Thule dan Samaria

Thule dan Samaria

Andrey Vakulka,
Doktor Kimia, Institut Jozsef Stefan (Ljubljana, Slovenia)
"Sains dan Kehidupan" №9, 2018

Nama-nama meluahkan sifat-sifat sesuatu.

Pavel Florensky

Adakah anda tahu dengan baik Sistem Berkala Elemen Kimia Dmitri Ivanovich Mendeleev? Nama beberapa elemen bercakap untuk diri mereka sendiri. Cuba cari jadual nama negara dan nama saintis. Malah pembaca yang tidak berkaitan dengan kimia akan menghadapi tugas ini tanpa banyak kesukaran. Walau bagaimanapun, nama-nama beberapa elemen mengelirukan.

Lihat bahagian bawah sistem berkala, atau sebaliknya, dipanggil lanthanides. Kami akan berminat dengan thium dan samarium. Nama-nama mereka kelihatan seperti bandar-bandar Tula dan Samara. Ia juga boleh dianggap bahawa mereka ditemui di Tula dan Samara, atau bahawa saintis yang menemui unsur-unsur ini pernah tinggal di sana. Dan tidak! Unsur-unsur ini tidak sama dengan Samara atau Tula. Perkataan itu Thule (Latin), atau Θούλη, Θύλη (Yunani purba), bermaksud nama pulau itu, yang dikatakan wujud di Eropah Utara (Charlton T. Lewis, Charles Short, Kamus Latin). Pengembara Greek purba dan ahli geografi Pifeus mendakwa bahawa pulau ini benar-benar wujud.Menurut serpihan yang dipulihkan karya "Tentang Lautan" – Περί τού Ωκεανού (Greek), ditulis semula oleh Polybius dan Strabo, Pytheus, meninggalkan Marseille, menuju dari pantai Scotland ke utara dan didakwa mendapati pulau misteri itu di sana. Walau bagaimanapun, Pythaea telah dikritik secara berulang-ulang sebagai pencipta yang tidak dapat dipertimbangkan dan berwawasan, yang, pada dasarnya, tidak begitu sesuai dengan realiti.

Ahli kimia Sweden Per Theodore Kleve (1840-1905) menamakan unsur thulium dan, bersama-sama dengan profesor fizik di University of Uppsala, spektroskopis Tobias Robert Talen (1827-1905) membuktikan kewujudan thulium dan mengasingkan oksidanya. Adalah sukar untuk mengatakan dengan tepat bagaimana Kleve muncul bersekutu dengan pulau misteri itu. Berikut adalah sebut harga dari karyanya mengenai pengeluaran dua unsur baru dari erbium oksida (P. T. Cleve, 1879): Sudah tentu tidak ada kesusahan dan keseimbangan [Dua elemen baru dalam erbium oksida]. Comptes rendus. 89: 478-480.):

"Tuangkan radikal dari tempat ini kepada orang lain dan dapatkan bantuan dari mana-mana bahagian yang ada di dalamnya. ". [Untuk bahagian oksida yang terkandung di antara ytterbium dan erbium oksida, yang dicirikan oleh garis x di bahagian merah spektrum, saya mencadangkan nama "thulium", yang berasal dari Thule, nama tertua untuk Scandinavia.]

Seperti yang kita lihat, penemu itu sendiri memotivasi nama yang dipilih olehnya sejajar dengan nama lama Jutland Semenanjung Scandinavia atau pulau-pulau berdekatan.Kini menjadi jelas bahawa kisah Pifeus tidak begitu hebat, dan perjalanan bukan fiksyen. Pastinya oleh "Tula" ia bermaksud tepatnya Semenanjung Scandinavia atau beberapa pulau kecil berhampiran Semenanjung Scandinavia, yang dikunjungi semasa perjalanannya ke Utara.

Dan apa rahsia samarium sembunyi di namanya? Nama elemen ini dikaitkan dengan nama jurutera perlombongan Rusia Vasily Evgrafovich Samara-Bykhovts (1803-1870). Sebagai penghormatan kepada ahli kimia Jermannya, Heinrich Rose, namanya, atau sebaliknya, dinamakan semula mineral uranotantal sebagai Samarskite (Ca, UO2FeII)3(Ce, Y)2(Ta, Nb)6O21. Terdahulu, saudara lelaki Heinrich Gustav Rosé menggambarkan uranotantal mineral (Poggendorfs annalenVol. 48, ms. 555), dan Heinrich, yang berminat dalam komposisinya, meminta Vasily Evgrafovich menghantar sampel mineral ini. Uranotantalum ia dipanggil, tentu saja, kerana kehadiran uranium dan tantalum dalam mineral. Pada masa yang sama, Rose mendakwa bahawa apabila menganalisis uranoalbalasi yang dihantar oleh Samara-Bykhov, dia mendapati kehadiran yttra yang disebut, atau yttrium bumi*, dan tidak mendapati terdapatnya cerium dan logam yang mengiringinya. Rosa juga menunjuk kehadirannya dalam mineral "pelopia" – unsur yang tidak wujud "ditemui" oleh dirinya sendiri, yang sebenarnya merupakan campuran niobium dan tantalum.Akhirnya Heinrich Rose, tidak berpuas hati dengan nama "uranotantal" dan berfikir tentang kemungkinan nama "uranoniobit" menolak kedua-dua menawarkan mineral yang dipanggil "samarskite". Ia adalah sukar untuk mengatakan apa-apa yang pasti tentang perbuatan Rose. Apa sebenarnya menyebabkan dia melepaskan Nama adiknya, dan untuk mengekalkan nama seorang jurutera perlombongan, sebenarnya tidak mempunyai hubungan dengan penyelidikan nadir bumi baru, dan terutama untuk mencari item baru?

Teks terjemahan artikel Henry Rose, di mana beliau menulis tentang permintaannya untuk jurutera Samara-Byhovtsu menghantar dia uranotantala sampel mineral. Yang diterbitkan pada tahun 1847 dalam "Mining Journal"

Selepas penamaan semula uranotantala di Samara, dia mengikuti satu siri analisis kimia salah pencapaian dan penemuan unsur-unsur yang tidak wujud dalam samarskite itu. Akibat, 28 Julai, 1879 dan ahli kimia Perancis Lecoq de spektroskopi yarLg Boisbaudran (Paul Emile Lecoq de Boisbaudran, 1838-1912) menghentikan hal elemen Kolonel Samara dan mineralogists Rose adik-beradik. de Buabodranu berjaya mencari elemen yang merupakan sebahagian daripada tanah baru yang dinamakan "Samara", menurut nama mineral untuk dua garisan biru sebelum ini tidak diketahui dalam spektrum yang diperolehi oleh mereka dari samarskite sedimen Lecoq.

Teks dari terjemahan artikel oleh Heinrich Rosa pada penamaan semula mineral uranotantal ke Samarskite. Yang diterbitkan pada tahun 1847 dalam "Mining Journal"

Walau bagaimanapun, samarium diasingkan dalam bentuk tulennya hanya pada tahun 1901 oleh ahli kimia Perancis Eugene Anatol Demarche (1852-1903). Benar, ternyata sampel Buabodran sebenarnya campuran samarium dan europium. Demarker membangunkan kaedah penghabluran fractional yang berkesan, yang memungkinkan untuk memisahkan unsur jarang-bumi dengan sifat yang sama. Kebanyakan logam nadir bumi (REM) benar-benar sangat serupa dengan sifat kimia. Mereka agak aktif dan, secara kiasan bercakap, "suka berjalan" satu demi satu. Beberapa saintis lanthanides tidak dapat membezakannya pada satu masa dan memberi mereka satu nama. Oleh itu, campuran Praseodymium Pr dan neodymium Nd telah lama dianggap sebagai satu unsur, yang mana ahli kimia Sweden Carl Gustav Mosander (1797-1858) pada tahun 1839 mencadangkan nama "didyma" (δίδυμος, Yunani kuno. Pada dasarnya, kemunculan samarium dan thulium dan sifat kimia asas mereka memungkinkan untuk mengelirukan kedua-dua logam ini. Malah garam mereka yang paling mudah mempunyai warna yang sama – kuning atau kuning-hijau, bergantung kepada kepekatan larutan berair dan jenis anion,hadir dalam garam. Walaupun thulium chloride, tidak seperti samarium klorida, sedikit lebih dekat dengan hijau pucat.

Satu petikan dari artikel oleh L. de Boabodran pada pengesanan samarium (P. Lecoq de Boisbaudran.) Recherches sur le samarium, radikal d'une terre nouvelle extra de la samarskite. Rendus menguasai bidang sains di Académie des sciences, 89, 1)

Sehingga 1920, dua simbol digunakan untuk menamakan samarium – Sa dan Sm. Hari ini ia direkodkan sebagai Sm. Adalah juga lucu jika anda menambah satu huruf "l" dalam nama unsur thulium, anda akan mendapat "thulium" – nama maharaja Romawi Servius Tullius, yang memerintah Rom dari 578 hingga 535 SM. er

Apakah kegunaan praktikal kedua-dua elemen yang jarang berlaku ini?

Samarium untuk beberapa waktu tidak menemui permohonan. Kesannya pada objek biologi tidak ditakrifkan dengan tepat, tetapi ia masih dianggap hanya toksik yang sederhana. Walau bagaimanapun, seperti yang ditunjukkan, elemen ini dapat menyerap neutron, dan lebih cekap daripada kadmium atau boron. Secara semulajadi, samarium wujud dalam bentuk isotop, dan antara lain samarium-149, yang mempunyai bahagian penangkapan besar (66,000 gudang) dan lebih rendah hanya dengan isotop gadolinium tertentu. Oleh itu, seramik, yang mengandungi samarium, boleh digunakan sebagai bahan pelindung apabila membina reaktor.Sebaliknya, samarium-149 ternyata menjadi produk yang tidak diinginkan sepenuhnya dari operasi reaktor nuklear. Ternyata samarium-149 dari fragmen uranium fission – promethium-149. Pada masa yang sama, kita ingat bahawa samarium-149 menyerap neutron dengan sempurna dan dengan itu menjejaskan operasi reaktor. Di samping itu, samarium-149 adalah hampir isotop yang stabil – separuh hayat lebih daripada 2 · 1015 tahun, dan walaupun reaktor itu dihentikan, ia tidak akan hilang di mana-mana sahaja. Isotop samarium ini tidak berbahaya kecuali untuk reaktor neutron yang cepat. Oleh itu, dalam istilah profesional, samarium-149, seperti xenon-135, adalah racun reaktor, penyebab kematian reactor samarium.

Contoh samarium logam. Photo A. Vakulki

Namun, isotop samarium telah menemui aplikasi yang berguna. Sebagai contoh, samarium-153 dalam bentuk sebatian kimia adalah sebahagian daripada ubat "Oxabifor" (lexidrons atau EDTMP), yang digunakan untuk terapi radioisotop daripada metastase tulang. Untuk tujuan yang sama, gunakan persiapan yang mengandungi radioisotop lain: fosforus-32, strontium-89, rhenium-186, rhenium-188, lutetium-177. Walau bagaimanapun, samarium-153 mempunyai kelebihan. Inti dari terapi radioisotop terletak pada pengumpulan terpilih isotop radioaktif dalam fokus patologi, sementara tisu yang sihat tidak terjejas.Tetapi dadah dengan fosforus-32, kerana ternyata, terlalu toksik untuk darah dan sangat β-pemancar, oleh itu, sejak awal 1980-an, ia telah berhenti digunakan untuk terapi radioisotop. Sejak awal 1990-an, strontium-89 klorida telah digunakan. Ini adalah ubat generasi kedua yang dipanggil. Tetapi ia juga mempunyai kelemahan: kemungkinan peningkatan kekurangan sel-sel darah – platelet dan leukosit, ketiadaan radiasi γ, yang mana tidak dapat melihat pembahagian ubat di dalam badan, dan, akhirnya, kesan toksik pada tisu sumsum tulang merah. Baru-baru ini, samarium-153, ubat generasi ketiga, telah digunakan untuk radioterapi. Ia secara serentak β- dan γ-emitter dan pada masa yang sama agak lembut. Adalah menarik bahawa, tidak seperti strontium-89, radiasi γ-samarium-153 memungkinkan untuk menentukan lokasi dan pengedaran isotop radioaktif dalam badan. Untuk melakukan ini, gunakan kamera gamma. Scintillator kamera gamma menukarkan sinaran gamma ke dalam cahaya yang kelihatan, berkat sumber sinaran gamma dalam tubuh manusia digambarkan.

Akhirnya, mungkin penggunaan samarium yang paling menarik ialah penciptaan bahan magnet.Antara magnet yang paling kuat adalah samarium dan aloi kobalt dalam nisbah 1: 5 atau 2:17. Adalah menarik bahawa dalam bentuk cast aloi tidak mempamerkan sifat magnetik yang kuat. Walau bagaimanapun, ditumbuk dan dimampatkan, ia menjadi salah satu magnet tetap kuat. Lebih kuat kecuali aloi lain logam nadir bumi – neodymium (Nd2Fe14B), yang dikenali sebagai NIB atau Neo-magnet.

Spesimen Dendroid daripada thulium metalik. Photo A. Vakulki

Thulium juga berkaitan dengan fenomena magnet: ferrogarnet (contohnya, Tm3Fe5O12a) berasaskan thulium boleh digunakan untuk menyimpan maklumat. Istilah "garnet" dibentuk dari dua perkataan – "ferrite" dan "bom tangan". Ferrites adalah sebatian berasaskan Fe.2O3mempunyai sifat feromagnetik. Tetapi "garnet" adalah bahan dengan kisi kristal yang berkaitan dengan kekisi mineral delima, atau Ca orthosilicate.3Al2(SiO4)3. Formula umum ferro-garnet Me3Fe5O12, di mana kation pelbagai logam jarang-bumi, termasuk thulium dan samarium, boleh bertindak sebagai "Me".

Malangnya, kawasan pemakaian thulium yang lain lebih sempit.

Secara umum, kedua-dua logam tidak mempunyai begitu banyak sifat berguna seperti, sebagai contoh, besi atau karbon. Ya, dan sifatnya yang umum adalah kurang daripada banyak unsur lain (terutama thulium).

***

2019 diisytiharkan Tahun Antarabangsa Jadual Berkala Elemen Kimia. Pilihan itu tidak dibuat secara kebetulan – ia akan menjadi tahun ulang tahun ke-150 penyiaran artikel oleh Dmitri Ivanovich Mendeleev dalam jurnal Persatuan Kimia Rusia, di mana beliau membentangkan skim pertama Jadual Berkala. Tetapi sebelum ini, pada Februari 1869, Dmitry Ivanovich menghantar notis saintifik mengenai penemuan yang paling penting ini kepada ahli kimia terkemuka di dunia. Walau bagaimanapun, untuk masa yang lama di negara-negara Eropah, Jadual Berkala Unsur Kimia tidak termasuk dalam kurikulum kimia. Sekarang semua buku teks mengenai kimia bukan organik adalah berdasarkan undang-undang berkala. Dari hari pertama artikel DI Mendeleev diterbitkan pada tahun 1869, banyak unsur kimia baru telah ditemui dan disintesis. Dan mereka mendapat nama mereka dalam pelbagai cara. Antara pencapaian terkini adalah sintesis unsur superheavy baru oleh ahli fizik Rusia. Unsur 115 yang disintesis itu dinamakan Muscovy, dan 118 – Oganeson, sebagai penghormatan kepada saintis yang cemerlang, ahli akademik kontemporari kami Yuri Oganesyan.


* Bumi – nama usang batu longgar dan tanah liat (geologi) atau oksida (kimia).


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: