იშვიათი დედამიწის მაგიური ელემენტი: დისპროსიუმი

დისპროზიუმი,სიმბოლო Dy და ატომური ნომერი 66. ეს არის აიშვიათი დედამიწის ელემენტიმეტალის ბზინვარებით. დისპროსიუმი არასოდეს ყოფილა ნაპოვნი, როგორც ერთი ნივთიერება ბუნებაში, თუმცა ის არსებობს სხვადასხვა მინერალებში, როგორიცაა იტრიუმის ფოსფატი.

დისპროზიუმის სიმრავლე ქერქში არის 6ppm, რაც უფრო დაბალია ვიდრე ქერქში

იტრიუმიმძიმე იშვიათი დედამიწის ელემენტებში. ითვლება შედარებით უხვი მძიმე

იშვიათი დედამიწის ელემენტი და უზრუნველყოფს კარგ რესურს საფუძველს მისი გამოყენებისთვის.

დისპროსიუმი თავის ბუნებრივ მდგომარეობაში შედგება შვიდი იზოტოპისგან, რომელთაგან ყველაზე გავრცელებულია 164 Dy.

დისპროსიუმი თავდაპირველად აღმოაჩინა პოლ აჩილეკ დე ბოსპოლანდმა 1886 წელს, მაგრამ მხოლოდ 1950-იან წლებში იონური გაცვლის ტექნოლოგიის განვითარებამდე ის მთლიანად იზოლირებული იყო. დისპროსიუმს აქვს შედარებით მცირე გამოყენება, რადგან ის არ შეიძლება შეიცვალოს სხვა ქიმიური ელემენტებით.

ხსნად დისპროზიუმის მარილებს აქვთ მცირე ტოქსიკურობა, ხოლო უხსნადი მარილები ითვლება არატოქსიკურად.

ისტორიის აღმოჩენა

აღმოაჩინა: L. Boisbaudran, ფრანგ

აღმოაჩინეს 1886 წელს საფრანგეთში

მოსანდერის დაშორების შემდეგერბიუმიდედამიწა დატერბიუმიდედამიწა იტრიუმ-დედამიწიდან 1842 წელს, ბევრმა ქიმიკოსმა გამოიყენა სპექტრული ანალიზი, რათა დაედგინა და დაედგინა, რომ ისინი არ იყვნენ ელემენტის სუფთა ოქსიდები, რამაც ხელი შეუწყო ქიმიკოსებს გააგრძელონ მათი გამოყოფა. ჰოლმიუმის გამოყოფიდან შვიდი წლის შემდეგ, 1886 წელს, ბუვაბადრანდმა გაყო იგი შუაზე და შეინარჩუნა ჰოლმიუმი, მეორეს სახელად დისპროსიუმი, ელემენტარული სიმბოლოთი Dy. ეს სიტყვა მომდინარეობს ბერძნული სიტყვიდან dysprositos და ნიშნავს "ძნელად მოსაპოვებლად". დისპროზიუმის და სხვა იშვიათი დედამიწის ელემენტების აღმოჩენით დასრულდა იშვიათი დედამიწის ელემენტების აღმოჩენის მესამე ეტაპის მეორე ნახევარი.

ელექტრონის კონფიგურაცია

ელექტრონული განლაგება:

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

იზოტოპი

ბუნებრივ მდგომარეობაში დისპროსიუმი შედგება შვიდი იზოტოპისგან: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy და 164Dy. ეს ყველაფერი ითვლება სტაბილურად, მიუხედავად 156Dy დაშლისა, ნახევარგამოყოფის პერიოდი 1*1018 წელზე მეტია. ბუნებრივ იზოტოპებს შორის 164Dy არის ყველაზე უხვი 28%, შემდეგ მოდის 162Dy 26%. ყველაზე ნაკლებად საკმარისია 156Dy, 0.06%. ასევე სინთეზირებულია 29 რადიოაქტიური იზოტოპი, 138-დან 173-მდე ატომური მასის მიხედვით. ყველაზე სტაბილურია 154Dy ნახევარგამოყოფის პერიოდით დაახლოებით 3106 წელი, შემდეგ მოდის 159Dy ნახევარგამოყოფის პერიოდით 144.4 დღე. ყველაზე არასტაბილურია 138 Dy ნახევარგამოყოფის პერიოდით 200 მილიწამი. 154Dy ძირითადად გამოწვეულია ალფა დაშლით, ხოლო 152Dy და 159Dy დაშლა ძირითადად გამოწვეულია ელექტრონის დაჭერით.

მეტალი

დისპროსიუმს აქვს მეტალის ბზინვარება და კაშკაშა ვერცხლისფერი. ის საკმაოდ რბილია და შეიძლება დამუშავდეს ნაპერწკლების გარეშე, თუ თავიდან აიცილებთ გადახურებას. დისპროზიუმის ფიზიკურ თვისებებზე გავლენას ახდენს მინარევების მცირე რაოდენობაც კი. დისპროსიუმს და ჰოლმიუმს აქვთ ყველაზე მაღალი მაგნიტური ძალა, განსაკუთრებით დაბალ ტემპერატურაზე. მარტივი დისპროზიუმის ფერომაგნიტი ხდება სპირალური ანტიფერომაგნიტური მდგომარეობა 85 K (-188,2 C) და 85 K (-188,2 C) ზემოთ ტემპერატურაზე, სადაც ყველა ატომი არის ქვედა ფენის პარალელურად კონკრეტულ მომენტში და მიმდებარე ფენებს უყურებს ფიქსირებული კუთხით. . ეს უჩვეულო ანტიფერომაგნეტიზმი გარდაიქმნება მოუწესრიგებელ (პარამაგნიტურ) მდგომარეობად 179 K (-94 C).

განაცხადი:

(1) როგორც დანამატი ნეოდიმი რკინის ბორის მუდმივი მაგნიტებისთვის, ამ ტიპის მაგნიტზე დაახლოებით 2-3% დისპროციუმის დამატებამ შეიძლება გააუმჯობესოს მისი იძულებითი მოქმედება. წარსულში, დისპროზიუმზე მოთხოვნა არ იყო მაღალი, მაგრამ ნეოდიმის რკინის ბორის მაგნიტებზე მზარდი მოთხოვნილების გამო, იგი გახდა აუცილებელი დანამატის ელემენტი, დაახლოებით 95-99,9% ხარისხით და მოთხოვნა ასევე სწრაფად იზრდება.

(2) დისპროსიუმი გამოიყენება როგორც აქტივატორი ფოსფორებისთვის, ხოლო სამვალენტიანი დისპროსიუმი არის პერსპექტიული გამააქტიურებელი იონი ერთი ემისიის ცენტრის სამფეროვანი ლუმინესცენტური მასალებისთვის. იგი ძირითადად შედგება ორი ემისიის ზოლისგან, ერთი ყვითელი ემისია, მეორე კი ლურჯი ემისია. დისპროზიუმის დოპირებული ლუმინესცენტური მასალები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც სამფეროვანი ფოსფორი.

(3) დისპროსიუმი არის ლითონის აუცილებელი ნედლეული დიდი მაგნიტოსტრიქტორული შენადნობის ტერფენოლის მოსამზადებლად, რომელსაც შეუძლია ზუსტი მექანიკური მოძრაობების მიღწევა.

(4)მეტალი დისპროზიუმი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მაგნიტო-ოპტიკური შესანახი მასალა ჩაწერის მაღალი სიჩქარით და კითხვის მგრძნობელობით.

(5) დისპროზიუმის ნათურების მოსამზადებლად, სამუშაო ნივთიერება, რომელიც გამოიყენება დისპროზიუმის ნათურებში, არის დისპროზიუმის იოდიდი. ამ ტიპის ნათურას აქვს ისეთი უპირატესობები, როგორიცაა მაღალი სიკაშკაშე, კარგი ფერი, მაღალი ფერის ტემპერატურა, მცირე ზომა და სტაბილური რკალი. იგი გამოიყენებოდა როგორც განათების წყარო ფილმების, ბეჭდვისა და სხვა განათების აპლიკაციებისთვის.

(6) დისპროზიუმის ელემენტის დიდი ნეიტრონის დაჭერის განივი ფართობის გამო, იგი გამოიყენება ატომური ენერგიის ინდუსტრიაში ნეიტრონის სპექტრის გასაზომად ან ნეიტრონის შთამნთქმელად.

(7) Dy3Al5O12 ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მაგნიტური სამუშაო ნივთიერება მაგნიტური გაგრილებისთვის. მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების განვითარებით, დისპროზიუმის გამოყენების სფეროები გაგრძელდება და გაფართოვდება.

(8) დისპროზიუმის ნაერთების ნანობოჭკოებს აქვთ მაღალი სიმტკიცე და ზედაპირის ფართობი, ამიტომ მათი გამოყენება შესაძლებელია სხვა მასალების გასამაგრებლად ან კატალიზატორების სახით. DyBr3-ისა და NaF-ის წყალხსნარის გაცხელება 450 ბარ წნევაზე 17 საათის განმავლობაში 450°C-მდე შეიძლება წარმოქმნას დისპროზიუმის ფტორიდის ბოჭკოები. ეს მასალა შეიძლება დარჩეს სხვადასხვა წყალხსნარებში 100 საათზე მეტი ხნის განმავლობაში დაშლის ან აგრეგაციის გარეშე 400 ° C-ზე მეტ ტემპერატურაზე.

(9) თბოიზოლაციის დემაგნიტიზაციის მაცივრები იყენებენ პარამაგნიტურ დისპროზიუმის მარილის კრისტალებს, მათ შორის დისპროზიუმის გალიუმის ბროწეულის (DGG), დისპროზიუმის ალუმინის ბროწეულის (DAG) და დისპროზიუმის რკინის ბროწეულის (DyIG).

(10) დისპროზიუმის კადმიუმის ოქსიდის ჯგუფის ელემენტების ნაერთები ინფრაწითელი გამოსხივების წყაროა, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ქიმიური რეაქციების შესასწავლად. დისპროსიუმს და მის ნაერთებს აქვთ ძლიერი მაგნიტური თვისებები, რაც მათ სასარგებლოს ხდის მონაცემთა შესანახ მოწყობილობებში, როგორიცაა მყარი დისკები.

(11) ნეოდიმი რკინის ბორის მაგნიტების ნეოდიმის ნაწილი შეიძლება შეიცვალოს დისპროზიუმით, რათა გაიზარდოს იძულებითი ძალა და გააუმჯობესოს მაგნიტების სითბოს წინააღმდეგობა. იგი გამოიყენება აპლიკაციებში მაღალი შესრულების მოთხოვნებით, როგორიცაა ელექტრო სატრანსპორტო საშუალების წამყვანი ძრავები. მანქანები, რომლებიც იყენებენ ამ ტიპის მაგნიტს, შეიძლება შეიცავდეს 100 გრამამდე დისპროზიუმს თითო მანქანაზე. Toyota-ს სავარაუდო წლიური გაყიდვების მიხედვით 2 მილიონი ავტომობილი, ის მალე ამოწურავს ლითონის დისპროზიუმის გლობალურ მარაგს. დისპროზიუმით ჩანაცვლებულ მაგნიტებს ასევე აქვთ მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობა.

(12) დისპროზიუმის ნაერთები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც კატალიზატორები ნავთობის გადამამუშავებელ და ქიმიურ მრეწველობაში. თუ დისპროციუმი დაემატება, როგორც სტრუქტურული პრომოუტერი ფეროქსიდის ამიაკის სინთეზის კატალიზატორში, კატალიზატორის კატალიზური აქტივობა და სითბოს წინააღმდეგობა შეიძლება გაუმჯობესდეს. დისპროზიუმის ოქსიდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მაღალი სიხშირის დიელექტრიკული კერამიკული კომპონენტის მასალა, Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02 სტრუქტურით, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას დიელექტრიკული რეზონატორებისთვის, დიელექტრიკული ფილტრებისთვის, დიელექტრიკული დიპლექსერებისთვის და საკომუნიკაციო მოწყობილობებისთვის.