العنصر الأرضي النادر السحري: الديسبروسيوم

الديسبروسيوم,الرمز Dy والعدد الذري 66. إنه أعنصر ارضي نادرمع بريق معدني. لم يتم العثور على الديسبروسيوم كمادة منفردة في الطبيعة، على الرغم من وجوده في معادن مختلفة مثل فوسفات الإيتريوم.

تبلغ نسبة الديسبروسيوم في القشرة 6 جزء في المليون، وهي أقل من تلك الموجودة في القشرة

الإيتريومفي العناصر الأرضية النادرة الثقيلة. ويعتبر ثقيلاً وفيراً نسبياً

عنصر أرضي نادر ويوفر أساسًا جيدًا للموارد لتطبيقه.

يتكون الديسبروسيوم في حالته الطبيعية من سبعة نظائر، أكثرها وفرة هو 164 داي.

تم اكتشاف الديسبروسيوم في البداية على يد بول أخيليك دي بوسبولاند في عام 1886، ولكن لم يتم عزله تمامًا حتى تطور تكنولوجيا التبادل الأيوني في الخمسينيات من القرن الماضي. للديسبروسيوم تطبيقات قليلة نسبيًا لأنه لا يمكن استبداله بعناصر كيميائية أخرى.

أملاح الديسبروسيوم القابلة للذوبان لها سمية طفيفة، في حين تعتبر الأملاح غير القابلة للذوبان غير سامة.

اكتشاف التاريخ

اكتشفه: ل. بويسبودران، فرنسي

اكتشف عام 1886 في فرنسا

بعد انفصال موسىندرالإربيومالارض وتيربيومالأرض من أرض الإيتريوم في عام 1842، استخدم العديد من الكيميائيين التحليل الطيفي لتحديد وتحديد أنها ليست أكاسيد نقية لعنصر ما، مما شجع الكيميائيين على الاستمرار في فصلهم. بعد سبع سنوات من فصل الهولميوم، في عام 1886، قام بوفابادراند بتقسيمه إلى نصفين واحتفظ بالهولميوم، والآخر يسمى الديسبروسيوم، بالرمز العنصري Dy. تأتي هذه الكلمة من الكلمة اليونانية ديسبروسيتوس وتعني "صعب الحصول عليها". ومع اكتشاف الديسبروسيوم وغيره من العناصر الأرضية النادرة، تم الانتهاء من النصف الآخر من المرحلة الثالثة لاكتشاف العناصر الأرضية النادرة.

التكوين الإلكتروني

التخطيط الإلكتروني:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10

النظائر

يتكون الديسبروسيوم في حالته الطبيعية من سبعة نظائر: 156Dy، 158Dy، 160Dy، 161Dy، 162Dy، 163Dy، و164Dy. وتعتبر جميعها مستقرة، على الرغم من الاضمحلال الذي يبلغ 156 داي مع عمر نصف يزيد عن 1 * 1018 سنة. من بين النظائر المتواجدة بشكل طبيعي، 164Dy هو الأكثر وفرة بنسبة 28%، يليه 162Dy بنسبة 26%. الأقل كفاية هو 156Dy، 0.06%. كما تم تصنيع 29 نظيرًا مشعًا تتراوح أعدادها من 138 إلى 173 من حيث الكتلة الذرية. الأكثر استقرارًا هو 154Dy بعمر نصف يبلغ حوالي 3106 سنة، يليه 159Dy بعمر نصف يبلغ 144.4 يومًا. الأكثر عدم استقرار هو 138 Dy مع نصف عمر 200 مللي ثانية. 154Dy يحدث بشكل رئيسي بسبب اضمحلال ألفا، في حين أن 152Dy و 159Dy يحدث بشكل رئيسي بسبب التقاط الإلكترون.

معدن

يحتوي الديسبروسيوم على بريق معدني وبريق فضي لامع. إنها ناعمة جدًا ويمكن تشكيلها دون إثارة أي إثارة إذا تم تجنب ارتفاع درجة الحرارة. تتأثر الخصائص الفيزيائية للديسبروسيوم حتى بكمية صغيرة من الشوائب. يتمتع الديسبروسيوم والهولميوم بأعلى قوة مغناطيسية، خاصة في درجات الحرارة المنخفضة. يتحول مغناطيس الديسبروسيوم البسيط إلى حالة حلزونية مضادة للمغناطيسية عند درجات حرارة أقل من 85 كلفن (-188.2 درجة مئوية) وأكثر من 85 كلفن (-188.2 درجة مئوية)، حيث تكون جميع الذرات موازية للطبقة السفلية في لحظة محددة وتواجه الطبقات المجاورة بزاوية ثابتة . تتحول هذه المغناطيسية المضادة غير العادية إلى حالة مضطربة (ممغنطة) عند درجة حرارة 179 كلفن (-94 درجة مئوية).

طلب:

(1) كمضاف للمغناطيس الدائم لبورون حديد النيوديميوم، فإن إضافة حوالي 2-3٪ من الديسبروسيوم إلى هذا النوع من المغناطيس يمكن أن يحسن من قوته. في الماضي، لم يكن الطلب على الديسبروسيوم مرتفعًا، ولكن مع الطلب المتزايد على مغناطيس البورون الحديدي النيوديميوم، أصبح عنصرًا إضافيًا ضروريًا، بدرجة تتراوح بين 95-99.9٪، كما أن الطلب يتزايد بسرعة.

(2) يستخدم الديسبروسيوم كمنشط للفوسفورات، والديسبروسيوم ثلاثي التكافؤ هو أيون منشط واعد للمواد المضيئة ثلاثية الألوان ذات مركز الانبعاث الواحد. يتكون بشكل أساسي من نطاقي انبعاث، أحدهما انبعاث أصفر والآخر انبعاث أزرق. يمكن استخدام مواد الانارة المخدرة بالديسبروسيوم كفوسفورات ثلاثية الألوان.

(3) الديسبروسيوم هو مادة خام معدنية ضرورية لتحضير سبيكة تيرفينول ذات القدرة المغناطيسية الكبيرة، والتي يمكن أن تمكن من تحقيق حركات ميكانيكية دقيقة.

(4)معدن الديسبروسيوم يمكن استخدامها كمادة تخزين مغناطيسية بصرية ذات سرعة تسجيل عالية وحساسية للقراءة.

(5) لتحضير مصابيح الديسبروسيوم، فإن المادة العاملة المستخدمة في مصابيح الديسبروسيوم هي يوديد الديسبروسيوم. يتميز هذا النوع من المصابيح بمزايا مثل السطوع العالي واللون الجيد ودرجة حرارة اللون العالية والحجم الصغير والقوس المستقر. وقد تم استخدامه كمصدر إضاءة للأفلام والطباعة وتطبيقات الإضاءة الأخرى.

(6) نظرًا لمساحة المقطع العرضي الكبيرة لالتقاط النيوترونات لعنصر الديسبروسيوم، يتم استخدامه في صناعة الطاقة الذرية لقياس أطياف النيوترونات أو كممتص للنيوترونات.

(7) يمكن أيضًا استخدام Dy3Al5O12 كمادة عاملة مغناطيسية للتبريد المغناطيسي. مع تطور العلوم والتكنولوجيا، سوف تستمر مجالات تطبيق الديسبروسيوم في التوسع والتوسع.

(8) تتميز ألياف النانو المركبة بالديسبروسيوم بقوة عالية ومساحة سطحية عالية، لذا يمكن استخدامها لتقوية مواد أخرى أو كمحفزات. يمكن أن يؤدي تسخين محلول مائي من DyBr3 وNaF عند ضغط 450 بار لمدة 17 ساعة إلى 450 درجة مئوية إلى إنتاج ألياف فلوريد الديسبروسيوم. يمكن أن تبقى هذه المادة في المحاليل المائية المختلفة لأكثر من 100 ساعة دون أن تذوب أو تتجمع عند درجات حرارة تتجاوز 400 درجة مئوية.

(9) تستخدم ثلاجات إزالة المغناطيسية العازلة للحرارة بعض بلورات ملح الديسبروسيوم البارامغناطيسية، بما في ذلك عقيق الديسبروسيوم الغاليوم (DGG)، وعقيق الألومنيوم الديسبروسيوم (DAG)، وعقيق حديد الديسبروسيوم (DyIG).

(10) مركبات عناصر مجموعة أكسيد الكادميوم الديسبروسيوم هي مصادر إشعاع تحت الحمراء يمكن استخدامها لدراسة التفاعلات الكيميائية. يتمتع الديسبروسيوم ومركباته بخصائص مغناطيسية قوية، مما يجعلها مفيدة في أجهزة تخزين البيانات مثل محركات الأقراص الثابتة.

(11) يمكن استبدال جزء النيوديميوم من مغناطيس البورون الحديدي النيوديميوم بالديسبروسيوم لزيادة الإكراه وتحسين مقاومة المغناطيس للحرارة. يتم استخدامه في التطبيقات ذات متطلبات الأداء العالي مثل محركات تشغيل المركبات الكهربائية. السيارات التي تستخدم هذا النوع من المغناطيس يمكن أن تحتوي على ما يصل إلى 100 جرام من الديسبروسيوم لكل مركبة. ووفقاً لمبيعات تويوتا السنوية المقدرة بمليوني سيارة، فإنها سوف تستنزف قريباً المعروض العالمي من معدن الديسبروسيوم. تتمتع المغناطيسات التي تم استبدالها بالديسبروسيوم أيضًا بمقاومة عالية للتآكل.

(12) يمكن استخدام مركبات الديسبروسيوم كمحفزات في تكرير النفط والصناعات الكيماوية. إذا تمت إضافة الديسبروسيوم كمحفز هيكلي في محفز تصنيع أمونيا الحديد، يمكن تحسين النشاط التحفيزي والمقاومة للحرارة للمحفز. يمكن استخدام أكسيد الديسبروسيوم كمادة خزفية عازلة عالية التردد، مع بنية Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02، والتي يمكن استخدامها للرنانات العازلة، والمرشحات العازلة، ومضاعفات العازلة الكهربائية، وأجهزة الاتصالات.