ترکیبی شناخته شده است. این عنصر در سال 1807 توسط "Sir Humphry Davy" از طریق عمل الکترولیز هیدروکسید سدیم جدا شد. در اروپای قرون وسطی ، ترکیبی از سدیم با نام لاتین Sodanum برای تسکین سردرد استفاده می‌شد. نماد جدید سدیم Na از لاتین جدید Natrium که در زبان یونانی که نوعی نمک طبیعی است می آید گرفته شده است.

پیدایش
سدیم در ستارگان فراوان است و این فراوانی در خطوط طیفی D در نور ستارگان مشهودتر می‌باشد. سدیم حدودا 2.6% از پوسته زمین را به خود اختصاص داده است که چهارمین عنصر از نظر فراوانی در پوسته زمین و فروانترین فلز قلیایی می‌باشد. این عنصر هم‌اکنون به‌صورت اقتصادی از عمل الکترولیز کلرید سدیم تولید می‌شود. این روش ارزان‌تر از روش الکترولیز هیدرواکسید سدیم است. قیمت هر پوند سدیم فلزی حدودا 15 تا 20 سنت (در سال 1997) می‌باشد. ولی هر پوند سدیم ACS آزمایشگاهی ، حدودا 35 دلار قیمت دارد که از نظر حجمی ارزان‌ترین فلز است.

خصوصیات قابل توجه
سدیم مانند دیگر فلزات قلیایی ، نرم ، سبک وزن ، سفید مایل به نقره‌ای و واکنش دهنده است و از این جهت هرگز به‌صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود. سدیم در آب غوطه‌ور شده ، آن را تجزیه کرده ، هیدروژن آزاد می‌کند و هیدرواکسید می‌سازد. سدیم در آب فورا آتش می‌گیرد، ولی در هوای معمولی در دمای زیر 388 کلوین آتش نمی‌گیرد.

کاربردها
سدیم در حالت فلزی ، عنصر لازم برای ساختن استر ها و ترکیبات آلی می‌باشد.
این عنصر قلیایی بوجود آورنده کلرید سدیم NaCl است که برای زندگی حیاتی است نیز می‌باشد.
استفاده در برخی از آلیاژها برای بهبودی ساختارشان
استفاده در ساخت صابون و ترکیبش با اسیدهای چرب
NaK ، آلیاژسدیم و پتاسیم ، یک ماده مهم منتقل کننده حرارت است.
ترکیبات
نمک طعام یا کلرید سدیم ، معمول‌ترین ترکیب سدیم است. اما سدیم در کانی‌های بسیار دیگری از قبیل آمفیبول ، کریولیت ، هالیت ، soda niter ، زئولیت و ... بوجود می‌آید. ترکیبات سدیم برای صنایع شمیایی شیشه‌سازی فلزی ساخت کاغذ صنعت نفت ، ساخت صابون و نساجی کاربرد دارد. صابون معمولا یک نمک سدیم از اسیدهای چرب است.

ترکیبات سدیم که برای صنایع گوناگون بسیار مهمند، عبارتند از: (NaCl , soda ash (Na2CO3) , baking soda NaHCO3) , caustic soda (NaOH) , Chile saltpeter (NaNO3), di- and tri-sodium phosphates , sodium thiosulfate (hypo , Na2S2O3 * 5H2O) , and borax (Na2B4O7 * 10H2O).

ایزوتوپها
برای این عنصر 13 ایزوتوپ شناسایی شده است که تنها ایزوتوپ پایدار آن Na-23 می‌باشد. سدیم همچنین دو ایزوتوپ رادیو اکتیو نیز دارد که عبارتند از: Na22 با نیم عمر 2.605 سال و Na24 با نیمه عمر 15 ساعت.

هشدارها
سدیم در حالت پودر در آب خاصیت انفجاری خواهد داشت و با عناصر دیگر به‌راحتی تجزیه و ترکیب می‌شود. همیشه باید با ان عنصر با مراقبت کامل کار کرد
وزن اتمی 22.989770 amu
شعاع اتمی (calc.) 180 (190)pm
شعاع کووالانسی 154 pm
شعاع وندروالس 227 pm
ساختار الکترونی [Ne]3s1
e- بازای هر سطح انرژی 2, 8, 1
درجه اکسیداسیون (اکسید) 1 (باز قوی)
ساختار کریستالی مکعبی body centered
خواص فیزیکی
حالت ماده جامد (مغناطیسی)
نقطه ذوب 370.87 K (207.9 °F)
نقطه جوش 1156 K (1621 °F)
حجم مولی 23.78 scientific notation|ש10-6 m3/mol
گرمای تبخیر 96.96 kJ/mol
گرمای هم جوشی 2.598 kJ/mol
فشار بخار 1.43ױ0-5پاسگال «unit» at 1234 K
سرعت صوت 3200 m/s at 293.15 K
متفرقه
الکترونگاتیویته 0.93 (درجه پاولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 1230 J/kg*K
رسانائی الکتریکی 21 106/m اهم
رسانایی گرمایی 141 W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون 495.8 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 4562 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون 6910.3 kJ/mol
4th پتانسیل یونیزاسیون 9543 kJ/mol
5th پتانسیل یونیزاسیون 13354 kJ/mol
6th پتانسیل یونیزاسیون 16613 kJ/mol
7th پتانسیل یونیزاسیون 20117 kJ/mol
8th پتانسیل یونیزاسیون 25496 kJ/mol
9th پتانسیل یونیزاسیون 28932 kJ/mol
10th پتانسیل یونیزاسیون 141362 kJ/mol

[فلفل نمك]

پتاسیم


پتاسیم یکی از عناصر شمیایی جدول تناوبی است که نماد آن K و عدد اتمی آن 19 می‌باشد. پتاسیم ، فلز قلیایی سفید مایل به نقره‌ای است که به‌طور طبیعی به‌صورت ترکیبی با عناصر دیگر در آب دریا و دیگر کانی‌ها یافت می‌شود. این عنصر به‌سرعت در هوا اکسید شده ، بسیار واکنش پذیر است(مخصوصا در آب ) و از نظر شمیایی همانند سدیم است.

تاریخچه
پتاسیم ( انگلیسی ، potash و لاتین ، kalium ) در سال 1807 توسط "Sir Huphry Davy" که آن را از پتاس سوزآور ( KOH )بدست آورد، کشف شد. این فلز قلیایی تنها فلزی بود که توسط عمل الکترولیز از هم جدا شده بود.

پیدایش
این عنصر حدودا 2.4% از وزن پوسته زمین را تشکیل می‌دهد و از نظر فراوانی هفتمین عنصر در آن می‌باشد. بدست آوردن پتاسیم از کانی‌ها بدلیل خاصیت نامحلولی و ماندگاری آن بسیار دشوار است.



با این وجود ، مواد معدنی دیگر مانند Carnallite ، Langbeinite ، Polyhalite و Sylvite در بستر دریاها یا دریاچه‌های قدیمی یافت می‌شوند. مواد معدنی بسیار زیاد ته‌نشین شده در این برکه‌ها عمل استخراج پتاسیم و نمک آن را اقتصادی‌تر می‌کند. منابع مهم پتاسیم و پتاس منابعی در کالیفرنیا ، آلمان ، نیومکزیکو ، یوتا و دیگر نقاط زمین می‌باشد. در عمق 3000 فوتی زیر بستر Saskatchewan ، مقادیر عظیمی از پتاس وجود دارد که می‌تواند به‌عنوان یک منبع مهم برای این عنصر در آینده در نظر گرفته شود.

اقیانوسها نیز منابع دیگری برای پتاسیم می‌باشند، اما در مقایسه با سدیم مقدار پتاسیم موجود در یک حجم معین از آب دریا بسیار کم است. پتاسیم در صورت عمل الکترولیز می‌تواند به اجزای هیدروکسیدش تجزیه شود. از روشهای حرارتی نیز برای تولید پتاسیم استفاده می‌شود. پتاسیم هرگز به‌صورت رها شده در طبیعت یافت نمی‌شود. با این وجود ، یونهای +K در ارگانیسمهای زنده برای فیزیولوژی سلولهای تحریکی بسیار مهم هستند.

خصوصیات قابل توجه
پتاسیم که دومین فلز سبک می‌باشد، در میان فلزات ، واکنش‌پذیرترین و الکتروپوزیتیوترین است. این فلز ، بسیار نرم بوده ، با چاقو به‌راحتی برش می‌خورد و در سطوح صاف به رنگ نقره‌ای می‌باشد. از آنجا که به در هوا به‌سرعت اکسید می‌شود، باید زیر روغن معدنی یا نفت نگهداری شود. پتاسیم مانند دیگر فلزات قلیایی در آب تجزیه شده و هیدروژن آزاد می‌کند. در آب فورا آتش می‌گیرد و نمک آن هنگامی که در معرض یک شعله قرار بگیرد، رنگ بنفش از خود ساطع می‌کند.

کاربردها
اکسید پتاسیم که با نام پتاس شناخته شده است، در تولید کود بکار می‌رود.
نیترات پتاسیم در ساخت باروت کاربرد دارد.
در ساخت شیشه استفاده می‌شود.
از NaK که آلیاژ سدیم و پتاسیم است، به‌عنوان رسانه انتقال گرما استفاده می‌شود.
پتاسیم ، ماده بنیانی برای رشد گیاهان بوده و در انواع گوناگون خاک یافت می‌شود.
یونهای پتاسیم در سلولهای حیوانی موادی حیاتی برای زنده نگه داشتن سلولها می‌باشند.
کلرید پتاسیم یک جانشین برای نمک طعام بوده ، برای ایست قلب در اعدامهای توسط تزریق کشنده استفاده می‌شود.
بیشتر نمکهای پتاسیم بسیار مهم بوده ، شامل برمید پتاسیم ، کربنات پتاسیم ، کلرات پتاسیم ، کلرید پتاسیم ، کرومات پتاسیم ، سیانید پتاسیم ، دی‌کرومات پتاسیم ، هیدروکسید پتاسیم ، یدید پتاسیم ، نیترات پتاسیم و سولفات پتاسیم می‌باشند.
ایزوتوپها
تا کنون 17 ایزوتوپ پتاسیم شناخته شده‌اند. شکل غیر ترکیبی پتاسیم از سه ایزوتوپ تشکیل شده است: ( K39(93.3%) ، K-40(0.01% و ( K-41(6.7% . باید گفت که K-40 که به‌صورت طبیعی بوجود می‌آید، توسط عمل الکترون‌گیری یا حذف پوزیترون به Ar-40 پایدار تبدیل شده و با خروج نگاترون به ( Ca-40 ( 88.8% پایدار تبدیل می‌شود. k_40 نیمه عمری 1.250* 109ساله دارد.

فروپاشی K-40 به Ar-40 معمولا در روش تاریخ‌گذاری بر روی سنگها استفاده می‌شوند. شیوه تاریخ‌گذاری K-Ar به این فرضیه بستگی دارد که سنگها در زمان تشکیل هیچ آرگونی نداشته و تمام آرگون ایجاد شده توسط تششعات مانند آرگون 40 در یک سیستم بسته نگهداری شده‌اند. کانیها توسط میزان تمرکز پتاسیم و مقدار آرگون ایجاد شده توسط تششعات که در آن جمع شده‌اند، تاریخ گذاری می‌شوند. بهترین مواد معدنی که برای انجام عمل تاریخ‌گذاری مناسب هستند، عبارتند از Biotite , Muscovite , Plutonic, hornblende و Feldspar آتشفشانی. تمام نمونه سنگهای آتشفشانی نیز در صورتی که تغییر نکرده باشند، به همین گونه تاریخ‌گذاری می‌شوند.

به غیر از تاریخ‌گذاری ایزوتوپهای پتاسیم در مبحث هواشناسی نیز کاربرد وسیعی دارند. ایزوتوپهای پتاسیم همچنین در چرخه تغذیه مطالعه می‌شوند، چرا که پتاسیم یک ماده غذایی لازم برای زندگی است.

پتاسیم در بدن
پتاسیم یک یون مهم در بدن است و از آنجائی که تغییرات جزئی می توانند action potentials را مختل کند که در نتیجه مشکلات عصبی و قلبی ایجاد می‌شود، تجمع آن در خون بدقت تنظیم می‌شود. بسیاری از آنتی‌بیوتیکها ، از جمله آن که توسط باکتری Bacillus brevis تولید می‌شود، کار سلولها را با نشستن بر روی دروازه‌های یون مثبت مختل می‌کنند. در نتیجه یونهای +k و +Na اجازه پیدا می‌کنند از غشاء سلولی عبور کنند و بنابراین action potential به‌طور غیر مجاز از غشاء سلول عبور می‌کند. پتاسیم در پلاسمای خون نسبتا در سطح پائینی قرار دارد ( معمولا 3.5 تا 5.0 mmol/L ) ، ولی درون سلولها تمرکز زیادی دارد ( در حدود 100 mmol/L ). سطوح پائین آن در خون hypokalemia و سطوح بالای آن hyperkalemia نام دارند. هر دو سطح پائین و بالا برای قلب خطرناکند.

هشدارها
پتاسیم باآب بسیار واکنش پذیر است و از این رو باید در زیر روغن‌های معدنی مانند پارافین قرار گیرد.

شناخت محیط رشد: پتاسیم
ترکیبات این عنصر در اغلب خاکها به اندازه کافی یافت می شود. با وجود اهمیت زیادی که پتاسیم دارد، هنوز نقش اصلی آن در گیاه کاملاً مشخص نیست و هنوز دقیقاً نمی‌دانیم در فتوسنتز و تهیه قند و فعال ساختن آنزیم‌ها چه نقشی ایفا می‌کند. در گیاه ، این عنصر همانند ازت و فسفر قابل انتقال بوده ، بنابراین کمبود آن ابتدا در برگهای پیر مشاهده می‌شود. از علائم کمبود پتاسیم سوختگی کنار برگها می‌باشد. از کودهای پتاسیم می‌توان کلرورپتاسیم ، سولفات پتاسیم و نیترات پتاسیم را نام برد.

[فلفل نمك]

روبیدیوم

روبیدیوم ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن ، Rb و عدد اتمی آن 37 می‌باشد. روبیدیوم یکی از عناصر فلزی نرم به رنگ سفید مایل به نقره‌ای است که از گروه فلزات قلیایی می‌باشد. ایزوتوپ Rb-87 که به‌صورت طبیعی بوجود می‌آید، کمی رادیواکتیو است. روبیدیوم مانند دیگر عناصر گروه اول بسیار واکنش‌پذیر است؛ مثلا در هوا فورا آتش می‌گیرد.

تاریخچه
Rubidium در سال 1861، توسط "Robert Bunsen" و "Gustav ***chhoff" در معدن Lepidolite توسط Spectroscope کشف شد. با این وجود ، این عنصر تا دهه 1920 مصرف صنعتی زیادی نداشت. قبلا مهمترین کاربرد روبیدیوم استفاده آن در مطالعات و تحقیقات بود و امروزه بیشترین کاربرد آن در شیمی و الکترونیک می‌باشد.

پیدایش
این عنصر ، شانزدهمین عنصر از نظر فراوانی در سطح پوسته زمین می‌باشد که به‌صورت طبیعی در معادن Leucite ، pollucite و Zinnwaldite بوجود می‌آید که حدوداً یک در صد آن اکسید می‌باشد. Lepidolite ، حدودا 1.5 درصد روبیدیوم دارد و منبع تجاری این عنصر به شمار می‌رود. برخی از کانی‌های پتاسیم و کلریدهای پتاسیم نیز حاوی مقدار زیادی از این عنصر می‌باشند.

یکی از منابع قابل توجه این عنصر ذخایر Pollucite در Bernic Lake است. فلز روبیدیوم از طریق کم کردن کلرید روبیدیوم با کلسیم بدست می‌آید. روبیدوم حداقل شش اکسید بوجود می‌آورد. در سال 1997 هزینه این فلز در مقیاس کم هر گرم ، 25 دلار بود.

خصوصیات قابل توجه
روبیدیوم ، دومین عنصر از عناصر قلیایی است که الکترون مثبت دارد و در دمای اطاق به‌صورت مایع می‌باشد. مانند دیگر عناصر گروه اول به سرعت در هوا آتش می‌گیرد و با شدت بسیار زیاد در آب واکنش نشان داده ، هیدروژنهای آتشین از خود آزاد می‌کند. مانند دیگر فلزات قلیایی با مس ترکیب شده ، Amalgam بوجود می‌آورد. همچنین با طلا و سزیم و سدیم و پتاسیم ، آلیاژ می‌شود. این عنصر در هنگام مجاورت با آتش ، شعله بنفش رنگی بوجود می‌آورد.

کاربردها
روبیدیوم به‌راحتی یونیزه می‌شود و از این رو در موتورهای یونی (در وسایل نقلیه فضایی) استفاده می‌شود. ولی سزیم و گزنون بیشتر در این موارد مورد استفاده قرار می‌گیرند.
به‌عنوان ماده سیال در توربینهای بخار.
به‌عنوان دریافت کننده در لوله‌های خلاء
به‌عنوان اجزاء فتوسل
در ساخت شیشه‌های مخصوص
RbAg4I5 خاصیت رسانایی بالایی در کریستالهای یونی دارد. این ویژگی می‌تواند در باتریهای فیلمهای نازک و دیگر موارد استفاده شود.
این عنصر همچنین در Magnetohdrodynamic که در آن ، یونهای روبیدیوم با افزایش دما شکل می‌گیرند و به Magnetic Field فرستاده می‌شوند، کاربرد دارد و در ژنراتورهای ترمومتریک استفاده می‌شود. این اتصال الکتریکی که مانند یک آرمیچر عمل می‌کند و می‌تواند جریان الکتریسیته تولید کند.
ایزوتوپها
24 ایزوتوپ روبیدیوم شناخته شده است. روبیدیومی که به‌صورت طبیعی بوجود می‌آید، در دو ایزوتوپ ( Rb-85 ( 72% و ( Rb-87( 27.8% رادیواکتیو وجود دارد. مخلوط معمولی روبیدیوم به قدری رادیو اکتیو است که می‌تواند فیلم عکاسی را در حدودا 30 تا 60 روز ظاهر کند. روبیدیوم 87 ، نیمه عمری معادل 48*109 دارد که به‌راحتی جانشین پتاسیم در کانی‌ها می‌شود و به همین دلیل در همه جا گسترده شده است. Rb در اندازه گیری عمر سنگها موثر است. Rb-87 توسط عمل حذف ذرات بتا به Strontium 87 پایدار تبدیل می‌شود.

در طی تبلور ، Fractional در Plagioclase غلیظ شده و روبیدیوم را در مایع آزاد می‌کند. بنابراین میزان Rb/Sr در ماگما در طی زمان افزایش می‌یابد که باعث بوجود آمدن سنگهایی می‌شود که میزان تفکیک‌پذیری و Rb/Sr آنها افزایش می‌یابد.

میزان بالاتر آن (بیشتر از 10) در Pegmatites بوجود می‌آید. اگر مقدار اولیه Sr مشخص باشد، عمر آن می‌تواند با اندازه گیری تمرکز Rb و Sr و میزان Sr-87/Sr-86 تعیین شود. تنها زمانی این تاریخها سن واقعی کانی را مشخص نشان می‌دهد که سنگها متعاقبا دگرگون شوند.

هشدارها
روبیدیوم به شدت با آب واکنش نشان می‌دهد و می‌تواند تولید آتش کند. برای نگهداری امنیت بالا به‌صورت خالص این عنصر می‌بایست زیر روغن معدنی خشک در خلاء یا هوای بی‌اثر نگهداری شود

[فلفل نمك]

سزیم

سزیم(سیزیم) عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Cs و عدد اتمی 55 مشخص می باشد.این عنصرنرم ونقره فام از فلزات قلیائی بوده و یکی از سه فلزی است که در حرارت اطاق به حالت مایع می باشند.قابل توجه ترین کاربرد این عنصر در ساعتهای اتمی است.
سزیم بخصوص در "انگلیسی آمریکایی" گاها به شکل cesium (با تلفظ سیزیم) نوشته می شود ، اما بر اساس نظر IUPAC نام رسمی این عنصر ، caesium (سزیم) است ، گرچه از سال 1993 نوع نوشتاری cesium هم رسمیت یافته است.


خصوصیات قابل توجه

طیف الکترومغناطیس سیزیم دارای دو خط روشن در ناحیه آبی طیف وچندین خط دیگر در نواحی قرمز ، زرد و سبز می باشد.این عنصر به رنگ طلائی مایل به نقره ای بوده ، و هر دو ویژگی نرمی و چکش خواری را دارد. سیزیم الکتروپوزیتیو ترین و قلیایی ترین عنصر شیمیایی است و همچنین دارای کمترین پتانسیل یونیزاسیون در بین عناصر می باشد. فراوانی سیزیم از پنج فلز قلیایی غیر رادیواکتیو دیگر کمتر است.( از نظر فنی ، فرانسیم ، پائینترین فلز قلیایی در جدول می باشد ، اما چون بسیار رادیواکتیو بوده ، و در یک زمان کمتر از یک گرم در کل زمین وجود دارد ، فراوانی این عنصر را می توان عملا"صفر در نظر گرفت.)
سزیم به همراه گالیم و جیوه تنها فلزاتی هستند که در دمای اطاق به حالت مایع می باشند. سیزیم در آب سرد بصورت انفجاری واکنش می کند و در حرارتهای بالای منهای 116درجه سلسیوس با یخ نیز واکنش دارد. هیدروکسید سیزیم (CsOH) قوی ترین قلیای شناخته شده است و شیشه را مورد حمله قرار می دهد.


کاربردهــــــــــــــا

چشمگیر ترین کاربرد سیزیم در ساعتهای اتمی است که دقت آنها 5 ثانیه در 300 سال است.

Cs-134 در آب شناسی ، بعنوان معیار سنجش خروجی سیزیم توسط صنعت نیروی اتمی به کار می رود. از این ایزوتوپ به این علت استفاده می گردد که کمتر ازCs-133 یا Cs-137 متداول است ، ایزوتوپ ( Cs-134) را می توان به تنهائی با واکنشهای اتمی تولید کرد . Cs-135 نیز در مورد فوق کاربرد دارد.
سیزیم مانند سایر عناصر گروه 1 میل ترکیبی زیادی با اکسیژن دارد و بعنوان "گیرنده" در لامپهای الکترون به کار می رود.
این عنصر همچنین در باطریهای – نوری کاربرد دارد.

علاوه بر اینها سزیم بعنوان کاتالیزوردر هیدروژنه کردن ترکیبات آلی خاصی مورد استفاده قرار می گیرد.
اخیرا" از این عنصر در سیستم رانش یونی استفاده شده است.


تاریخچـــــــــه

سیزیم ( واژه لاتین caesius به معنی آبی آسمانی) در سال 1860 بوسیله Robert Bunsen و Gustav ***chhoff در آب معدنی Durkheim وبصورت طیف نمایی کشف شد.هویت آن بر اساس خط آبی درخشان در طیف آن بود و اولین عنصری است که بوسیله تحلیل طیف کشف گردید.اولین فلز سزیم در سال 1881 تولید شد. از سال 1967 سیستم بین المللی اوزان ومقیاس ( SI ) ، ثانیه را بعنوان چرخه های 770، 631، 9،192 تشعشع تعیین کرد که مطابق با جابجایی بین دو سطح انرژی حالت پایه اتم Caesium-133 است.از نظر تاریخی مهم ترین کاربرد سزیم در تحقیق و توسعه و اساسا" در کاربردهای شیمیایی و الکتریکی بوده است.


پیدایــــــــــــش

فلز قلیایی سیزیم در لپدولیت ، پلوسیت ( هیدرات سیلیکات آلومینیوم و سزیم ) و منابع دیگری یافت می شود. یکی از مهمترین و غنی ترین منابع این فلز در دریاچهBernic واقع در Manitoba می باشد. در این مکان 300000 تن پلوسیت با میانگین 20 % سیزیم برآورد شده است.




این عنصر را می توان با الکترولیز سیانید گداخته و چند روش دیگر جدا کرد.بوسیله تجزیه حرارتی آزید سیزیم میتوان بصورت استثنائی سیزیم خالص و بدون گاز تهیه نمود.عمده ترین ترکیبات سیزیم کلرید و نیترات آن است. قیمت هر گرم سیزیم در سال 1997 تقریبا" 30 دلار آمریکا بود.


ایزوتوپهـــــــــا

سیزیم دارای 32 ایزوتوپ شناخته شده است که از تمامی عناصر دیگر بیشتر می باشد.جرم اتمی این ایزوتوپها بین 114 تا 145 می باشد. اگرچه این عنصر بیشترین تعدادایزوتوپها را دارا می باشد ، تنها یک ایزوتوپ پایدار طبیعی ( Cs-133) دارد. ایزوتوپ پرتوزا Cs-137 در مطالعات آب شناسی همانند کاربرد H-3 مورد استفاده است.Cs-137 از انفجار سلاحهای اتمی و برون پاشیهای نیروگاههای اتمی تولید می گردد.سیزیم 137 در سال 1954 با آغاز آزمایشات اتمی وارد اتمسفر شد و سریعا" در آن بصورت محلول در آمد. هرگاه Cs-137 وارد آبهای زیرزمینی شود در سطوح خاک به جا مانده وعمدتا" بوسیله جابجائی ذرات از محوطه خارج می شود.نتیجه اینکه فعالیت درونی این ایزوتوپها را می توان مانند عملکرد زمان برآورد نمود.

[فلفل نمك]

فرانسیم


فرانسیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Fr و عدد اتمی 87 یافت می‌شود. فرانسیم ، فلزی قلیایی و شدیدا" رادیواکتیو است که در سنگ معدن اورانیم و توریم وجود دارد.

خصوصیات قابل توجه
این عنصر که نامش از کشور فرانسه گرفته شده است، در سال 1939 بوسیله "Marguerite Perey" از موسسه کوری در پاریس کشف گردید. فرانسیم سنگین‌ترین فلز قلیایی بوده ، در نتیجه فروپاشی آلفای آکتینیم)بوجود می‌آید و می‌توان آنرا بصورت مصنوعی توسط بمباران توریم با پروتون تهیه کرد. اگرچه این عنصر بطور طبیعی در کانی‌های اورانیم یافت می‌شود، مقدار فرانسیم را در پوسته زمین همیشه کمتر ازتقریبا" 1 اونس تخمین زده‌اند. فرانسیم ناپایدارترین عنصر در بین 101 عنصر اول است و وزن اکی‌والان آن از هر عنصری بیشتر می‌باشد.

33 ایزوتوپ برای فرانسیم شناخته شده است. تنها ایزوتوپ فرانسیم که بصورت طبیعی یافت می‌شود و پایدارترین آنها نیز هست (22 دقیقه) Fr-223 است که دختر ایزوتوپ Ac-227 می‌باشد. کلیه ایزوتوپهای شناخته شده فرانسیم بسیار ناپایدار هستند بنابراین آگاهی درباره ویژگی‌های این عنصر فقط براساس فعالیتهای پرتوشیمیایی ( Radiochemical ) بدست آمده است.

هیچ گروه تحقیقاتی تاکنون مقدار قابل توزینی از فرانسیم را تولید نکرده و این عنصر هنوز تهیه یا جداسازی نشده است و احتمالا" هرگز هم نخواهد شد. نزدیکترین عنصر به فرانسیم از نظر خصوصیات شیمیایی سزیم است.
نام , علامت اختصاری , شماره Francium, Fr, 87
گروه شیمیایی فلز انتقالی
گروه , تناوب , بلوک 1«IA), 7 , s
جرم حجمی , سختی 1870 kg/m3 , no data
رنگ فلزی
خواص اتمی
وزن اتمی (223) amu
شعاع اتمی نا مشخص
شعاع کووالانسی نا مشخص
شعاع وندروالس نامشخص
ساختار الکترونی Rn]7s1]
-e بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1
درجه اکسیداسیون ( اکسید ) 1 (باز قوی)
ساختار کریستالی مکعبی body centered
خواص فیزیکی
حالت ماده جامد
نقطه ذوب 300 K (80.33 °F)
نقطه جوش 950 K (523.4 °F)
حجم مولی no data
گرمای تبخیر no data
گرمای هم‌جوشی no data
فشار بخار no data
سرعت صوت no data
متفرقه
الکترونگاتیویته 0.7 (درجه پاولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه نا مشخص
رسانائی الکتریکی 3 106/m اهم
رسانائی گرمایی 15 W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون 380 kJ/mol

[فلفل نمك]

بریلیم

!اطلاعات اولیه
بریلیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Be نشان داده شده و دارای عدد اتمی 4 است. بریلیم عنصری است دو ارزشی و سمی ، خاکستری متمایل به آبی ، محکم ، سبک ولی شکننده. این عنصر ، فلز قلیایی خاکی است که عمدتا" بعنوان عامل استحکام در آلیاژها بکار می‌رود.

تاریخچـــــــــــــه
کلمه بریلیم از واﮊه یونانی beryllos ، beryl گرفته شده است. زمانی بریلیم را گلوسینیم می‌نامیدند ( از واﮊه یونانی glykys به معنی شیرین ) که علت آن طعم شیرین نمکهای آن بود. در سال 1798 "ونکولین" این عنصر را بصورت اکسید در سنگ زمرد کشف کرد. در سال 1828 "فردریک وهلر" و "آ.آ. بوسی" ( A.A.Bussy ) بطور جداگانه این فلز را از طریق واکنش پتاسیم بر روی کلرید بریلیم بدست آوردند.
پیدایـــــــــش
بریلیم در 30 کانی مختلف یافت می‌شود که مهمترین آنها ، برتراندیت ، زمرد ، بریل زرد و فناکیت هستند. اشکال ارزشمند بریل ،‌ زمرد کبود و زمرد است .



مهمترین منابع تجاری بریلیم و ترکیبات آن ، بریل و برترندیت (Bertrandite) می‌باشد. اخیرا" با روش کاهیدن فلورید بریلیم با فلز منیزیم تولید کلان این فلز انجام می‌شود. فلز بریلیم تا سال 1957 به‌آسانی بدست نمی‌آمد.

خصوصیات قابل توجه
بریلیم ، یکی از فلزات سبکی است که نقطه ذوب بسیار بالایی دارد. ضریب کشش این فلز سبک تقریبا 3/1 بزرگتر از فولاد است. دارای خاصیت هدایت گرمایی خوب ، غیر مغناطیسی و مقاوم در برابر اسید نیتریک غلیظ می‌باشد. نسبت به اشعه X بسیار نفوذ پذیر است و نوترونها در اثر برخورد ذرات آلفا ( مثلا" از رادیوم یا پلونیوم ) آزاد می‌شوند. ( تقریبا" 30 نوترون / میلیون ذرات آلفا ).

در شرایط فشار و حرارت استاندارد ، بریلیم در معرض هوا در برابر اکسیداسیون مقاومت می‌کند. ( اگرچه توانایی آن در خراشیدن شیشه احتمالا" به‌علت تشکیل لایه نازکی از اکسید است. )

کاربـــــــــــردها
بریلیم در تولید بریلیم - مس بعنوان عامل آلیاﮊ ساز بکار می‌رود. این عنصر ، قابلیت جذب حرارت زیادی دارد. آلیاﮊ بریلیم - مس به‌علت خصوصیات هدایت برقی و حرارتی ، استقامت و سختی زیاد ، غیرمغناطیسی بودن ، مقاومت در برابر زنگ خوردگی و فرسایش ، کاربردهای زیادی دارد. از جمله این کاربردها تولید : الکترودهای جوش نقطه‌ای ، فنر ، ابزارهای فاقد جرقه و اتصالهای برقی است.


آلیاﮊ بریلیم - مس به‌جهت مقاومت چند جانبه ، سبکی و خمش ناپذیری در حرارتهای متغیر ، در صنایع دفاعی و هوافضا مثل سازه‌های بخشهای سبک‌وزن در هواپیماهای با سرعت بالا ، موشکها ، ماشینهای فضائی و ماهواره‌های ارتباطی بکار می‌رود.


ورقه‌های نازک بریلیم در عکسبرداری با اشعه X ، نورهای مرئی را فیلتر کرده و باعث آشکار شدن تنها اشعه Xِ می‌شود.


بریلیم در زمینه پرتو نگاری با اشعه X جهت بازساخت مدارهای یکپارچه میکروسکپی مورد استفاده قرار می‌گیرد.


چون از نظر جذب نوترون حرارتی واکنش سنجی پایینی دارد، در صنعت نیروی هسته‌ای از این عنصر در رآکتورهای اتمی بعنوان بازتابنده و کندساز استفاده می‌شود.


همچنین بریلیم در ساخت ترازنما ، تجهیزات کامپیوتری مختلف ، فنرهای ساعت و وسایلی که نیازمند مقاومتهای چندجانبه ، سبکی و استحکام است، بکار می‌رود.


اکسید بریلیم برای مصارف بسیاری که نیازمند هدایت حرارت خوب ، مقاومت زیاد ، استحکام و نقطه ذوب بالا هستند کاربرد دارد و از اکسید بریلیم بعنوان عایق استفاده می‌کنند.


ترکیبات بریلیم ، زمانی در لامپهای فلورسنت کاربرد داشتند، اما ادامه این کاربرد به‌‌علت بریلوز ( بیماری ناشی از مسمومیت توسط بریلیم ) در بین کارگران سازنده این لامپها متوقف شد.
ایزوتوپها
بریلیم تنها یک ایزوتوپ پایدار دارد: (Be-9). بریلیم کیهانی (Be-10) توسط پراش ذرات اتمی اکسیژن و نیتروﮊن بوسیله اشعه کیهانی در جَو حاصل می‌شود. چون بریلیم تمایل دارد در محلولهایی با PH زیر 5,5 باشد ( بیشتر بارانها PH زیر 5 دارند ). این عنصر می‌تواند از طریق حل شدن در آب باران در زمین جابجا شود. وقتی باران بیشتر قلیایی شود، بریلیم از محلول خارج می‌شود.

Be-10 کیهانی با این روش در سطح خاک جمع می‌شود و نیم عمر نسبتا" طولانی آن (1,5 میلیون سال ) امکان می‌دهد تا قبل از فرسایش بصورت B-10 ( بور-10 ) مدت زیادی در سطح خاک باقی بماند. Be-10 و محصولات جانبی آن برای سنجس فرسایش خاک ، شکل‌گیری خاک از سنگپوش ، گسترش خاکهای لاتریک ، همچنین گوناگونیهای فعالیت خورشیدی و عمر Ice core بکار می‌رود.

این واقعیت که Be-7 و Be-8 ناپایدارند، پیامدهای اساسی بدنبال دارد، به این معنی که عناصر سنگینتر از بریلیم با همجوشی هسته‌ای در انفجار بزرگ (big Bang ) حاصل نشده‌اند. بعلاوه ، سطوح انرﮊی هسته‌ای بریلیم 8 به گونه ای است که کربن می‌تواند در ستاره‌ها تولید شود. پس وجود حیات را ممکن می‌سازد.

هشدارهـــــــــا
بریلیم و نمک آن ، موادی سمی و احتمالا" سرطان‌زا هستند. بریلوز یک بیماری مزمن ریوی است که در اثر تماس بریلیم ایجاد می‌شود. بیماری حاد بریلیم به صورت آماس ریه برای اولین بار در سال 1993 در اروپا و در سال 1943 در آمریکا گزارش شد. موارد بریلوز حاد ، اولین بار در سال 1946در بین کارگران کارخانجات لامپهای فلورسنت در ماساچوست دیده شد.

این بیماری از بسیاری جهات شبیه بیماری سارکوئیدز است و تمایز علائم آنها اغلب دشوار است. گرچه سال 1949 استفاده از ترکیبات بریلیم در لامپهای فلورسنت متوقف شد، مواجهه با این عنصر در صنایع هسته‌ای و هوافضا ، تصفیه فلز بریلیم ، ذوب آلیاﮊهای حاوی بریلیم ، تولید محصولات الکترونیکی و پرداختن با سایر مواد حاوی بریلیم همچنان وجود دارد.

در گذشته ، محققین ، بریلیم و ترکیبات آنرا می‌چشیدند تا در صورت طعم شیرین ، وجود این عنصر را تایید کنند. امروزه با ایجاد تجهیزات مدرن برای تشخیص این عنصر ، دیگر نیازی به انجام این کار خطرناک نیست و نباید چشیدن این ماده را امتحان کرد. با بریلیم و ترکیبات آن ، باید با کمال احتیاط رفتار شود و هنگام انجام هرگونه فعالیتی که احتمال آزاد شدن گرد بریلیم هست، احتیاط خاصی بکار رود. ( احتمال سرطان ریه در صورت تماس طولانی با بریلیم وجود دارد.)

در صورت بکاربردن روشهایی می‌توان از این عنصر بطور ایمن استفاده کرد. قبل از آشنایی با روشهای استفاده صحیح از این عنصر ، نباید به فعالیت با آن بپردازیم.

تاثیرات سلامتی
استنشاق بریلیم خطرناک است. تاثیر آن به میزان و زمان مواجهه با این عنصر بستگی دارد. اگر بریلیم موجود در سطح هوا افزایش یابد، ( بیشتر از μg/m 1000 ) وضعیت بحرانی بوجود خواهد آمد. این وضعیت همانند آماس ریه است و بیماری بریلیم حاد نامیده می‌شود. استانداردهای هوای محیط کار و اجتماع در جلوگیری از بیماریهای حاد ریوی موثرند.

تعدادی از مردم به بریلیم حساسیت دارند ( 1 تا 15 درصد ). این افراد ممکن است واکنشهای التهابی را در دستگاه تنفسی خود احساس کنند. این حالت بیماری بریلیم حاد (CBD) ، ممکن است سالها پس از مواجهه با سطح بالاتر از استاندارد بریلیم در افراد بوجود آید ( بیشتر از μg/m 2 ). این بیماری باعث احساس ضعف ، خستگی و مشکلات تنفسی می‌شود. همچنین می‌تواند باعث بی‌اشتهایی ، کاهش وزن ، بزرگی بخش راست قلب و در موارد پیشرفته بیماریهای قلبی شود.

حساسیت به بریلیم در بعضی افراد ممکن است فاقد علامت باشد. عموم مردم مستعد ابتلا به به بریلیم حاد نیستند، چون میزان بریلیم در سطح هوا بطور طبیعی بسیار پایین است( μg/m 00002/0- 00003/0 ). در بلع بریلیم هیچگونه عارضه ای ثبت نشده است، چون روده و معده انسان مقدار بسیار کمی از این عنصر را جذب می‌کنند. زخم معده در سگهایی که در غذایشان بریلیم بوده ، دیده شده است.

بریلیم در صورت تماس با پوستی که دارای بریدگی یا خراش است، ممکن است است ایجاد زخم یا لک نماید. تماس طولانی با بریلیم نیز ممکن است باعث ابتلا به سرطان گردد. سازمان بهداشت و خدمات انسانی آمریکا و آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطان این کشور ، سرطان‌زایی بریلیم را تایید کرده‌اند. نمایندگی حفاظت از محیط زیست آمریکا(EPA) برآورد کرده است که تماس با بریلیم در مدت عمر با میزان μg/g 4 می‌تواند یک نفر از هر هزار نفر را به سرطان مبتلا کند.

هیچ مطالعه ای درباره تاثیر بریلیم روی بچه‌هایی که در معرض آن هستند، صورت نگرفته است، اما به نظر می‌رسد تاثیرات سلامتی بریلیم روی بچه‌ها همانند بزرگسالان باشد. نمی‌دانیم آیا بچه‌ها در آسیب‌پذیری نسبت به بریلیم با بزرگسالان تفاوت دارند. نمی‌دانیم آیا مواجهه با بریلیم ، تاثیری بر نارسائیِ جنین یا سایر تاثیرات پیشرفته در مردم خواهد داشت. بررسی اثرات پیشرفته در حیوانات قاطع نیستند.

میزان بریلیم را می‌توان در ادرار یا خون اندازه گیری کرد. اما میزان بریلیم موجود در خون یا ادرار نشان دهنده میزان یا مدت تماس با این عنصر نیست. میزان بریلیم همچنین می‌توان در نمونه‌های ریه یا پوست اندازه گیری کرد. این آزمایشات را معمولا"در مطب دکتر نمی‌توان انجام داد، اما دکتر می‌تواند نمونه‌ها را به آزمایشگاهی که انجام دهنده اینگونه آزمایشات است، ارسال کند. یکی دیگر از آزمایشات خون ، آزمایش تکثیر لنفوسیت بریلیم خون است که نشان دهنده حساسیت به بریلیم است و دارای ارزش پیش‌بینی برای CBD است.

میزان عادی بریلیم که احتمالا" صنایع به هوا می‌فرستند، دارای ترتیب μg/m 1 بطور میانگین دوره 30 روزه یا μg/m 2 در هوای اطاق کار برای 8 ساعت شیفت کاری می‌باشد.