الديسبروسيوم,الرمز Dy والعدد الذري 66. وهوعنصر الأرض النادرةذو بريق معدني. لم يُعثر على الديسبروسيوم كمادة منفردة في الطبيعة، على الرغم من وجوده في معادن مختلفة مثل فوسفات الإيتريوم.
تبلغ وفرة الديسبروسيوم في القشرة الأرضية 6 جزء في المليون، وهي أقل من
الإيتريومفي العناصر الأرضية النادرة الثقيلة. يُعتبر عنصرًا ثقيلًا وفيرًا نسبيًا
عنصر أرضي نادر ويوفر أساسًا جيدًا للموارد لتطبيقه.
يتكون الديسبروسيوم في حالته الطبيعية من سبعة نظائر، وأكثرها وفرة هو 164 Dy.
اكتُشف الديسبروسيوم لأول مرة على يد بول أشيليك دي بوسبولاند عام ١٨٨٦، ولكن لم يُعزل تمامًا إلا مع تطور تقنية التبادل الأيوني في خمسينيات القرن العشرين. للديسبروسيوم استخدامات قليلة نسبيًا نظرًا لعدم إمكانية استبداله بعناصر كيميائية أخرى.
أملاح الديسبروسيوم القابلة للذوبان لها سمية طفيفة، في حين تعتبر الأملاح غير القابلة للذوبان غير سامة.
اكتشاف التاريخ
اكتشفه: ل. بواسبودران، فرنسي
تم اكتشافه في عام 1886 في فرنسا
بعد انفصال موساندرالإربيومالأرض والتربيومفي عام ١٨٤٢، عندما تم فصل عنصر الأرض من عنصر الإيتريوم، استخدم العديد من الكيميائيين التحليل الطيفي لتحديد ما إذا كانت أكاسيد عنصر نقية، مما شجعهم على مواصلة فصلها. بعد سبع سنوات من فصل الهولميوم، في عام ١٨٨٦، قسمه بوفابادراند إلى نصفين واحتفظ بالهولميوم، والآخر يُسمى الديسبروسيوم، برمزه العنصري Dy. هذه الكلمة مشتقة من الكلمة اليونانية dysprositos وتعني "صعب الحصول عليه". مع اكتشاف الديسبروسيوم وعناصر أرضية نادرة أخرى، اكتمل النصف الآخر من المرحلة الثالثة من اكتشاف عناصر الأرض النادرة.
التوزيع الإلكتروني
التخطيط الإلكتروني:
1س2 2س2 2ب6 3س2 3ب6 4س2 3د10 4ب6 5س2 4د10 5ب6 6س2 4ف10
النظير
في حالته الطبيعية، يتكون الديسبروسيوم من سبعة نظائر: 156Dy، 158Dy، 160Dy، 161Dy، 162Dy، 163Dy، و164Dy. تُعتبر جميعها مستقرة، على الرغم من اضمحلال 156Dy بنصف عمر يزيد عن 1 × 1018 سنة. من بين النظائر الطبيعية، يُعد 164Dy الأكثر وفرةً بنسبة 28%، يليه 162Dy بنسبة 26%. أما أقلها كفاءةً فهو 156Dy بنسبة 0.06%. كما تم تصنيع 29 نظيرًا مشعًا، تتراوح كتلها الذرية بين 138 و173. أكثرها استقرارًا هو 154Dy بنصف عمر يبلغ حوالي 3106 سنوات، يليه 159Dy بنصف عمر يبلغ 144.4 يومًا. العنصر الأكثر عدم استقرار هو 138Dy بنصف عمر 200 ميلي ثانية. ينتج 154Dy بشكل أساسي عن اضمحلال ألفا، بينما ينتج اضمحلال 152Dy و159Dy بشكل أساسي عن التقاط الإلكترون.
معدن
يتميز الديسبروسيوم بلمعان معدني وبريق فضي لامع. وهو ناعم للغاية، ويمكن تشكيله دون شرارة إذا تجنّب ارتفاع درجة حرارته. تتأثر خصائصه الفيزيائية حتى بكمية ضئيلة من الشوائب. يتمتع الديسبروسيوم والهولميوم بأعلى قوة مغناطيسية، خاصةً في درجات الحرارة المنخفضة. يتحول مغناطيس حديدي بسيط من الديسبروسيوم إلى حالة مغناطيسية حديدية حلزونية عند درجات حرارة أقل من 85 كلفن (-188.2 درجة مئوية) وأعلى من 85 كلفن (-188.2 درجة مئوية)، حيث تكون جميع الذرات متوازية مع الطبقة السفلية في لحظة محددة، وتواجه الطبقات المجاورة بزاوية ثابتة. تتحول هذه المغناطيسية الحديدية غير العادية إلى حالة مغناطيسية بارامغناطيسية غير منتظمة عند درجة حرارة 179 كلفن (-94 درجة مئوية).
طلب:
(1) كمادة مضافة لمغناطيسات النيوديميوم والحديد والبورون الدائمة، فإن إضافة حوالي 2-3% من الديسبروسيوم إلى هذا النوع من المغناطيس يمكن أن يحسن من قوته القسرية. في الماضي، لم يكن الطلب على الديسبروسيوم مرتفعًا، ولكن مع تزايد الطلب على مغناطيسات النيوديميوم والحديد والبورون، أصبح عنصرًا مضافًا ضروريًا، بنسبة تتراوح بين 95-99.9%، ويتزايد الطلب عليه بسرعة.
(2) يُستخدم الديسبروسيوم كمنشط للفوسفور، ويُعدّ الديسبروسيوم الثلاثي أيونًا منشطًا واعدًا للمواد المضيئة ثلاثية الألوان ذات مركز انبعاث واحد. يتكون الديسبروسيوم بشكل أساسي من نطاقي انبعاث، أحدهما أصفر والآخر أزرق. يمكن استخدام المواد المضيئة المُضاف إليها الديسبروسيوم كفوسفور ثلاثي الألوان.
(3) الديسبروسيوم هو مادة خام معدنية ضرورية لإعداد سبيكة تيرفينول المغناطيسية الكبيرة، والتي يمكن أن تمكن من تحقيق الحركات الميكانيكية الدقيقة.
(4)معدن الديسبروسيوم يمكن استخدامها كمواد تخزين مغناطيسية بصرية ذات سرعة تسجيل عالية وحساسية قراءة.
(5) لتحضير مصابيح الديسبروسيوم، يُستخدم يوديد الديسبروسيوم كمكون أساسي في هذه المصابيح. يتميز هذا النوع من المصابيح بمزايا مثل السطوع العالي، وجودة اللون، ودرجة حرارة اللون العالية، والحجم الصغير، وثبات القوس الكهربائي. ويُستخدم كمصدر إضاءة للأفلام والطباعة وتطبيقات الإضاءة الأخرى.
(6) بسبب مساحة المقطع العرضي الكبيرة لالتقاط النيوترونات لعنصر الديسبروسيوم، يتم استخدامه في صناعة الطاقة الذرية لقياس أطياف النيوترونات أو كممتص للنيوترونات.
(7) يُمكن أيضًا استخدام Dy3Al5O12 كمادة عاملة مغناطيسية في التبريد المغناطيسي. مع تطور العلوم والتكنولوجيا، ستستمر مجالات استخدام الديسبروسيوم في التوسع والتوسع.
(8) تتميز ألياف نانوية من مركبات الديسبروسيوم بقوة ومساحة سطح عالية، مما يُمكّن من استخدامها لتقوية مواد أخرى أو كمحفزات. يُنتج تسخين محلول مائي من DyBr3 وNaF عند ضغط 450 بار لمدة 17 ساعة إلى 450 درجة مئوية ألياف فلوريد الديسبروسيوم. يمكن لهذه المادة أن تبقى في محاليل مائية مختلفة لأكثر من 100 ساعة دون أن تذوب أو تتكتل عند درجات حرارة تتجاوز 400 درجة مئوية.
(9) تستخدم ثلاجات إزالة المغناطيسية العازلة للحرارة بعض بلورات ملح الديسبروسيوم البارامغناطيسية، بما في ذلك جارنيت الديسبروسيوم والغاليوم (DGG)، وجارنيت الديسبروسيوم والألومنيوم (DAG)، وجارنيت الديسبروسيوم والحديد (DyIG).
(10) تُعدّ مركبات عناصر مجموعة أكسيد الكادميوم والديسبروسيوم مصادر للأشعة تحت الحمراء، ويمكن استخدامها لدراسة التفاعلات الكيميائية. يتميز الديسبروسيوم ومركباته بخواص مغناطيسية قوية، مما يجعله مفيدًا في أجهزة تخزين البيانات، مثل محركات الأقراص الصلبة.
(١١) يمكن استبدال جزء النيوديميوم في مغناطيسات النيوديميوم والحديد والبورون بالديسبروسيوم لزيادة قوة الإجبار ومقاومة الحرارة للمغناطيسات. يُستخدم هذا المغناطيس في التطبيقات ذات متطلبات الأداء العالي، مثل محركات السيارات الكهربائية. تحتوي السيارات التي تستخدم هذا النوع من المغناطيسات على ما يصل إلى ١٠٠ غرام من الديسبروسيوم لكل مركبة. ووفقًا لتقديرات تويوتا لمبيعاتها السنوية البالغة مليوني سيارة، فإن هذا سيؤدي قريبًا إلى نفاد المعروض العالمي من معدن الديسبروسيوم. كما تتميز المغناطيسات المُستبدلة بالديسبروسيوم بمقاومة عالية للتآكل.
(١٢) يمكن استخدام مركبات الديسبروسيوم كمحفزات في تكرير النفط والصناعات الكيميائية. بإضافة الديسبروسيوم كمحفز هيكلي في محفز تخليق الأمونيا بأكسيد الحديد، يمكن تحسين النشاط التحفيزي ومقاومة الحرارة للمحفز. يمكن استخدام أكسيد الديسبروسيوم كمادة مكونة من السيراميك العازل عالي التردد، بتركيب MgO₂-BaO₂-Dy₂n-Ti₂، والذي يمكن استخدامه في الرنانات العازلة، والمرشحات العازلة، ومضاعفات العازلة، وأجهزة الاتصالات.
وقت النشر: ٢٣ أغسطس ٢٠٢٣