כימיה מושגי יסוד - הטבלה המחזורית חלק א (מאי 2024)
Dysprosium (Dy), יסוד כימי, מתכת אדירה נדירה מסדרת הלנטניד בטבלה המחזורית.
חידון
חידון טבלה תקופתית
סג
Dysprosium היא מתכת קשה יחסית והיא לבנה כסופה בצורתה הטהורה. הוא יציב למדי באוויר, נשאר מבריק בטמפרטורת החדר. סיבובי דיספרוסיום מתלקחים בקלות ונשרפים לבן-חם. המתכת מגיבה לאט לאט עם מים ומתמוססת במהירות בחומצות מדוללות - למעט חומצה הידרפלואורית (HF), בה היא יוצרת שכבת הגנה של DyF 3 בלתי מסיס. המתכת היא פרמגנט חזק מאוד מעל 180 K לערך (-93 מעלות צלזיוס, או -136 מעלות צלזיוס); הוא אנטי-פרומגנטי בין 90 לערך (−183 מעלות צלזיוס, או −298 מעלות צלזיוס) ו 180 K ופטרומגנטית מתחת ל 90 K
הכימאי הצרפתי Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran מצא לראשונה את היסוד הזה (1886) הקשור להולמיום ולנטנידים כבדים אחרים; כימאי צרפתי ז'ורז 'אורביין מאוחר יותר (1906) הצליח להכין שבר טהור למדי. כמה מקורות מינרליים חשובים לדיספרוסיום הם חימרונים יוניים לטריטיטיים, קסנוטימה, פרגוסוניט, גדוליניט, euxenite, polycrase ו- blomstrandine. זה מתרחש גם במוצרים של ביקוע גרעיני.
האיזוטופים המופיעים באופן טבעי כולם יציבים והם בעלי מסה המונית 164 (שפע טבעי 28.3 אחוז), 162 (25.5 אחוזים), 163 (24.9 אחוזים), 161 (18.9 אחוזים), 160 (2.33 אחוז), 158 (0.10 אחוז), ו 156 (0.06 אחוז). לא כולל איזומרים גרעיניים ידועים בסך הכל 29 איזוטופים רדיואקטיביים של דיספרוזיום. הם נעים במסה בין 138 ל 173. הפחות יציב הוא dysprosium-139 (מחצית החיים 0.6 שניות), והיציב ביותר הוא dysprosium-154 (מחצית החיים 3.0 × 10 6 שנים).
הפרדה מסחרית מתבצעת בשיטת מיצוי נוזלים או בשיטות חילופי יונים. המתכת הוכנה על ידי הפחתה מתכתית-תרמית של ההלידים נטול המים עם מתכות אלקליות או אלקליין-אדמה. המתכת מטוהרת עוד יותר על ידי זיקוק ואקום. Dysprosium קיים בשלוש צורות אלוטרופיות (מבניות). שלב ה- α הוא משושה ארוז קרוב עם = 3.5915 Å ו- c = 5.6501 Å בטמפרטורת החדר. כשהוא מקורר מתחת ל -90 K, הסדר הפרומגנטי מלווה בעיוות אורתורומבי, β-Dy, של הסריג הארוז המשושה. לשלב ה- ß יש = 3.595 Å, b = 6.184 Å, ו c = 5.678 Å בטמפרטורה של 86 K (−187 מעלות צלזיוס, או −305 מעלות צלזיוס). שלב ה- γ הוא מעוקב במרכז הגוף, עם = 4.03 Å בטמפרטורה של 1,381 מעלות צלזיוס.
השימוש העיקרי ב- dysprosium הוא כתוספת מסגסוגת לחומרים מגנטיים קבועים Nd 2 Fe 14 B (בהם מחליפים חלק מהניאודימיום עם dysprosium) כדי להגדיל את נקודת הקארי ובעיקר את הכפייה, ולכן, לשפר את הטמפרטורה הגבוהה ביצועי הסגסוגת. המתכת היא גם מרכיב של טרפנול D המגנטוסטרקטיבית (Tb 0.3 Dy 0.7 Fe 2). דיספרוסיום משמש במוטות בקרה לכורים גרעיניים בגלל חתך הקליטה הגבוה של קליטת הנויטרונים יחסית; תרכובותיו שימשו לייצור חומרי לייזר ומפעילי זרחן ובמנורות הליד מתכת.
מבחינה כימית, דיספרוזיום מתנהג כארץ נדירה טיפולית טבעית ויוצר סדרה של תרכובות צהובות בהירות בהן מצב החמצון שלה הוא +3.
מאפייני אלמנט
| מספר אטומי | 66 |
|---|---|
| משקל אטומי | 162.5 |
| נקודת המסה | 1,412 מעלות צלזיוס |
| נקודת רתיחה | 2,567 מעלות צלזיוס |
| צפיפות | 8.551 גרם / ס"מ 3 (24 מעלות צלזיוס, או 75 מעלות צלזיוס) |
| מצב חמצון | +3 |
| תצורת האלקטרון | [Xe] 4f 10 6s 2 |
