hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
إتريوم الوفرة الطبيعية
يوجد عنصر الإتريوم في الطبيعة في أغلب المعادن الأرضية النادرة، كما يوجد في بعض خامات اليورانيوم، ولكنه لا يوجد على الإطلاق في القشرة الأرضية على شكله العنصري الحر. يبلغ متوسط تركيز الإتريوم في القشرة الأرضية مقدار 31 جزء في المليون ، وبذلك يأتي في المرتبة 43 بين العناصر الكيميائية من حيث الوفرة الطبيعية في القشرة الأرضية. يمكن أن يعثر على الإتريوم في عدد من المعادن، منها باستنيسيت  ومونازيت  وزينوتيم . يتراوح تركيز الإتريوم في التربة بين 10 إلى 150 جزء في المليون ؛ وفي ماء البحر حوالي 9 جزء في الترليون . بينت تحاليل العينات المجموعة أثناء برنامج أبولو أن محتوى الإتريوم في التربة القمرية مرتفع نسبياً.
إتريوم الوفرة الطبيعية
توجد توضعات جيدة للإتريوم في البرازيل والهند وكذلك في منجم بايان أوبو  في الصين. وفي سنة 2018 عثر على توضعات كبيرة للعناصر الأرضية النادرة في قعر البحر المجاور لجزيرة مينامي-توري-شيما  اليابانية.
أما في المجموعة الشمسية فيتكون الإتريوم عن طريق تفاعلات الانصهار النجمي ، وغالباً وفق عملية التقاط النيوترون البطيئة  (≈72%)، والنسبة المتبقية من عملية التقاط النيوترون السريعة .(≈28%). تتم العملية السريغة عبر التقاط نيوترون من العناصر الأخف أثناء الانفجارات في المستعرات العظمى ؛ أما العملية البطيئة فتحدث أيضاً من النقاط نيوترون من العناصر الأخف، ولكن داخل النجوم العملاقة الحمراء النباضة .
إتريوم الاستخراج
بسبب التشابه الكيميائي الكبير مع اللانثانيدات فإن الإتريوم يوجد في الطبيعة مشتركاً معها في خاماتها من المعادن الأرضية النادرة، ويستخرج وفق أساليب الاستخلاص والتكرير ذاتها. عادة ما يتم التمييز بين تلك الخامات بشكل تقريبي بين خامات العناصر الأرضية النادرة الخفيفة  وبين خامات العناصر الأرضية النادرة الثقيلة . يتركز الإتريوم في مجموعة الخامات الثقيلة نظراً لكبر حجمه الأيوني، على الرغم من انخفاض كتلته الذرية.
يمكن أن يستخرج الإتريوم من واحد من هذه الخامات:
معدن الباستنيسيت، وهو معدن من معادن الكربونات الفلوية، ويبلغ المحتوى الوسطي من الإتريوم فيه 0.1% وكان يستخرج بكميات كبيرة في النصف الثاني من القرن العشرين من منجم  في ولاية كاليفورنيا.
معدن المونازيت، وهو من معادن الفوسفات، ويبلغ المحتوى الوسطي من الإتريوم فيه بين 2%، إلى 3%. توجد توضعات كبيرة منه في الهند والبرازيل، وغالباً ما يكون مرافقاً السيريوم مرافقاً سائداً في هذه الخامات.
إتريوم الاستخراج
معدن الزينوتيم، وهو أكثر خامات المعادن الأرضية النادرة غنىً بالإتريوم، إذ يتركب من فوسفات الإتريوم الثلاثي، ويصل محتوى الإتريوم فيه إلى 60%، وذلك على الشكل زينوتيم (Y). توجد توضعات كبيرة من هذه الخامة في منجم بايان أوبو في الصين.
يمكن أن يستخرج الإتريوم من غضار امتزاز الأيونات ، وهي من منتجات تجوية الغرانيت، ويصل محتوى الإتريوم فيها من العناصر الأرضية النادرة  إلى 1% فقط، ولكن المركّز النهائي للخامة قد يصل محتواه من الإتريوم إلى 8%. تتنتشر هذه الأنواع من الغضار جنوبيّ الصين. يعثر على الإتريوم أيضاً في معدني السامارسكيت  والفرغوسونيت .
إتريوم الإنتاج
إن فصل العناصر الأرضية النادرة عن بعضها هي عملية صعبة. في البداية استخدمت تقنية التبلور التجزيئي  لمحلول من أملاح العناصر الأرضية النادرة، ويمكن تطبيقها للحصول على كميات صغيرة. من إحدى الطرائق التي يمكن استخدامها من أجل استحصال الإتريوم النقي من خليط الخامات الأكسيدية بأسلوب صناعي إجراء عملية إذابة في حمض الكبريتيك، ثم بتحضير قطفات باستخدام كروماتوغرافيا التبادل الأيوني . عند إضافة أملاح أمونيوم رابعية  على هيئة مستخلصات ، فإن أغلب الإتريوم يبقى في الطور المائي. وعندما يكون الأيون المقابل من النترات، فإن اللانثانيدات الخفيفة تزال، وعندما يكون الأيون المقابل الثيوسيانات، فإن اللانثانيدات الثقيلة تزال. وعلى هذه الشاكلة يمكن الحصول بالنهاية على أملاح إتريوم بنقاوة مرتفعة. وتؤدي إضافة حمض الأكساليك إلى الحصول على راسب من أكسالات الإتريوم . يحول ملح الأكسالات إلى الأكسيد بالتسخين في وسط من الأكسجين. من الأكسيد يمكن مثلاً المفاعلة مع فلوريد الهيدروجين للحصول على فلوريد الإتريوم الثلاثي. ثم يمكن استحصال الفلز بإجراء عملية اختزال باستخدام الكالسيوم في فرن حث كهربائي .
إتريوم الإنتاج
بلغ الإنتاج العالمي من أكسيد الإتريوم في سنة 2001 حوالي 600 طن، وازداد في سنة 2014 ليصل إلى 7,000 طن. وقدرت الاحتياطات العالمية من أكسيد الإتريوم في سنة 2014 بأكثر من 500,000 طن. ومن الدول الرائدة في إنتاج هذا الفلز كل من الصين والهند والبرازيل وأستراليا بالإضافة إلى الولايات المتحدة الأمريكية.
إتريوم النظائر
إن جميع عناصر المجموعة الثالثة في الجدول الدوري هي ذات عدد ذري فردي، ولذلك لا يوجد لها عدد كبير من النظائر المستقرة. فللسكانديوم نظير مستقر وحيد، وكذلك الأمر بالنسبة للإتريوم. فالنظير إتريوم-89 89Y هو الشكل الوحيد المتوفر طبيعياً للإتريوم، وما يزيد من استقراره هو انخفاض قيمة المقطع النيوتروني .
يوجد هناك على الأقل 32 نظير مشع مصطنع  للإتريوم، وتتراوح أعدادها الكتلية بين 76 و108. وأقل تلك النظائر المصطنعة استقراراً هو النظير إتريوم-106 106Y بعمر نصف >150 نانوثانية، بليه النظير إتريوم-76 76Y بعمر نصف >200 نانوثانية. بالمقابل، فإن اكثر تلك النظائر المصطنعة استقراراً هو النظير إتريوم-88 88Y بعمر نصف 106.626 يوم. باستثناء النظائر إتريوم-91 91Y وإتريوم-87 87Y وإتريوم-90 90Y التي لها أعمار نصف 58.51 يوم، و79.8 ساعة، و64 ساعة، على الترتيب، فإن جميع النظائر المصطنعة المتبقية لها أعمار نصف أقل من يوم واحد، وأغلبها أقل من ساعة.
إتريوم النظائر
تضمحل نظائر الإتريوم ذات أعداد الكتلة الأقل من 88 بشكل رئيسي عبر انبعاث بوزيترون  لتتشكل نظائر السترونتيوم. في حين أن نظائر الإتريوم ذات أعداد الكتلة الأكبر من 90 فإنها تتضمحل عبر انبعاث إلكترون لتتشكل نظائر الزركونيوم. تبدي أيضاً النظائر ذات أعداد الكتلة الأعلى من 97 طريق اضمحلال ثانوي عبر انبعاث النيوترون.
إتريوم الخواص الفيزيائية
يوجد الإتريوم النقي في الظروف القياسية من الضغط ودرجة الحرارة على هيئة فلز ذي لون فضي، ولكن لونه يصبح معتماً نتيجة التعرض للضوء. وبعد هذا العنصر ثابتاً ومستقراً على العموم، فهو يقاوم نسبياً تأثير الهواء عندما يكون على قطع كبيرة، وذلك نتيجة التخميل  الحاصل بفعل طبقة الأكسيد الواقية المتشكلة على السطح، والتي يمكن أن تصل سماكتها إلى 10 ميكرومتر. أما المسحوق الناعم منه فأقل ثباتية تجاه الهواء، وعند تعرض الخراطة  إلى درجات حرارة أعلى من 400 °س يمكن للأجزاء حديثة القطع فإنها تشتعل تلقائياً. وعند تسخين الإتريوم إلى درجات حرارة أعلى من 1000 °س في وسط من غاز النتروجين يتشكل مركب نتريد الإتريوم.
إتريوم الخواص الكيميائية
يقع الإتريوم في الجدول الدوري ضمن عناصر المجموعة الثالثة، وهو يصنف كيميائياً من الفلزات الانتقالية. كما هو متوقع الاتجاهات الدورية فإن الإتريوم أقل كهرسلبيةً  من السكانديوم (الاتجاه من الأعلى إلى الأسفل في الجدول)، وهو كذلك أقل كهرسلبية من عنصر الزركونيوم، العنصر التالي (الاتجاه من اليسار إلى اليمين) في عناصر الدورة الخامسة. ولكن بالرغم من ذلك، وبسبب الانكماش اللانثانيدي  فهو كذلك أقل كهرسلبية من عنصر اللوتيشيوم، العنصر التالي في مجموعته.
إتريوم الخواص الكيميائية
هناك شبه كبير للغاية للإتريوم مع اللانثانيدات، لدرجة أن يصنف معها ضمن العناصر الأرضية النادرة، وذلك ينعكس في حقيقة أن الإتريوم يتشارك مع اللانثانيدات في خاماتها من المعادن الأرضية النادرة. وللإتريوم شبه كيميائي أكبر لعناصر اللانثانيدات من جاره السكانديوم في المجموعة. للإتريوم حجم قريب من حجم مجموعة من أيونات اللانثانيدات الثقيلة المعروفة باسم مجموعة الإتريوم، والتي سلوكها في المحلول مشابه بشكل كبير له، كأنه واحد منها، ويمكن عزو هذا التشابه في السلوك الكيميائي إلى الانكماش اللانثانيدي. بالرغم من ذلك، فإن الإتريوم يختلف عن اللانثانيدات بكونه ثلاثي التكافؤ، في حين أن حوالي نصف اللانثانيدات يكون التكافؤ السائد فيها أقل من ثلاثة.
إن أغلب المركبات الكيميائية اللاعضوية التي يشكلها الإتريوم وهو في حالة الأكسدة  +3، ويكون فيها بالتالي ثلاثي التكافؤ. من جهة أخرى، وفي حالات خاصة يعثر على الإتريوم بحالة الأكسدة +2، كما في المصهور الكلوريدي؛ كما يمكن أن يوجد بحالة الأكسدة +1 في التكتلات العنقودية الأكسيدية  في الطور الغازي.
إتريوم الخواص الكيميائية
يشكل الإتريوم عدداً جيداً من المركبات ذات الانحلالية الجيدة في الماء، والأيون 3+Y عديم اللون في المحاليل، بسبب عدم وجود إلكترونات في أغلفة التكافؤ d وf. من مركبات الإتريوم المعروفة مركب أكسيد الإتريوم الثلاثي Y2O3 والمعروف أيضاَ باسم «الإتريا»، ويوجد عادة على شكل صلب أبيض. ويتفاعل الإتريوم مع الهالوجينات عند درجات حرارة قرابة 200 °س، مشكلاً الهاليدات الثلاثية الموافقة من الفلوريد YF3 والكلوريد YCl3 والبروميد YBr3. وبشكل مشابه يقوم الإتريوم بتشكيل عدد من المركبات اللاعضوية الثنائية  من الكربيد والفوسفيد والسيلينيد والكبريتيد. في شروط خاصة، يؤدي تفاعل تحلل مائي (حلمهة) لمركبات كربيد الإتريوم Y3C و Y2C وYC2 إلى الحصول على هيدروكربونات.
يستطيع الإتريوم تشكيل عدد من مركبات الإتريوم العضوية الحاوية على الرابطة الكيميائية كربون-إتريوم، ومن المعروف أن بعض هذه المركبات يكون فيها الإتريوم بحالة الأكسدة الصفرية. ويمكن أن تستخدم هذه المركبات على هيئة حفازات من أجل تفاعلات تشكيل ثلاثيات الوحدات (تريمر) . وعادة ما يستخدم مركب كلوريد الإتريوم الثلاثي مادة أولية في تحضير مركبات الإتريوم العضوية، والذي يحضر بدوره من مفاعلة أكسيد الإتريوم الثلاثي مع حمض الهيدروكلوريك وكلوريد الأمونيوم. كانت المعقدات التناسقية لمركبات الإتريوم العضوية من أوائل المعقدات التي وجد فيها أن تلامس  الربيطات  المحيطة بذرة الإتريوم المركزية في حالة الأكسدة الصفرية هو على هيئة تناسق سباعي (η7). وجد أن تبخير مركبات الغرافيت الإقحامية ، التي يقحم فيها الإتريوم في البنية البلورية للغرافيت مثل غرافيت-Y أو غرافيت-Y2O3 ، يؤدي إلى تشكيل الفوليرينات الداخلية  مثل Y@C82. وبينت دراسات الرنين المغناطيسي الإلكتروني  تشكل الأزواج الأيونية من 3+Y و3−(C82).
إتريوم الدور الحيوي
لا يعد الإتريوم من المغذيات الضرورية، وتوجد منه آثار شحيحة تقارب 0.5 ميليغرام وسطياً في جسم الإنسان، ويحوي حليب الأم على كمية نزرة منه مقدارها 4 جزء في المليون (ppm). لا يعد الإتريوم من العناصر التي تتركز في العظام مثل السترونتيوم والرصاص.
يمكن أن يعثر على الإتريوم في بعض الخضراوات بتراكيز تتراوح بين 20-100 جزء في المليون (ppm)، أعلاها في الملفوف. أما أعلى تركيز معروف للإتريوم في النباتات فهو 700 جزء في المليون (ppm)، وذلك في بذور النباتات الخشبية.
إتريوم المخاطر
لا يوجد للإتريوم تأثير سمي بالشكل الذي يقود إلى تصنيفه ضمن المواد الخطرة. إلا أن غبار الإتريوم ذو اشتعالية مرتفعة. لم يوضع حد التعرض الوظيفي  للإتريوم في بعض الدول بعد، في حين توصي إدارة السلامة والصحة المهنية  في الولايات المتحدة أن تكون قيمة حد العتبة  بمقدار 1 مغ/م3 عند تعرّض 8 لمدة 8 ساعات في يوم العمل. وتلك قيمة موافقة للقيمة التي حددها المعهد القومي للسلامة والصحة المهنية . تعد المستويات المرتفعة من الإتريوم بتراكيز تصل إلى 500 مغ/م3 ذات خطورة فورية على الحياة أو الصحة.
إتريوم المخاطر
تصنف مركبات الإتريوم المنحلة في الماء ضمن المركبات متوسطة السمية، أما غير المنحلة فهي غير سامة. في التجارب على الحيوان أدى إعطاء الإتريوم إلى حدوث أضرار في الرئتين والكبد. أدى استنشاق مركب سترات الإتريوم  من الجرذان إلى حدوث وذمة الرئة  وضيق النفس ، في حين أن استنشاق كلوريد الإتريوم الثلاثي كان قد سبب أضرار في الكبد وانصباب جنبي  وفرط الدم التنفسي  في الرئة. قد يؤدي تعرض البشر إلى مركبات الإتريوم إلى التسبب بأمراض الرئة. أدى تعرض العمال إلى جسيمات غبار فانادات الإتريوم واليوروبيوم  المحمولة في الهواء إلى حدوث تهيجات في العينين والجلد والمسار التنفسي العلوي، ولكن ذلك يعود في الغالب بسبب الفاناديوم أكثر من كونه بسبب الإتريوم. يؤدي التعرض الكبير للإتريوم إلى التسبب بضيق النفس والسعال وألم بالصدر والزراق .
إتريوم الاستخدامات
كان الاستخدام الرئيسي للإتريوم منذ أواسط القرن العشرين دخوله في تركيب شاشات التلفاز الملون العامل بصمام الأشعة المهبطية  من أجل إصدار اللون الأحمر على شكل أكسيد الإتريوم أو كبريتيد أكسيد الإتريوم  Y2O2S المشوب بمادة فسفورية من أيون اليوروبيوم الثلاثي 3+Eu. يصدر الضوء الأحمر من اليوروبيوم، ولكن الإتريوم يستقبل الطاقة المنبعثة من مدفع الإلكترونات  ويمررها إلى المادة الفسفورية.
يستخدم الإتريوم على مادة مضافة للتلبيد  من أجل إنتاج نتريد السيليكون المسامي. تستخدم مركبات الإتريوم على هيئة حفازات من أجل بلمرة الإيثيلين. يدخل الإتريوم في تركيب الطبقة السطحية على الأقطاب الكهربائية لبعض شمعات الاحتراق الإلكترونية مرتفعة الأداء . كما يستخدم الإتريوم في تركيب الرتينات (قميص الغاز)  من أجل الفوانيس العاملة بغاز البروبان بديلاً عن الثوريوم المشع.
إتريوم الاستخدامات
يستخدم الإتريوم في إنتاج أنواع مختلفة من الغارنيت الاصطناعي . على سبيل المثال، يستخدم الإتريا (أكسيد الإتريوم) في صناعة مواد غارنيت الإتريوم والحديد YIG  Y3Fe5O12، وهي مواد ذات كفاءة مرتفعة على شكل مرشحات إلكترونية  للموجات المكروئية (ميكرويف)؛ ووجد أن التآثر المغناطيسي  أكثر تعقيداً مما كان يعتقد في السابق. كما لغارنيت الحديد والإتريوم YIG كفاءة مرتفعة أيضاً على هيئة جهاز إرسال  ومحول  للإشارات الصوتية. وهناك أيضاً غارنيت الإتريوم والألومنيوم YAG  Y3Al5O12 الذي يمكن إشابته بعدد من العناصر، مثل السيريوم YAG:Ce، والذي تستخدم بلوراته في تركيب المواد الفوسفورية في الثنائيات الباعثة للضوء (LED) الأبيض. وفي مثال آخر يدخل الإتريوم في تركيب أنواع مختلفة من الغارنيت مع عناصر الحديد والألومنيوم والغادولينيوم مثل Y3(Fe,Al)5O12 و Y3(Fe,Gd)5O12؛ وهي مواد ذات خواص مغناطيسية مهمة.
إتريوم الاستخدامات
يستخدم عدد من المواد المختلفة التي يدخل الإتريوم في تركيبها، مثل أكسيد الإتريوم (الإتريا) وفلوريد الإتريوم والليثيوم  LiYF4 وأورثوفانادات الإتريوم  YVO4، إلى جانب عوامل إشابة  مثل النيوديميوم والإربيوم والإتيربيوم، في توليد الليزر العامل في مجال الأشعة تحت الحمراء القريب. تصنع البلورات الأحادية  من غارنيت الإتريوم والألومنيوم YAG المشوب باستخدام عملية تشوخرالسكي . تستطيع أشعة ليزر YAG أن تعمل في المجالات مرتفعة الطاقة، ويمكن أن تستخدم من أجل الحفر والقطع في الصناعات المعدنية.
يضاف الإتريوم بنسبة قليلة (من 0.1 إلى 0.2%) إلى بعض الفلزات من أجل التقليل من حجم الحبيبات  في الكروم والموليبدنوم والتيتانيوم والزركونيوم. يستخدم الإتريوم من أجل زيادة مقاومة سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم. تؤدي إضافة الإتريوم إلى السبائك عموماً إلى تحسين قابلية التشغيل  ومقاومة إعادة التبلور عند درجات حرارة مرتفعة ، بالإضافة إلى تحسين مقاومة فعل الأكسدة عند درجات حرارة مرتفعة.
إتريوم الاستخدامات
يمكن أن يستخدم الإتريوم أيضاً من أجل إزالة الأكسدة  في الفاناديوم والفلزات اللاحديدية الأخرى. تؤدي إضافة الإتريا إلى تثبيت استقرار البنية الزركونية المكعبة  في المجوهرات. اقترح استخدام الإتريوم مكوناً للعقد  في الحديد الزهر العقدي  مشكلاً من الكربون الغرافيتي عقداً متراصة  بدلاً من القشور  من أجل زيادة المطيلية  وزيادة مقاومة الكلال (الإرهاق) . يدخل أكسيد الإتريوم الثلاثي (الإتريا) بسبب ارتفاع نقطة انصهاره في تركيب بعض أنواع الخزف والزجاج، وخاصة في تركيب عدسات التصوير الضوئي، وذلك من أجل إضفاء خواص مقاومة للصدمات والتقليل من التمدد الحراري.
يستخدم نظير الإتريوم-90 في تركيب بعض العقاقير مثل إيدوتريوتيد  وإبريتوموماب تيوكسيتان  لمعالجة اللمفوما  وابيضاض الدم  بالإضافة إلى أنواع مختلفة من السرطانات، بما فيها سرطانات الكبد والقولون والبنكرياس. يقوم مبدأ العلاج عن طريق نظير الاتريوم-90 المشع، الذي يقوم بالارتباط الوثيق بالأضداد وحيدة النسيلة ، والتي ترتبط بدورها بالخلايا السرطانية، مما يؤدي إلى القضاء عليها بسبب أشعة بيتا الشديدة المنبعثة من نظير الإتريوم-90 المشع.
إتريوم الاستخدامات
تطبق تقنية العلاج الإشعاعي الداخلي الانتقائي  باستخدام نظير الإتريوم-90 بشكل خاص في معالجة سرطانة الخلية الكبدية ، إذ تتميز هذه الطريقة بانخفاض سميتها، وبانتقائيتها. يحقن العقار على هيئة كريات مكروئية مشعة مباشرة في مجرى الدم المغذي للكبد، ويمكن أن يصرف المرضى بعد العلاج بعدة ساعات. قد لا يمكن بواسطة هذا الأسلوب من العلاج القضاء على الورم المنتشر في كامل الكبد، ولكنه فعال إذا جرى التركيز على مقطع أو فص  كل مرة، ويمكن أن يتطلب الأمر عدة جلسات.
في تطبيق آخر، يحقن نظير الإتريوم-90 المشع بواسطة إبر دقيقة للغاية من أجل إجراء استئصال الغشاء الزلالي  أثناء معالجة المفاصل الملتهبة، وخاصة الركبتين، عند الأشخاص المصابين بالتهاب المفاصل الروماتويدي . من جهة أخرى، وبشكل تجريبي، استخدمت أنواع الليزر المنتجة عبر بلورات الغارنيت الاصطناعي الحاوية على الإتريوم في استئصال البروستات لدى الكلاب، في محاولة من أجل التقليل من الأضرار على الأنسجة والأعصاب المحيطة بالمنطقة.
إتريوم الاستخدامات
يعد الإتريوم مكوناً أساسياً وهاماً في أكسيد النحاس والباريوم والإتريوم (YBCO) ، وهو موصل فائق طور في الولايات المتحدة في سنة 1987. وما يميز هذا الموصل الفائق كونه من الموصلات العاملة عند درجات حرارة مرتفعة ، لأن درجة الحرارة العاملة فيه أعلى من نقطة غليان النتروجين السائل (77.1 كلفن). يكون للنسب بين المواد المكونة لأكسيد النحاس والباريوم والإتريوم دور هام في حدوث الموصلية الفائقة.
تضاف كميات ضئيلة من الإتريوم إلى المهابط  (الكاثود) في بعض بطاريات فوسفات الحديد والليثيوم  وذلك إلى فوسفات الحديد والليثيوم، مما يؤدي إلى تحسين كثافة الطاقة، ويزيد من أمان وعمر البطارية. لا تختلف خواص وميزات البطارية بإضافة الإتريوم، فمثلاً يبقى مقدار فرق الجهد الكهربائي 3.25 فولت؛ ولكن تبلغ قيمة الجهد الكهربائي العظمى للشحن مقدار 4.0 فولت.
في سنة 2009 تمكن الباحث ماس سوبرامانيان  ومساعدوه في جامعة ولاية أوريغون من تحضير خضاب  من عناصر الإتريوم والإنديوم والمنغنيز، وهو خضاب خامل وغير سام ومقاوم للتقادم.
روبيديوم
الروبيديوم عنصرٌ كيميائيّ رمزه Rb وعدده الذرّي 37. ينتمي هذا العنصر في الجدول الدوري إلى مجموعة الفلزّات القلوية، إذ هو رابع عناصر المجموعة الأولى، كما يقع ضمن عناصر الدورة الخامسة. الروبيديوم فلزٌّ ذو لون أبيض رمادي، وهو أكثف من الماء، ويشتعل بشكلٍ قويّ عند التماس مع الرطوبة. للروبيديوم في الطبيعة نظيران، الأوّل هو روبيديوم-85 وهو الأكثر وفرةً طبيعيةً بنسبة مقدارها 72%، أمّا النظير الثاني فهو روبيديوم-87، وهو نظيرٌ مشعّ بشكلٍ طفيف بعمر نصف مقداره 48.8 بليون سنة.
اكتشف الكيميائيان روبرت بنزن وغوستاف روبرت كيرشهوف هذا العنصر سنة 1861 بواسطة تقنية مطيافية الانبعاث الذري المكتشفة حديثاً آنذاك. يُشتقّ اسم الروبيديوم من الكلمة اللاتينية rubidus، والتي تعني «أحمر غامق»، وذلك بسبب الخطوط الحمراء المميّزة التي ظهرت في طيف الانبعاث.
روبيديوم
لمركّبات الروبيديوم عدد من التطبيقات الكيميائية والإلكترونية، ولكنها مركّزة غالباً في المجال البحثي الاختصاصي. لفلزّ الروبيديوم نقطة انصهار منخفضة، ومن السهل تبخيره، كما أن لديه مجال امتصاص طيفي ملائم، ممّا يجعله خياراً مناسباً لأبحاث الليزر على الذرّات. لا يوجد للروبيديوم دورٌ حيويٌّ معروف، ولكن بسبب تماثل الشحنة الكهربائية وتقارب حجم أيون الروبيديوم مع حجم أيونات البوتاسيوم، فإن أيونات الروبيديوم تؤخذ في الخلايا الحيوانية الحيّة بشكل مشابه لأيونات البوتاسيوم.
روبيديوم التاريخ وأصل التسمية
اكتُشِف عنصر الفاناديوم في سنة 1861 من الكيميائيّين غوستاف روبرت كيرشهوف  وروبرت بنزن  في مدينة هايدلبرغ الألمانية، وذلك أثناء تحليلهما لعيّنة من معدن الليبيدوليت  باستخدام تقنية مطيافية الانبعاث الذرّي . وبسبب الألوان الحمراء الغامقة الموجودة في طيف الانبعاث الناتج، أطلقا على العنصر الجديد اسم «روبيديوم»، وذلك اشتقاقاً من اللفظ اللاتيني روبيدوس rubidus، والذي يعني الأحمر الغامق.
روبيديوم التاريخ وأصل التسمية
يعدّ الروبيديوم مكوّناً ثانوياً في معدن الليبيدوليت، لذلك احتاج كيرشهوف وبنزن إلى معالجة ما يقارب 150 كغ من هذا المعدن الحاوي على تركيزٍ من الروبيديوم لا يزيد عن 0.24%، وذلك على شكل أكسيد الروبيديوم. قام العالمان بمعالجة الخامة بحمض كلورو البلاتينيك ، ثمّ بإجراء تبلور تجزيئي  من أجل الفصل عن أملاح البوتاسيوم المرافقة. بعد ذلك جرى الاختزال باستخدام الهيدروجين، ممّا أدّى بالنهاية إلى الحصول على ناتج كمّيّته 0.51 غرام من كلوريد الروبيديوم. اضطر العالمان إلى زيادة المواد الأوّلية من أجل الحصول على مردود أكبر من أجل إجراء الدراسات التحليلية على العنصر الجديد. كان الروبيديوم العنصر الثاني بعد السيزيوم، الذي اكتشف بواسطة طرق مطيافية، والتي كانت حديثة الاكتشاف آنذاك.
روبيديوم التاريخ وأصل التسمية
استخدم هذان العالمان مركّب كلوريد الروبيديوم الناتج من أجل تقدير الكتلة الذرّية النسبية للعنصر الجديد، وكانت القيمة المُقدّرة (85.36) قريبةً جدّاً من القيمة الفعلية المعتمدة حالياً (85.47). كما حاولا استحصال العنصر بشكله الحرّ بواسطة التحليل الكهربائي  لمصهور كلوريد الروبيديوم، ولكن بدلاً من الحصول على العنصر الحرّ، حصلا على مادّة زرقاء متجانسة، والتي لم تُبدِ أيّ خاصّة فلزّية، سواءً بالعين المجرّدة أو تحت المجهر. لذلك افترضا بدايةً أنّه مركّب غير متكافئ لكلوريد الروبيديوم، ولكن على الأغلب أن يكون الناتج مزيج غرواني  من كلوريد الروبيديوم وعنصر الروبيديوم. في المحاولة الثانية لعزل العنصر، تمكّن بنزن من الحصول على الروبيديوم من التفكّك الحراري لملح طرطرات الروبيديوم . على الرغم من تلقائية اشتعال الروبيديوم النقيّ، إلّا أنّ العالمان تمكّنا من تحديد كثافة ونقطة انصهار العنصر الجديد المكتَشف، وذلك بشكلٍ دقيقٍ جدّاً، ممّا عكس جودة العمل البحثي الذي قاما به في ذلك الوقت (أواسط القرن التاسع عشر).
اكتُشِفَ نظير الروبيديوم المشعّ روبيديوم-87 87Rb في سنة 1908، وذلك قبل ترسّخ نظرية انتشار النظائر المختلفة في الطبيعة في سنة 1910، كما ساهم معدّل الاضمحال الإشعاعي البطيء لهذا النظير في صعوبة الحكم إن كان هذا النظير مشعّاً أم لا. توجد هناك في الوقت الحالي عدّة براهين على اضمحلال النظير روبيديوم-87 إلى نظير السترونتيوم المستقرّ 87Sr. لم يكن للروبيديوم أهمّيّة صناعية تذكر قبل عشرينات القرن العشرين؛ ولكن منذ ذلك الحين ازدادت أهمية هذا العنصر نتيجة الأبحاث العلمية ولاكتشاف تطبيقات جديدة. وفي سنة 1995 استخدم النظير روبيديوم-87 للحصول على حالة تكاثف بوز-أينشتاين ؛ وجرّاء ذلك حاز الباحثون إيريك ألين كورنيل  وكارل ويمان  وفولفغانغ كيترلي  غلى جائزة نوبل في الفيزياء سنة 2001.
روبيديوم الوفرة الطبيعية
لا يعدّ الروبيديوم من العناصر الوفيرة في الطبيعة، إذ هو واحدٌ من 56 عنصر كيميائي والتي مجموعها يشكّل ما يقارب 0.05% من تركيب القشرة الأرضية، وهو يقع في المرتبة الثالثة والعشرين من حيث ترتيب العناصر نسبةً إلى الوفرة الطبيعية في القشرة الأرضية.:4 يوجد عنصر الروبيديوم طبيعيّاً في عدّة معادن، منها الليوسيت  والبولوسيت  والكارناليت  والزنفالديت . يحتوي الليبيدوليت على نسبة تتراوح بين 0.3% و 3.5% من الروبيديوم، وهو المصدر التجاري لهذا العنصر. تحوي أيضاً بعض معادن البوتاسيوم على عنصر الروبيديوم بكمّيّات تجارية معتبرة.
يحوي ماء البحر على مقدار وسطي من أملاح الروبيديوم يبلغ 125 ميكروغرام/الليتر، وهو أقلّ بشكلٍ واضح من المحتوى الوسطي لأملاح البوتاسيوم (408 ميليغرام/الليتر)، وأكثر من المحتوى الوسطى لأملاح السيزيوم (0.3 ميكروغرام/الليتر). يأتي ترتيب الروبيديوم في المرتبة الثامنة عشر من حيث ترتيب العناصر الكيميائية في ماء البحر.
روبيديوم الاستخراج
بسبب الكبر النسبي لنصف القطر الأيوني ، لذا يعدّ الروبيديوم جيولوجيّاً من العناصر غير الملائمة ؛ بالتالي، فإنّه أثناء عمليّة التبلور التجزيئي الجيولوجية للصهارة الأرضية تركّز الروبيديوم مع المشابهات من العناصر الثقيلة مثل السيزيوم في الطور السائل، ممّا أدّى إلى تأخّر تبلوره. لذلك توجد توضّعات الروبيديوم والسيزيوم الكبيرة في أجسام خامات البيغماتيت  المتشكّلة عبر عملية التخصيب تلك، وعادةً ما تشترك خامات الروبيديوم والسيزيوم في المعادن مثل البولوسيت والليبيدوليت،، وكذلك الزنفالديت. تنتشر خامات الروبيديوم بكثرة في كندا وإيطاليا على سبيل المثال.
روبيديوم الإنتاج
على الرعم من أنّه أكثر وفرةً من السيزيوم في القشرة الأرضية، فإنّ التطبيقات المحدودة لعنصر الروبيديوم وقلّة انتشار الخامات الغنيّة بهذا العنصر لا تجعله من العناصر المستخرَجة بكثرة، إذ اقتصرت الكمّية المنتَجة من مركّبات الروبيديوم إلى ما بين 2 - 4 طن سنوياً. توجد هناك عدّة طرائق من أجل فصل عناصر البوتاسيوم والروبيديوم والسيزيوم عن بعضها البعض في الخامات المشتركة، وخاصّةً بأسلوب التبلور التجزيئي، إذ يمكن بهذه التقنية على سبيل المثال فصل الروبيديوم عن السيزيوم في مركّب شب الروبيديوم والسيزيوم  (Cs,Rb)Al(SO4)2·12H2O، وذلك بعد 30 مرحلة متعاقبة، للحصول على شب الروبيديوم  النقيّ. من الطرائق الأخرى أيضاً كلّ من عملية كلورو القصديرات  وعملية الفروسيانيد .
روبيديوم الإنتاج
كان استحصال الروبيديوم يُجرى لفترة بين خمسينيات وستّينيات القرن العشرين على هيئة منتج ثانوي من عمليّات إنتاج البوتاسيوم، والذي كان يدعى الكارب ، والذي كان بدوره المصدر الرئيس للروبيديوم. فقد كان يحوي على نسبة تصل إلى 21%، والباقي من عنصر البوتاسيوم، مع وجود كمّيّات صغيرة من السيزيوم. أما حالياً فإن أكبر منتجي السيزيوم في السوق يستحصلون على الروبيديوم منتجاً ثانوياً أثناء تعدين البولوسيت.
يمكن الحصول على الروبيديوم مخبرياً بكمّيّات صغيرة من اختزال ملح كرومات أو ثنائي كرومات الروبيديوم باستخدام الزركونيوم:
أو من التفكّك الحراري لمركّب أزيد الروبيديوم:
ثمّ بالتقطير تحت التفريغ العالي. كما يمكن استحصال هذا العنصر من اختزال كلوريد الروبيديوم بالكالسيوم تحت الفراغ.
روبيديوم النظائر
للروبيديوم نظيران طبيعيّان، الأوّل هو روبيديوم-85 85Rb وهو الأكثر وفرةً طبيعية بنسبة مقدارها 72.2%، أمّا النظير الثاني فهو روبيديوم-87 87Rb، وله وفرةٌ طبيعيّةٌ مقدارها 27.8%، وهو نظير مشعّ بشكلٍ طفيفٍ بعمر نصف مقداره 48.8 بليون سنة. لذلك يُصنّف الروبيديوم ضمن العناصر أحادية النظير، لأنّ النظير روبيديوم-85 هو النظير الوحيد المستقرّ نظرياً. ولذلك يصنّف الروبيديوم أيضاً ضمن العناصر المشعّة طبيعياً، وتبلغ قيمة النشاط الإشعاعي النوعي مقدار 670 بيكريل/الغرام، وهو مقدارٌ كافٍ من أجل إظهار شريط تصوير ضوئي في مدّة تبلغ 110 أيّام. بالمقابل، فإنّه يوجد هنالك حوالي 30 نظير مُصطَنع بأعمار نصف  أقلّ من ثلاثة أشهر. من بينها النظير روبيديوم-82 82Rb، ويُصطَنع من عمليّة التقاط إلكترون  للنظير سترونتيوم-82، الذي له عمر نصف مقداره 25.36 يوم. للنظير روبيديوم-82 عمر نصف قصير نسبيّاً (76 ثانية)، وهو يضمحلّ إلى النظير كريبتون-82.
روبيديوم النظائر
يتميّز النظير الطبيعي روبيديوم-87 بعمر نصف طويل جدّاً، تبلغ قيمته 48.8×109 سنة، وهي قيمة أعلى بثلاث مرّات من عمر الكون المُقَدّر بقيمة تبلغ (13.799±0.021)×109 سنة. لذلك يُصنَف ذلك النظير ضمن النويدات الابتدائية، ولذلك أيضاً يُستخدَم في التأريخ الإشعاعي  للصخور (تأريخ بنظائر روبيديوم-سترونتيوم). إذ يضمحلّ الروبيديوم إلى النظير سترونتيوم-87 87Sr المستقرّ، وفق اضمحلال بيتا . أثناء عمليات التبلور التجزيئي الجيولوجية، يميل السترونتيوم إلى التركّز في صخور البلاغيوكلاس ، تاركاً الروبيديوم قي الطور السائل؛ ولذلك فإنّ النسبة Rb/Sr في صهارة الماغما  يمكن أن تزداد مع مرور الوقت، لذا تكون نتائج التمايز الصهاري  في الصخور النارية ذات نسب مرتفعة من Rb/Sr، وهي تلاحظ مثلاً في البيغماتيت .