CALM/arwiki huggingface dataset:
يتم الحصول على إيريديوم تجاريا كمنتج من عمليات في تعدين النيكل والنحاس والمعالجة. خلال electrorefining النحاس والنيكل والمعادن النبيلة مثل الذهب والفضة والمعادن من مجموعة البلاتين وكذلك السيلينيوم والتيلوريوم تترسب في القاع من الخلية والطين الأنود، والذي يشكل نقطة الانطلاق لاستخراجها. من أجل فصل المعادن، يجب أولا أن تكون جلبت إلى محلول. تتوفر العديد من الطرق اعتمادا على عملية الانفصال وتكوين خليط؛ أسلوبان ممثلان هما الاندماج مع بيروكسيد الصوديوم يتبعه في حل ريجيا أكوا، وانحلال في خليط من غاز الكلور مع حمض الهيدروكلوريك. بعد حله، يتم فصل إيريديوم من المعادن البلاتينية مجموعة أخرى من عجل (NH4) 2IrCl6 أو عن طريق استخراج IrCl2 -6 مع الأمينات العضوية. الأسلوب الأول هو مماثل للإجراء تينانت وولاستون تستخدم لانفصالهما. الطريقة الثانية يمكن أن تخطط كاستخراج مستمر السائل السائل، وبالتالي أكثر ملاءمة لإنتاج نطاق صناعي. وفي كلتا الحالتين، يتم تقليل المنتج باستخدام الهيدروجين، وينتج هذا المعدن على شكل مسحوق أو الإسفنج التي يمكن معالجتها باستخدام تقنيات مسحوق تعدين. وكان الإنتاج السنوي من إيريديوم حوالي سنة 2000 حوالي 3 طن أو نحو 100000 أوقية (ozt). [note 3][1 وكان سعر إيريديوم اعتبارا من عام 2007 $ 440 دولار أمريكي / ozt،[45] ولكن السعر يختلف اختلافا كبيرا، كما هو مبين في الجدول. في عام 2010 ارتفع سعر لأكثر من 750 $ دولار أمريكي / ozt. في 2007-2009 مجموعة من 425دولار حتي 460 $ ويعزى التقلب الشديد في أسعار المعادن من مجموعة البلاتين إلى العرض والطلب والمضاربة والاحتكار، وكبر وصغر حجم السوق وعدم الاستقرار في الدول المنتجة البلدان.
وكان الطلب العالمي على إيريديوم في عام 2007 حوالي 119000 أوقية (3700 كلغ)، التي كانت تستخدم 25000 ozt (780 كلغ) للتطبيقات الكهربائية مثل شمعات الإشعال؛ ozt 34000 (1100 كلغ). لتطبيقات مثل أقطاب كهربائية لالكلور القلوي عملية؛ 24000 ozt (750 كلغ) لالحفز، و36000 ozt (1100 كلغ) لاستخدامات أخرى
الصناعية والطبية.
نقطة انصهار عالية، وصلابة ومقاومة تآكل الاريديوم وسبائكه تحدد معظم تطبيقاته. إيريديوم وخصوصا سبائك إيريديوم -البلاتين أو سبائك الأوزميوم - إيريديوم يكون ارتداء منخفضة وتستخدم، على سبيل المثال، لspinnerets متعددة مسامي، التي يتم من خلالها مقذوف بوليمر البلاستيك تذوب لتشكيل الألياف، مثل الرايون. يستخدم الأزميوم - إيريديوم لبوصلة اتجاهات وأرصدة. مقاومة التآكل والحرارة يجعل إيريديوم عامل مهم في صناعة السبائك. يتم صنع بعض أجزاء محركات الطائرات طويلة الحياة من سبيكة إيريديوم ويتم استخدام سبائك التيتانيوم لإيريديوم - الأنابيب في المياه العميقة بسبب مقاومته للتآكل. كما يستخدم إيريديوم كعامل تصلب في السبائك البلاتينية. صلابة فيكرز من البلاتين النقي هو 56 HV في حين عالي البلاتين مع 50 ٪ من الاريديوم يمكن أن تصل إلى أكثر من 500 HV. [55][56] الأجهزة التي يجب أن تحمل درجات الحرارة المرتفعة للغاية غالبا ما تكون مصنوعة من إيريديوم. على سبيل المثال، تستخدم البوتقات درجات حرارة عالية مصنوعة من الاريديوم في عملية Czochralski لإنتاج أكسيد المفرد البلورات (مثل الياقوت) لاستخدامها في أجهزة ذاكرة الكمبيوتر والليزر في الحالة الصلبة. تزرع البلورات، مثل العقيق والغاليوم الجادولينيوم الإتريوم العقيق الغاليوم، عن طريق ذوبان رسوم ما قبل متكلس من أكاسيد مختلطة تحت ظروف المؤكسدة في درجات حرارة تصل إلى 2100 درجة مئوية. مقاومته لقوس التآكل يجعل سبائك إيريديوم مثالية للاتصالات الكهربائية لشمعات الإشعال. وتستخدم مركبات إيريديوم كحافز في عملية Cativa لكربنلة من الميثانول لإنتاج حامض الخليك. الإريديوم نفسه يستخدم كعامل محفز في نوع من محرك السيارة التي قدمت عام1996 الذي يسمى محرك الاشتعال المباشر. والنظائر المشعة للايريديوم - 192 هي واحدة من أهم مصدري الطاقة لاستخدامها في التصوير بالأشعة الصناعية - γ للاختبار غير المدمرة للمعادن. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم 192Ir كمصدر للأشعة غاما لعلاج السرطان باستخدام العلاج الإشعاعي الموضعي، وهو شكل من العلاج الإشعاعي حيث وضعت مصدر الأشعة مختومة داخل أو بجوار المنطقة التي تستدعي العلاج. علاجات محددة تشمل ارتفاع معدل البروستاتا الموضعي جرعة، bilary الموضعي لاصق، والعلاج الإشعاعي الموضعي intracavitary عنق الرحم.
العلمي.
تم استخدام سبيكة من البلاتين 90 ٪ و 10 ٪ ايريديوم في عام 1889 لبناء النموذج الأولي الدولية متر والكتلة كيلوغرام، التي يحتفظ بها المكتب الدولي للأوزان والمقاييس قرب باريس. وقد تم استبدال شريط متر وتعريف الوحدة الأساسية للطول في عام 1960 بواسطة خط في الطيف الذري كريبتون، لكن النموذج الأولي كيلوغرام لا يزال المعيار الدولي للكتلة. وقد استخدمت إيريديوم في المولدات الحرارية بالنظائر المشعة من المركبات الفضائية غير المأهولة مثل المسافر، فايكنغ، وبيونير، كاسيني وغاليليو، والافاق الجديدة. وكان اختيار لإيريديوم تغليف البلوتونيوم - 238 الوقود في المولد لأنها يمكن أن تتحمل درجات الحرارة التشغيلية لتصل إلى 2000 درجة مئوية ولقوته الهائلة. آخر اهتمامات استخدام الأشعة السينية والبصريات، وخصوصا الأشعة السينية التلسكوبات. ومغلفة مرايا للمرصد شاندرا للأشعة السينية بطبقة من 60 نانومتر إيريديوم سميكة. أثبت الإريديوم ليكون أفضل خيار لتعكس الأشعة السينية بعد الذهب والنيكل واختبرالبلاتين أيضا. طبقة إيريديوم، التي كان لا بد من السلس إلى داخل ذرات قليلة، والتي تطبقها بخار إيريديوم إيداع تحت فراغات عالية على قاعدة طبقة من الكروم.
يستخدم إيريديوم في فيزياء الجسيمات لإنتاج البروتون المضاد، وهو شكل من المادة المضادة. البروتون المضاد يصنع عن طريق إطلاق شعاع بروتون عالية الكثافة على الهدف التحويل، الذي يحتاج إلى أن تكون مصنوعة من مادة ذات كثافة عالية جدا. على الرغم من أن تستخدم التنغستن بدلا من ذلك، إيريديوم في الاستفادة من الاستقرار الأفضل في ظل موجات الصدمة الناجمة عن ارتفاع درجات الحرارة بسبب الشعاع الساقط. الكربون والهيدروجين تفعيل بوند (C–H التنشيط) هو مجال البحث عن ردود الفعل التي يلتصق الكربون والهيدروجين، والتي كانت تعتبر تقليديا كما يتفاعل. النجاحات الأولى وذكرت في السندات سي اتش في تفعيل الهيدروكربونات المشبعة، التي نشرت في 1982، وتستخدم مجمعات إيريديوم العضوية أن الخضوع لإضافة عنصر مؤكسد مع الهيدروكربون. ويجري التحقيق مجمعات إيريديوم كحافز لهدرجة غير المتماثلة. وقد استخدمت هذه المواد الحفازة في تركيب المنتجات الطبيعية وقادرة على ركائز يهدرج صعوبة معينة، مثل الألكينات unfunctionalized، enantioselectively (توليد واحد فقط من متبلور مضاد اثنان أمكن). إيريديوم أشكال متنوعة من مجمعات المصالح الأساسية في التجميع الثلاثي.
واستخدمت سبائك إيريديوم - الأوزميوم إلى حبيبات تلميح قلم حبر. وكان أول استخدام رئيسي للإيريديوم في 1834 في المناقير المثبتة على الذهب. منذ عام 1944، كانت شهرة قلم حبر باركر 51 مزودة بنك الاستثمار القومي رشحه خليط الروثينيوم وإيريديوم (مع إيريديوم 3.8 ٪),لا تزال المواد تلميح في الأقلام الحديثة يسمى تقليديا "إيريديوم"، بالرغم من وجود أي نادرا ما إيريديوم فيه؛ معادن أخرى مثل التنغستن اتخذت مكانها. تم استخدام سبيكة إيريديوم والبلاتين ثقوب اللمس أو تنفيس قطعة من مدفع. وفقا لتقرير من معرض باريس 1867، ويجري عرضها واحدة من القطع التي كتبها جونسون ماثي و"قد استخدمت في بندقية Withworth لأكثر من 3000 طلقة، ويظهر بالكاد علامات ارتداء. أولئك الذين يعرفون المشكلة المستمرة والنفقات التي سببها ارتداء القطع - تنفيس من مدفع عندما تكون في الخدمة الفعلية، وسوف نقدر هذا التكيف مهم ". قيل : "كل ألوان الخزف الأخرى رمادية سوداء تظهر على جانب منه"؛ يستخدم الاريديوم الصباغ الأسود، الذي يتكون من حبيبات دقيقة جدا إيريديوم، الخزف لوحة سوداء مكثفة.
الجزء الأكبر من الإريديوم في شكل معدني ليس من المهم من الناحية البيولوجية أو خطرة على الصحة نظرا لافتقارها للتفاعل مع الأنسجة، وهناك فقط حوالي 20 جزء في التريليون من الاريديوم في الأنسجة البشرية. ومع ذلك، يمكن لحبيبات مسحوق إيريديوم أن تكون خطيرة في التعامل معها، كما هو مصدر إزعاج، وربما تشتعل في الهواء. القليل جدا هو المعروف عن سمية مركبات إيريديوم لأنها تستخدم في كميات صغيرة جدا، ولكن الأملاح الذائبة، مثل هاليدات إيريديوم، يمكن أن تكون خطيرة بسبب عناصر أخرى من الاريديوم أو بسبب إيريديوم نفسها ومع ذلك، معظم مركبات ايريديوم غير قابلة للذوبان، الأمر الذي يجعل من الصعب امتصاصه في الجسم. والنظائر المشعة من الاريديوم، 192Ir، أمر خطير مثل النظائر المشعة الأخرى. الاصابات المبلغ عنها فقط الناجمة عن التعرض لقلق إيريديوم العارض للإشعاع من 192Ir المستخدمة في العلاج الإشعاعي الموضعي إشعاعات غاما عالية الطاقة والمنبعثة من الاريديوم192Ir يمكن أن تزيد من خطر الإصابة بالسرطان. يمكن أن يسبب حروقا التعرض الخارجي، التسمم بالإشعاع، والموت. يمكن هضم 192Ir حرق بطانة المعدة والامعاء. 192Ir، 192mIr، و194mIr يتجهون إلى إيداع في الكبد، ويمكن أن تشكل مخاطر صحية على حد سواء من أشعة غاما وبيتا.
الأوزميوم عنصر كيميائي في الجدول الدوري له الرمز Os ، و العدد الذري 76 ، من مشتقاته OsO4 رابع أكسيد الأوزميوم المستخدم كعامل مؤكسد في العديد من التفاعلات.
الأوزميوم هو معدن ذو كثافة كبيرة، لونه فضي مزرق ذو قساوة وهشاشة عالية وذو تألق كبير حتى عند درجات الحرارة العالية. وهو معدن صعب التشغيل بسبب قساوته وهشاشته العالية وضغط التبخر المنخفض (العنصر الأقل ضمن مجموعة البلاتين) ونقطة الانصهار العالية جداً(العنصر ذو أكبر نقطة انصهار من بين جميع العناصر). يعتبر الأوزميوم العنصر الأعلى كثافة من بين جميع العناصر وكثافته أكثر بقليل من الإيريديوم. وتعتبر طريقة حساب الكثافة عن طريق البنية البلورية من أكثر الطرق دقة وموثقية وقد أعطت كثافة للأوزميوم تساوي بينما للإيريديوم كانت . ونتجت الكثافة العالية للأوزميوم بسبب تقلص اللاثيندات.
يمتلك الأوزميوم صفات فيزيائية وكيميائية ملحوظة، فهو العنصر الأعلى قيمة لنقطة الانصهار والأقل من حيث ضغط التبخر ضمن مجموعة البلاتين. وذو انضغاطية قليلة وجداً. ويملك معامل بلك كبير جداً يتراوح ما بين 395 و 462 جيجا باسكال، بينما الألماس 443 جيجا باسكال. بينما قساوة الأوزميوم تساوي فقط 4 جيجا باسكال وهي أقل من قساوة الألماس..
انه مادة صلبة ذو كثافة عالية وذو لون فضي فاتح وليس قاتما ونحن نعلم ان الذهب كثافته عالية لكن توجد مواد صلبة كثافتها أكبر بكثير والاوزميوم من المواد الصلبة التي كثافتها عالية .
يمتلك الأوزميوم سبع نظائر طبيعية ست منهم نظائر مستقرة هم , , , , , ووالأكثر وفرة . واللذان يخضعان لإضمحلال ألفا بعمر نصف مادة مشعة يصل إلى ((2.0±1.1) سنة) لذلك يعتبران عملياً بأنهما مستقرآن. ويعتقد أن جميع النظائر تخضع لإضمحلال ألفا لكن لكبر عمر نصف المادة مشعة الكبير جداً، لم يتم رصد الإضمحلال سوى على . كما يعتقد أن و من الممكن أنهما يخضعان لإضمحلال بيتا المضاعف لكن لم يتم رصد النشاطات الإشعاعية حتى الآن.
النظير هو وليد عن ذو نصف عمر () ويستخدم على نطاق واسع في عمليات تأريخ الأرض بالإضافة إلى الصخور النيزكية كما يستخدم لقياس التجوية خلال العصور الجيولوجية ولتحديد الحد الأدنى لثبات جذور دثار صفائح القارات. ويفسر هذا التحلل سبب الغنى الغير عادي في مناجم الروديوم بالنظير . تقترن معظم عمليات التأريخ باستخدام الأوزميوم باستخدام الإيريديوم مثل تحليل بيانات طبقات الكوارتز الصدمي خلال فترة انقراض العصر الطباشيري-الثلاثي والذي أدى إلى انقراض الديناصورات قبل 65 مليون سنة.
الرينيوم عنصر كيميائي له الرمز Re، له العدد الذري 75 في الجدول الدوري.
ظل العنصر رقم 75 في الجدول الدوري لمندليف غير مكتشفا مع أن العلماء الكيميائين كانو قد توقعوا وجودة نظرا لخلو مكانة وفق ترتيب العدد الذري للعناصر حتي كان عام 1925، في برلين بألمانيا، عندما وجد كل من فالتر نوداك وزوجته إيدا تاك وأوتو بيرغ لعنصر الرينيوم في خامات البلاتين والكولومبيت. كما أعلنوا اكتشافهم للعنصر رقم 43 - والمعروف الآن باسم التكنيشيوم - وكان ذلك من خلال تحليل الأشعة السينية.
وقد إعترض الكثيرون على اكتشافاتهم، لكن التجارب المتكررة أثبتت أن العنصر 75 (الرينيوم) قد تم اكتشافه بالفعل.وقد كان بذلك هو العنصر الفلزي الإنتقالي الأخير المكتشف ذا النظير المستقر في الجدول الدوري لمندليف .و يأتي اسم العنصر من الكلمة اللاتينية "Rhenus" التي تعني الراين كما يطلق علي الحجر الذي يوجد فيه الرينيوم بإسم حجر الراين.
لا يوجد الرينيوم حرا في الطبيعة، ومعادن الرينيوم غير معروفة.و يوجد الرينيوم بتركيزات صغيرة، وفي صخور البغماتيت والصخور المدمجة مع المعادن مثل الموليبدينوم وكبريتيد النحاس. و توجد بكميات صغيرة في معادن الجادولينيت والكولومبيت والتانتاليت وفي بعض رواسب البلاتين والنحاس. تحتوي قشرة الأرض على ما يقدر بنحو 0.001٪ من الرينيوم.
الرينيوم معدن نادر جدا وهو فضي لامع. ومقاوم قوي للتآكل والأكسدة وهو ثالث عنصر بعد الكربون والتنجستن في مقياس درجة الإنصهار ويلي كلا من الإيريديوم والأوزميوم والبلاتين في درجة الكثافة.والرينيوم هو واحد من خمسة معادن حرارية (معادن ذات مقاومة عالية للحرارة والتآكل).والمعادن الأخرى المقاومة للصهر هي التنجستن والموليبدينوم والتنتالوم والنيوبيوم.
مركبات الرينيوم تشمل كلا من أكاسيد الرينيوم و هاليدات الرينيوم و كبريتيدات الرينيوم.
إستخدامات الرينيوم.
يستخدم الرينيوم مع البلاتين كمحفزات في إنتاج البنزين الخالي من الرصاص والأوكتان العالي. ويستخدم في سبائك المحركات النفاثة وفي سبائك التنغستن والموليبدينوم.و يستخدم على نطاق واسع كخيوط لأجهزة قياس الطيف الكتلي. و يستخدم أيضًا في مواد التلامس الكهربائي. ومحفزات الرينيوم مقاومة بشكل استثنائي للتسمم من النيتروجين والكبريت والفوسفور وهي مفيدة في هدرجة المواد الكيميائية الدقيقة. و سبائك الرينيوم والموليبدينوم فائقة التوصيل الكهربائي وتستخدم المزدوجات الحرارية المصنوعة من الرينيوم والتنحستن لقياس درجات حرارة تصل إلى 2200 درجة مئوية كما يستخدم سلك الرينيوم في مصابيح الفلاش في التصوير الفوتوغرافي.
لا يوجد الرينيوم حرًا في الطبيعة أو كمركب في معدن مميز. ولكنة ينتشر على نطاق واسع في جميع أنحاء القشرة الأرضية إلى حد حوالي 0.001 جزء في المليون.
ويحتوي بعض الموليبدينوم من 0.002٪ إلى 0.2٪ رينيوم. ويتم إنتاج أكثر من 150 ألف أوقية من الرينيوم سنويًا في الولايات المتحدة.
والبلدان الأعلى إنتاجا للرنيوم هي شيلي وكازاخستان، وتستخرجة كل من الولايات المتحدة، أرمينيا، كندا، بيرو وروسيا.
الإتيربيوم عنصر كيميائي له الرمز Yb والعدد الذري 70 في الجدول الدوري وهو من اللانثانيدات.
الثوليوم عنصر كيميائي له الرمز Tm والعدد الذري 69 في الجدول الدوري وهو من اللانثانيدات. هو العنصر الثالث عشر والثالث في سلسلة اللانثينيد. مثل اللانثينيدات الأخرى، فإن حالة الأكسدة الأكثر شيوعًا هي +3، تظهر في أكسيدها، هاليدات ومركبات أخرى؛ لأنه يحدث في وقت متأخر من السلسلة، ومع ذلك، فإن حالة الأكسدة +2 تستقر أيضًا بواسطة الغلاف 4f الكامل تقريبًا الذي ينتج. في المحاليل المائية، مثل مركبات اللانثينيدات المتأخرة الأخرى، تشكل مركبات الثوليوم القابلة للذوبان معقدات تنسيق مع تسعة جزيئات ماء.
الهولميوم عنصر كيميائي له الرمز Ho والعدد الذري 67 في الجدول الدوري وهو من اللانثانيدات ويعتبر عنصر أرضي نادر. تم اكتشاف الهولميوم من قبل الكيميائي السويدي بير تيودور كليفه. تم عزل أول أكسيد الهولميوم لأول مرة من خامات الأتربة النادرة في عام 1878. أتى اسم العنصر من هولميا Holmia، وهو الاسم اللاتيني لمدينة ستوكهولم.
الديسبروسيوم عنصر كيميائي له الرمز Dy والعدد الذري 66 في الجدول الدوري وهو من اللانثانيدات.
التربيوم عنصر كيميائي له الرمز Tb والعدد الذري 65 في الجدول الدوري وهو من اللانثانيدات، اكتشف بواسطة العالم الكيميائي السويدي كارل جوستاف موساندر.
الغادولينيوم عنصر كيميائي له الرمز Gd والعدد الذري 64 في الجدول الدوري وهو من اللانثانيدات.
تستخدم بعض مركبات الغادولينيوم في التشخيص الطبي (MRT) بغرض توضيح مشاهدة وفحص الأوعية الدموية في القلب وفي الدماغ ومدى انسدادها.
اليوروبيوم عنصر كيميائي له الرمز Eu والعدد الذري 63 في الجدول الدوري وهو من اللانثانيدات.
الساماريوم عنصر كيميائي له الرمز Sm والعدد الذري 62 في الجدول الدوري وهو من اللانثانيدات تم فصل هذا العنصر في بدايات القرن العشرين ولم يستخدم لفترة طويله وحاليا فإنه ومركباته أصبحوا من أهم العناصر المستخدمة في التكنولوجيا النووية نظرا لتميز مركباته بالقدرة على امتصاص النترونات لذلك يستخدم حاليا في صناعة المواد الواقية من الإشعاعات في المفاعلات النووية.
البروميثيوم عنصر كيميائي له الرمز Pm والعدد الذري 61 في الجدول الدوري وهو من اللانثانيدات.
النيوديميوم عنصر كيميائي في الجدول الدوري له الرمز Nd والعدد الذري 60 وهو من اللانثانيدات وهو عنصر فلزي نادر لونة أبيض فضي، يفقد بريقه بسهولة في الهواء تم اكتشاف النيوديميوم في عام 1885 من قبل الكيميائي النمساوي كارل أوير فون.. على الرغم من أن النيوديميوم يُصنّف انه نادر في الارض، إلا أنه عنصر شائع إلى حدٍ ما، وليس أكثر ندرة من الكوبلت أو النيكل أو النحاس، ويتم توزيعه على نطاق واسع في القشرة الأرضية يتم استخراج معظم النيوديميوم التجاري في العالم في الصين.
تم استخدام مركبات النيوديميوم لأول مرة تجاريًا كأصباغ زجاجية في عام 1927 ، وهي لا تزال تستخدم كمواد مضافة في صناعة العدسات . غالباً ما يكون لون مركبات النيوديميوم - بسبب أيون Nd+3 أرجوانيًا ضارب إلى الحمرة ولكنه يتغير حسب نوع الإضاءة، ويستخدم النيوديميوم أيضا في أشعة الليزر التي تصدر الأشعة تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية بين 1047 و 1062 نانومتر.
استخدام آخر مهم للنيوديميوم هو بمثابة مكون في السبائك المستخدمة لصنع مغناطيس النيوديميوم عالية القوة
وتستخدم هذه المغانط على نطاق واسع في منتجات مثل الميكروفونات، ومكبرات الصوت الاحترافية، وسماعات الأذن، والمحركات الكهربائية عالية الأداء من نوع DC ، والأقراص الصلبة في الكمبيوتر، حيث تتطلب كتلة مغناطيسية منخفضة (أو حجم) و مجالات مغناطيسية قوية. تستخدم مغناطيسات النيوديميوم الكبيرة في المحركات الكهربائية عالية القوة مقابل الوزن ( في السيارات الهجينة)
أكتشف عنصر النيوديميوم العالم النمساوي كارل أوير فون عام 1885
أصل الاسم مشتق من الكلمة اليونانية neos didymos و معناها التوأم الجديد
النيوديميوم عنصر موجب الشحنة تماما، ويتفاعل ببطء مع الماء البارد، ولكن بسرعة مع الماء الساخن لتشكيل هيدروكسيد النيوديميوم (الثالث):
(2Nd(s) + 6 H2O (l) → 2 Nd(OH)3 (aq) + 3 H2 (g
يتفاعل معدن النيوديميوم بقوة مع الهالوجينات:
(2Nd(s) + 3 F2 (g) → 2 NdF3 (s [مادة بنفسجة]
(2Nd(s) + 3 Cl2 (g) → 2 NdCl3 (s [مادة بنفسجي فاتح]
(2Nd(s) + 3 Br2 (g) → 2 NdBr3 (s [مادة بنفسجية]
(2Nd(s) + 3 I2 (g) → 2 NdI3 (s[مادة خضراء]
مغناطيس نيوديميوم
مغناطيس النيوديميوم (في الواقع سبيكة، Nd2Fe14B) هي من اقوى المغانط المعروفة . يمكن لمغناطيس النيوديميوم ببضع جرامات أن يرفع ألف مرة وزنه. هذه المغانط هي أرخص وأخف وزنا وأقوى من مغناطيس السمريوم الكوبالت التقليدي . ومع ذلك، فهي ليست متفوقة في كل جانب، حيث أن المغناطيسات القائمة على النيوديميوم تفقد مغناطيسيتها في درجات حرارة منخفضة وتميل إلى الصدأ، في حين لا تفعل مغنطيس السمريوم الكوبالت ذلك.
تظهر مغناطيسات النيوديميوم في منتجات مثل الميكروفونات، ومكبرات الصوت الاحترافية، وسماعات الأذن، والإيتار، والأقراص الصلبة في الكمبيوتر، حيث تتطلب حقولًا منخفضة الكتلة أو صغيرة الحجم ومغناطيسية قوية. ويتم استخدام النيوديميوم في المحطات الكهربائية للسيارات الهجين والكهربائية، على سبيل المثال، تتطلب المحركات الكهربائية تويوتا بريوس كيلوغرام واحد (2.2 رطل) من النيوديميوم لكل مركبة.
براسيوديميوم أو برازوديميوم هو عنصر كيميائي رقمه الذريّ 59 ويرمز له (Pr). البراسيوديميوم هو العنصر الثالث في سلسلة اللانثانيدات، وهو أحد العناصر النادرة على كوكب الأرض. ومن الخواص الفيزيائية التي يمتاز بها البراسيوديميوم مرونته وقابليته للسحب والطرق، بالإضافة إلى المظهر المتمثل باللون الفضيّ، كما أن لهذا العنصر قيمة كبيره لما له من صفات مغناطيسية وكهربائية وكيميائية وضوئية. يُعد البراسيوديميوم من العناصر نشطة التفاعل مما يجعل من الصعب العثور عليه بشكله الأصليّ، وتتكون على سطحه طبقة من الأكسيد أخضر اللّون عند تفاعله مع الهواء.
دائمًا ما يتواجد البراسيوديميوم بشكل طبيعي مع العناصر النادرة الأُخرى، كما أنه العنصر الرابع الأكثر ندرة على الأرض؛ حيث يمثل تركيزه من القشرة الأرضية ما يعادل 9.1 جزء من المليون وهذه النسبة تقارب نسبة توافر البورون. قام العالم الكيميائي السويدي كارل جوستاف موساندر عام 1841م باستخراج رواسب وبقايا أكسيد نادر سمّاه «ديديميوم» وذلك من رواسب ما سمّاه بـ «لانثانا»، وذلك عن طريق فصل أملاح السيريوم. وفي عام 1885م نجح البارون والكيميائي النمساويّ كارل أوير بفصل الديديميوم إلى عنصرين نتج عنهما ملحان لهما لونان مختلفان، وقد سمّاهُما «براسيوديميوم» و«نيوديميوم». وقد جاءت التسمية من الأصل الإغريقيّ لكلمة براسينوس «πράσινος» والتي تعني الأخضر، وكلمة ديديموس «δίδυμος» وتعني التوأم.
كما هو الحال في معظم العناصر النادرة، فإنّ من السهل جدًّا للبراسيوديميوم أن يتشكل على حالة الأكسدة (+3)؛ التي تكون مستقرة فقط في المحلول المائي؛ وبالرغم من أنّ حالة الأكسدة (+4) معروفة في بعض المركبات الصلبة وفريدة بين اللانثانيدات، يمكن تحقيق حالة الأكسدة (+5) في ظروف العزل المطرسي. أيونات البراسيوديميوم المائية خضراء مائلة للصفرة، وعلى نحو مماثل ينتج عن استخدام البراسيوديميوم في تركيب زجاج النظارات ظلال خضراء مصفرة متنوعة. وله العديد من الاستخدامات الصناعية لقدرته على ترشيح اللون الأصفر من مصادر الضوء.
في عام 1751م اكتشف عالم المعادن السويدي أكسل فريدريك كرونستيد معدنًا ثقيلًا داخل منجمٍ في باستناس، سميّ فيما بعد باسم سيريت.بعد ثلاثين عامًا، قام فيلهلم هزينجر الذي كان عمره وقتئذٍ خمسة عشر عامًا -وهو أحد أفراد العائلة المالكة للمنجم- بإرسال عينة إلى كارل فلهلم شيله، لكن هذا الأخير لم يجد أي عنصر جديد في ذلك الوقت. في عام 1803م، وبعد أن أصبح عند هزينجر صاحب مصنع للحديد، عاد إلى دراسة المعدن مع يونس ياكوب بيرسيليوس وقاما بفصل أكسيد جديد أطلقا عليه اسم سيريس نسبة إلى الكوكب القزم سيريس، الذي اكتُشِف قبل عامين. وفي ألمانيا، عزل مارتن كلابروت المركب سيريس بطريقة مستقلة وفي نفس الفترة الزمنية.
خلال الفترة الزمنية الممتدة بين عامي 1839 و1843م، أوضح الجراح والكيميائي كارل جوستاف موساندر الذي كان يعيش في نفس منزل بيرسيليوس أن سيريس مزيج من الأكاسيد، وقام بفصل أكسيدين أطلق عليهما اسم لانثانا وديديميا. قام موساندر بتفكيك جزئي لعينة من نترات السيزيوم من خلال تسخينه بالهواء ومن ثم معالجة الأكسيد الناتج بحمض النتريك المخفف. سميت المعادن التي كونت الأكاسيد الناتجة بـ«لانثانوم» و«ديديميوم». واتضح لاحقا أن اللانثانوم عبارة عن عنصر نقي، بينما الديديميوم هو عبارة عن مزيج من عناصر اللانثانيدات المستقرة من البراسيوديميوم إلى اليوروبيوم، كما كان يشك مارك ديلافونفين بعد تحليل طيف المركب، بالرغم من ضيق وقته للعمل على فصله إلى العناصر المكونة له.
لم يتم فصل العنصرين الثقيلين ساماريوم ويوروبيوم سوى في عام 1879م بواسطة باول-إيميل ليكوج دي بويسباودران واستغرق الأمر حتى عام 1885م ليتمكن كارل أوير فون فيلسباتش من فصل الديديميوم إلى الباسيوديموم والنيوديميوم. وبسبب أن النيوديميوم يحتل كمية أكبر من البراسيوديميوم في الديديميوم، فقد حافظ على المسمى القديم مع توضيح، في حين تم تمييز البراسيوديميوم بلون ملحه الأخضر الكراثي (الكلمة الإغريقية "πρασιος" تعني أخضر كراثي). أُقتِرحت التركيبة الطبيعية للديديميوم في عام 1882م من قبل بوهيوسلاڤ برانر، والذي لم يوضح تجريبيًا طريقة الفصل.
يُعتبر البراسيوديميوم العنصر الثالث من سلسلة اللانثانيدات، ويظهر في الجدول الدوريّ بين لانثانيدي: النيوديميوم على اليسار والسيريوم على اليمين وفوق أكتينيد البروتكتينيوم، إضافةً لكونه من المعادن اللدنة وذي صلابة مقاربة لصلابة الفضة. إلكتروناته الـ 59 موزعة على الهيئة [Xe]4f36s2 ونظريًّا فإنّ جميع الإلكترونات الخمس الخارجية لها القدرة على التصرف كإلكترونات تكافؤ، لكن استخدام جميع هذه الإلكترونات الخمسة يتطلب شروطا مشددة وعادة ما يمنح البراسيوديميوم ثلاث إلكترونات فقط لمركباته إلا أنّه في بعض الظروف قد يعطي أربع إلكترونات. كما يعد أول اللانثانيدات التي تملك توزعًا إلكترونيًّا يتوافق مع مبدأ أوفباو الذي يتنبأ أنّ المدار 4f يملك مستوى طاقة أقل من تلك التي يمتلكها المدار 5d، وهذا المبدأ لا ينطبق على اللانثانوم والسِّيريُوم لأن الانكماش المفاجئ للمدار 4f لا يحدث سوى بعد اللانثانوم، وهو غير قوي كفاية في السيريوم لتجنب شغل (ملأ) المدار الفرعي 5d. ومع ذلك فإنّ البراسيوديميوم في الحالة الصلبة يأخذ الهيئة [Xe]4f36s2 بإلكترون واحد في المدار 5d كما هو الحال في باقي اللانثانيدات ثلاثية التكافؤ -عدا اليوروبيوم والإتيربيوم اللذان يكونان ثنائيا التكافؤ في الحالة الفلزية-.
كمعظم الفلزات الأخرى في سلسلة اللانثانيدات، يستخدم البراسيوديميوم ثلاثة إلكترونات كإلكترونات تكافؤ ويكون الإلكترونان المتبقيان في المدار 4f مرتبطين بشكل قوي جدًا: وهذا لأن مدارت 4f هي الأكثر اختراقا الزينون الداخلي نحو النواة، تليها مدارات 5d و6s، ويزداد هذا الاختراق بزيادة الشحنة الأيونية. ومع ذلك فإنّ البراسيوديميوم يستطيع مواصلة فقدان إلكترون التكافؤ الرابع وأحيانًا الخامس؛ بسبب وجوده في بداية سلسلة اللانثانيدات حيث أنّ شحنة النواة ما تزال ضعيفة بالقدر الكافي والمدار الفرعي 4f يملك طاقة كافية للسماح بفقدان المزيد من إلكترونات التكافؤ. وبالتالي، فإنّ البراسيوديميوم كأشباهه من أوائل سلسلة اللانثانيدات يملك بنية بلورية سدادسية مزدوجة متراصة التعبئة عند درجة حرارة الغرفة. وعند درجة حرارة تقارب 560°س. تتحول بنيته البلوريّة إلى مكعب مركزي الوجه، بينما تظهر بنية المكعب مركزي الجسم بوقت قصير قبل درجة الانصهار عند درجة حرارة 935°س.
يعتبر البراسيوديميوم كباقي اللانثانيدات (عدا اللانثانوم والإيتربيوم واللوتيشيوم؛ الذّين لا يملكون إلكترونات منفردة غير مزدوجة في المدار 4f) ذو صفات مغناطيسية مسايرة عند درجة حرارة الغرفة. وخلافا لبعض المعادن الأرضية النادرة التي تُظهر خواص مغناطيسية حديدية مضادة أو مغناطيسية حديدية على الترتيب عند درجات الحرارة المنخفضة، فإنّ البراسيوديميوم يكون ذو خواص مغناطيسية مسايرة في جميع درجات الحرارة فوق 1 كلفن.
نظائر البراسيوديميوم.
للبراسيوديميوم نظير واحد مستقر متواجد طبيعيًّا وهو 141Pr. وبالتالي يعتبر عنصر أحادي النويدة، كما يمكن قياس وزنه الذريّ بدقة عالية لأنه ثابت في الطبيعة. يملك هذا النظير 82 نيوترونًا وهو عدد سحري يمنحه ثباتًا إضافيًّا. ينتج هذا النظير في النجوم خلال عمليتي الالتقاط النيوترونيّ السريع والبطيء.
أمّا باقي النظائر الأخرى فلها عمر النصف أقل من يوم واحد -ومعظمها أقل من دقيقة واحدة- مع استثناء واحد للنظير 143Pr حيث يصل عمر النصف الخاص به إلى 13.6 يوم، وينتج كِلا النظيرين 143Pr و141Pr عن انشطار اليورانيوم. يكون شكل الاضمحلال الأساسي للنظائر الأخف من النظير 141Pr على هيئة انبعاث البوزيترون أو ظاهرة التقاط الإلكترون إلى نظائر السِّيريُوم، في حين أنّ النظائر الأثقل من 141Pr تكون على هيئة اضمحلال بيتا إلى نظائر النيوديميوم.
يتآكل معدن البراسيوديميوم في الهواء ببطئ حيث تتشكل طبقة من شواظ الأكسيد مماثلة لصدأ الحديد، وهذا كافٍ لتآكل عينة أبعادها واحد سنتيمتر من معدن البراسوديميوم بشكل كامل خلال ما يقارب سنة. إضافةً لاحتراقه بسهولة عند درجة حرارة 150° س مكوّنه أكسيد البراسوديميوم (III، IV) الذي يعد مركبًا غير متكافئ قريب من Pr6O11:
ويمكن إرجاع هذا المركب إلى أكسيد البراسيوديميوم (III) (Pr2O3) بالتفاعل مع غاز الهيدروجين. في حين أنّ أكسيد البراسيوديميوم PrO2 هو الناتج الأكثر أكسدة من احتراق البراسيوديميوم ويمكن الحصول عليه إمّا عن طريق تفاعل معدن البراسيوديميوم مع الأكسجين النقي في ظرف درجة الحرارة 400° س و282 بار، أو عن طريق فصل نواتج تفاعل Pr6O11 في حمض الأسيتيك المغلي. قدرة البراسيوديميوم على إعادة التفاعل وافقت التوقعات حيث أّنه أول وأكبر اللانثانيدات.