డిస్ప్రోసియం

వికీపీడియా నుండి
Jump to navigation Jump to search
డిస్ప్రోసియం,  66Dy
మూస:Infobox element/symbol-to-top-image-alt
సాధారణ ధర్మములు
ఉచ్ఛారణ/dɪsˈprziəm/ (dis-PROH-zee-əm)
కనిపించే తీరుsilvery white
ఆవర్తన పట్టికలో డిస్ప్రోసియం
Hydrogen Helium
Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon
Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon
Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton
Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon
Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon
Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Ununtrium Flerovium Ununpentium Livermorium Ununseptium Ununoctium
-

Dy

Cf
టెర్బియండిస్ప్రోసియంహోల్మియం
పరమాణు సంఖ్య (Z)66
గ్రూపుn/a
పీరియడ్పీరియడ్ 6
బ్లాక్f-బ్లాక్
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం[Xe] 4f10 6s2
ప్రతీ కక్ష్యలో ఎలక్ట్రానులు
2, 8, 18, 28, 8, 2
భౌతిక ధర్మములు
STP వద్ద స్థితిsolid
ద్రవీభవన స్థానం1680 K ​(1407 °C, ​2565 °F)
మరుగు స్థానం2840 K ​(2562 °C, ​4653 °F)
సాంద్రత (గ.ఉ వద్ద)8.540 g/cm3
(ద్ర.స్థా వద్ద) ద్రవస్థితిలో ఉన్నప్పుడు8.37 g/cm3
ద్రవీభవన ఉష్ణం
(హీట్ ఆఫ్ ఫ్యూజన్)
11.06 kJ/mol
భాష్పీభవన ఉష్ణం
(హీట్ ఆఫ్ వేపొరైజేషన్)
280 kJ/mol
మోలార్ హీట్ కెపాసిటీ27.7 J/(mol·K)
బాష్ప పీడనం
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 1378 1523 (1704) (1954) (2304) (2831)
పరమాణు ధర్మములు
ఆక్సీకరణ స్థితులు3, 2, 1
(weakly basic oxide)
ఋణవిద్యుదాత్మకతPauling scale: 1.22
పరమాణు వ్యాసార్థంempirical: 178 pm
సమయోజనీయ వ్యాసార్థం192±7 pm
ఇతరములు
స్ఫటిక నిర్మాణంhexagonal close-packed (hcp)
Hexagonal close packed crystal structure for డిస్ప్రోసియం
Speed of sound thin rod2710 m/s (at 20 °C)
ఉష్ణ వ్యాకోచం(r.t.) (α, poly) 9.9 µm/(m·K)
ఉష్ణ వాహకత10.7 W/(m·K)
విద్యుత్ విశిష్ట నిరోధం(r.t.) (α, poly) 926 n Ω·m
అయస్కాంత క్రమంparamagnetic at 300 K
యంగ్ గుణకం(α form) 61.4 GPa
షేర్ గుణకం(α form) 24.7 GPa
బల్క్ గుణకం(α form) 40.5 GPa
పాయిసన్ నిష్పత్తి(α form) 0.247
వికర్స్ కఠినత్వం540 MPa
బ్రినెల్ కఠినత్వం500 MPa
CAS సంఖ్య7429-91-6
చరిత్ర
ఆవిష్కరణLecoq de Boisbaudran (1886)
డిస్ప్రోసియం ముఖ్య ఐసోటోపులు
ఐసో­టోపు సమృద్ధి అర్ధ జీవితం (t1/2) క్షయం ఉత్పత్తి
154Dy syn 3.0×106 y α 2.947 150Gd
156Dy 0.06% >1×1018 y (α) 1.7579 152Gd
(β+β+) 2.0108 156Gd
158Dy 0.10% - (α) 0.8748 154Gd
(β+β+) 0.2833 158Gd
160Dy 2.34% - (α) 0.4387 156Gd
161Dy 18.91% - (α) 0.3443 157Gd
162Dy 25.51% - (α) 0.0847 158Gd
163Dy 24.90% - (SF) <79.055
164Dy 28.18% - (SF) <79.499
Decay modes in parentheses are predicted, but have not yet been observed
| మూలాలు | in Wikidata

డిస్ప్రోసియం (Dy) పరమాణు సంఖ్య 66 కలిగిన రసాయన మూలకం. ఇది మెటాలిక్ సిల్వర్ మెరుపుతో ఉండే లాంథనైడ్ సిరీస్‌లోని అరుదైన-భూ మూలకం. డిస్ప్రోసియం ప్రకృతిలో స్వేచ్ఛా మూలకం రూపంలో లభించదు. ఇతర లాంథనైడ్‌ల వలె, ఇది జెనోటైమ్ వంటి వివిధ ఖనిజాలలో కనిపిస్తుంది. సహజంగా సంభవించే డిస్ప్రోసియంకు ఏడు ఐసోటోపులు ఉన్నాయి. వీటిలో అత్యధిక సమృద్ధి కలిగినది 164Dy.

డిస్ప్రోసియంను 1886లో పాల్ ఎమిలే లెకోక్ డి బోయిస్‌బౌడ్రాన్ మొదటిసారిగా గుర్తించాడు. అయితే 1950లలో అయాన్-ఎక్స్‌ఛేంజ్ సాంకేతికతలు అభివృద్ధి చెందే వరకు దీన్ని స్వచ్ఛమైన రూపంలో వేరు చేయలేదు. డిస్ప్రోసియం ఉపయోగాలు - వేరే రసాయన మూలకాలను వాడలేనివి - సాపేక్షికంగా తక్కువ. అధిక ఉష్ణ న్యూట్రాన్ శోషణ క్రాస్-సెక్షన్‌కు గాను దీన్ని అణు రియాక్టర్లలో నియంత్రణ రాడ్‌లను తయారు చేయడం లోను, దాని అధిక అయస్కాంత ససెప్టబిలిటీ ( χv5.44×10−3 ) కోసం డేటా-స్టోరేజ్ అప్లికేషన్‌ల లోను, టెర్ఫెనాల్-D ( ఒక మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ పదార్థం) లోనూ వాడతారు. కరిగే డిస్ప్రోసియం లవణాలు స్వల్పంగా విషపూరితమైనవి, కరగని లవణాలు విషపూరితం కావు.

లక్షణాలు[మార్చు]

భౌతిక లక్షణాలు[మార్చు]

డిస్ప్రోసియం ఒక అరుదైన-భూమూలకం. ప్రకాశవంతమైన వెండి మెరుపును కలిగి ఉంటుంది. ఇది చాలా మెత్తనిది. వేడెక్కకుండా నివారించినట్లయితే స్పార్కింగ్ లేకుండా మెషినింగు చేయవచ్చు. డిస్ప్రోసియం యొక్క భౌతిక లక్షణాలు చిన్న మొత్తంలో ఉండే మలినాలతో కూడా బాగా ప్రభావితమవుతాయి. [1]

డిస్ప్రోసియం, హోల్మియం లకు మూలకాల్లోకెల్లా అత్యధిక అయస్కాంత బలాన్ని కలిగి ఉంటాయి - ముఖ్యంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద. [2] [3] డిస్ప్రోసియం 85 K (−188.2 °C) కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సాధారణ ఫెర్రో అయస్కాంత క్రమాన్ని కలిగి ఉంటుంది. 85 K (−188.2 °C) పైన, ఇది హెలికల్ యాంటీఫెరో మాగ్నెటిక్ స్థితిగా మారుతుంది. ఈ అసాధారణ యాంటీఫెరో మాగ్నెటిజం 179 K (−94 °C) వద్ద అస్తవ్యస్తమైన అర్ధ అయస్కాంత స్థితిగా మారుతుంది.

రసాయన లక్షణాలు[మార్చు]

డిస్ప్రోసియం లోహపు పొడి గాలిలో దాని మెరుపును నిలుపుకుంటుంది. అయితే ఇది తేమగా ఉండే గాలిలో నెమ్మదిగా మసకబారుతుంది. కాలిపోయి, డిస్ప్రోసియం(III) ఆక్సైడ్ ఏర్పడుతుంది:

4 Dy + 3 O 2 → 2 Dy 2 O 3

డిస్ప్రోసియం చాలా ఎలక్ట్రోపోజిటివుగా ఉంటుంది. చల్లటి నీటితో (వేడి నీటితో చాలా వేగంగా) చర్య జరిపి డిస్ప్రోసియం హైడ్రాక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది:

2 Dy (s) + 6 H 2 O (l) → 2 Dy(OH) 3 (aq) + 3 H 2 (g)

డిస్ప్రోసియం హైడ్రాక్సైడ్ అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద DyO(OH)ని ఏర్పరుస్తుంది. ఇది మళ్లీ డిస్ప్రోసియం(III) ఆక్సైడ్‌గా మారుతుంది.

డిస్ప్రోసియం లోహం 200 °C కంటే పైన అన్ని హాలోజన్‌లతో తీవ్రంగా చర్య జరుపుతుంది: 

2 Dy (s) + 3 F 2 (g) → 2 DyF 3 (s) [ఆకుపచ్చ]
2 Dy (s) + 3 Cl 2 (g) → 2 DyCl 3 (s) [తెలుపు]
2 Dy (లు) + 3 Br 2 (l) → 2 DyBr 3 (లు) [తెలుపు]
2 Dy (లు) + 3 I 2 (g) → 2 DyI 3 (లు) [ఆకుపచ్చ]

డిస్ప్రోసియం పలచబరిచిన సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్‌లో తక్షణమే కరిగి పసుపు Dy(III) అయాన్‌లను కలిగి ఉండే ద్రావణాలను ఏర్పరుస్తుంది, ఇవి [Dy(OH 2 ) 9 ] 3+ కాంప్లెక్స్‌గా ఉంటాయి: [4]

2 Dy (s) + 3 H 2 SO 4 (aq) → 2 Dy 3+ (aq) + 3 SO2−
4
</br> SO2−
4
(aq) + 3 H 2 (g)

ఫలితంగా ఏర్పడే డిస్ప్రోసియం(III) సల్ఫేట్ సమ్మేళనం గమనించదగ్గ అర్ధ అయస్కాంతం.

ఐసోటోపులు[మార్చు]

సహజంగా సంభవించే డిస్ప్రోసియంకు ఏడు ఐసోటోపులున్నాయి. అవి: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy, 164Dy. 156Dy సిద్ధాంతపరంగా 1×10 18 సంవత్సరాల కంటే ఎక్కువ అర్ధ-జీవితంతో ఆల్ఫా క్షీణతకు లోనవుతున్నప్పటికీ, వీటన్నిటినీ స్థిరమైనవిగానే పరిగణిస్తారు. డిస్ప్రోసియం పరిశీలనాత్మకంగా స్థిరంగా లేదా రేడియోధార్మికత లేని ఐసోటోపులతో కూడిన భారీ మూలకం. సహజంగా సంభవించే ఐసోటోపుల్లో 164Dy 28% తో అత్యధిక సమృద్ధి కలిగినది. తర్వాత 162Dy కి 26% సమృద్ధి ఉంది. అతి తక్కువ సమృద్ధి కలిగినది 156Dy (0.06%). [5]

138 నుండి 173 వరకు పరమాణు ద్రవ్యరాశులతో ఇరవై తొమ్మిది రేడియో ఐసోటోప్‌లు కూడా సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. వీటిలో అత్యంత స్థిరమైనది 154Dy. దీని అర్ధ జీవితం సుమారు 3 ×106  సంవత్సరాలు. తర్వాత 144.4 రోజుల అర్ధ జీవితంతో 159Dy  ఉంటుంది. అత్యల్ప స్థిరత్వం 138Dy. దీని అర్ధ జీవితం 200 మిల్లీ సెకండ్లు. సాధారణ నియమం ప్రకారం, స్థిరమైన ఐసోటోపుల కంటే తేలికైన ఐసోటోప్‌లు ప్రధానంగా β + క్షయం ద్వారా క్షీణిస్తాయి, అయితే భారీగా ఉన్నవి β <sup id="mw0Q">-</sup> క్షయం ద్వారా క్షీణిస్తాయి. అయితే, 154Dy ప్రధానంగా ఆల్ఫా క్షయం ద్వారా క్షీణిస్తుంది. 152Dy, 159Dy లు ప్రధానంగా ఎలక్ట్రాన్ క్యాప్చర్ ద్వారా క్షీణిస్తాయి. [5] డిస్ప్రోసియంకు పరమాణు ద్రవ్యరాశి 140 నుండి 165 వరకు ఉండే కనీసం 11 మెటాస్టేబుల్ ఐసోమర్‌లు ఉన్నాయి. ఉంటుంది. వీటిలో అత్యంత స్థిరమైనది 165mDy, దీని అర్ధ జీవితం 1.257 నిమిషాలు. 149Dy రెండు మెటాస్టేబుల్ ఐసోమర్‌లను కలిగి ఉంది. అందులో రెండవదైన 149m2 Dy కి అర్ధ జీవితం 28 నానో సెకండ్లు. [5]

లభ్యత[మార్చు]

జెనోటైమ్

డిస్ప్రోసియం ఒక స్వేచ్ఛా మూలకం రూపంలో లభించదు. జెనోటైమ్, ఫెర్గూసోనైట్, గాడోలినైట్, యూక్సెనైట్, పాలీక్రేస్, బ్లామ్‌స్ట్రాండిన్, మోనాజైట్, బాస్ట్నాసైట్ ఖనిజాల్లోను, ఎర్బియం, హోల్మియం లేదా ఇతర అరుదైన భూ మూలకాలతో సహా అనేక ఖనిజాలలోనూ లభిస్తుంది. డిస్ప్రోసియం-ఆధిపత్యంగా ఉండే ఖనిజం (అంటే, కూర్పులోని ఇతర మూలకలా కంటే డిస్ప్రోసియం ప్రబలంగా ఉంటుంది) ఏదీ ఇంకా కనుగొనలేదు. [6]

హై- యట్రియం సమ్మేళనాల్లో, డిస్ప్రోసియం హెవీ లాంథనైడ్‌లలో అత్యంత సమృద్ధిగా ఉంటుంది. ఇందులో 7-8% వరకు డిస్ప్రోసియం గాఢత ఉంటుంది (యట్రియం 65%తో పోలిస్తే). భూమి పెంకులో Dy యొక్క గాఢత దాదాపు 5.2 mg/kg. సముద్రపు నీటిలో ఇది 0.9 ng/L ఉంటుంది.

ఉపయోగాలు[మార్చు]

వెనేడియం వంటి ఇతర మూలకాలతో కలిపి, లేజర్ పదార్థాలు, వాణిజ్య లైటింగ్‌ల తయారీలో డిస్ప్రోసియంను ఉపయోగిస్తారు. డిస్ప్రోసియం యొక్క అధిక ఉష్ణ-న్యూట్రాన్ శోషణ క్రాస్-సెక్షన్ కారణంగా, అణు రియాక్టర్లలో న్యూట్రాన్-శోషక నియంత్రణ రాడ్‌లలో డిస్ప్రోసియం -ఆక్సైడ్-నికెల్ సెర్మెట్‌లను ఉపయోగిస్తారు. [7] [8] డిస్ప్రోసియం- కాడ్మియం చాల్కోజెనైడ్స్ ఇన్ఫ్రారెడ్ రేడియేషనుకు వనరులు. ఇది రసాయన ప్రతిచర్యలను అధ్యయనం చేయడానికి ఉపయోగపడుతుంది. [9] డిస్ప్రోసియం, దాని సమ్మేళనాలు అయస్కాంతీకరణకు బాగా అనుకూలంగా ఉంటాయి కాబట్టి, వాటిని హార్డ్ డిస్క్‌ల వంటి వివిధ డేటా-స్టోరేజ్ అప్లికేషన్‌లలో ఉపయోగిస్తారు. [10] ఎలక్ట్రిక్-కార్ మోటార్లు, విండ్-టర్బైన్ జనరేటర్లలో ఉపయోగించే శాశ్వత అయస్కాంతాల కోసం డిస్ప్రోసియంకు ఎక్కువగా డిమాండ్ ఉంది. [11]

జాగ్రత్తలు[మార్చు]

అనేక పౌడర్‌ల మాదిరిగానే, డిస్ప్రోసియం పౌడర్ గాలితో కలిపినప్పుడు, జ్వలన వనరులు ఉన్నప్పుడు పేలుడు ప్రమాదాన్ని కలిగిస్తుంది. పదార్ధం యొక్క సన్నని రేకులు రవ్వల ద్వారా లేదా స్థిర విద్యుత్తు ద్వారా కూడా మండుతాయి. డిస్ప్రోసియం మంటలను నీటితో ఆర్పడం సాధ్యం కాదు. ఇది నీటితో చర్య జరిపి మండే హైడ్రోజన్ వాయువును ఉత్పత్తి చేయగలదు. [12] డిస్ప్రోసియం క్లోరైడ్ మంటలను నీటితో చల్లార్చవచ్చు. [13] డిస్ప్రోసియం ఫ్లోరైడ్, డిస్ప్రోసియం ఆక్సైడ్లు మండవు. [14] [15] డిస్ప్రోసియం నైట్రేట్, Dy(NO3)3, ఒక బలమైన ఆక్సీకరణ కారకం. సేంద్రీయ పదార్ధాలతో సంపర్కంలో తక్షణమే మండుతుంది.

కరిగే డిస్ప్రోసియం లవణాలైన డిస్ప్రోసియం క్లోరైడ్, డిస్ప్రోసియం నైట్రేట్ వంటివి తీసుకున్నప్పుడు స్వల్పంగా విషపూరితం. ఎలుకలపై డిస్ప్రోసియం క్లోరైడ్ తో చేసిన ప్రయోగాల ఆధారంగా, 500 గ్రాములు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ తీసుకుంటే మానవులకు ప్రాణాంతకం కావచ్చు (100 కిలోగ్రాముల మనిషికి 300 గ్రాముల సాధారణ ఉప్పు ఎంత ప్రాణాంతకమో అంత ). కరగని లవణాలు విషపూరితం కాదు.

మూలాలు[మార్చు]

  1. Lide, David R., ed. (2007–2008). "Dysprosium". CRC Handbook of Chemistry and Physics. Vol. 4. New York: CRC Press. p. 11. ISBN 978-0-8493-0488-0.
  2. Emsley, John (2001). Nature's Building Blocks. Oxford: Oxford University Press. pp. 129–132. ISBN 978-0-19-850341-5.
  3. "Dysprosium". The History and Use of our Earth's Chemical Elements. Greenwood Press. 1998. pp. 234–235. ISBN 978-0-313-30123-0. 
  4. "Chemical reactions of Dysprosium". Webelements. Retrieved 2012-08-16.
  5. 5.0 5.1 5.2 Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S. (2017). "The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
  6. Hudson Institute of Mineralogy (1993–2018). "Mindat.org". www.mindat.org. Retrieved 14 January 2018.
  7. Emsley, John (2001). Nature's Building Blocks. Oxford: Oxford University Press. pp. 129–132. ISBN 978-0-19-850341-5.
  8. . "Development of Dysprosium Titanate Based Ceramics".
  9. Lide, David R., ed. (2007–2008). "Dysprosium". CRC Handbook of Chemistry and Physics. Vol. 4. New York: CRC Press. p. 11. ISBN 978-0-8493-0488-0.
  10. Chemistry Foundations and Applications. Thomson Gale. https://archive.org/details/chemistryfoundat0000unse/page/267. 
  11. Bourzac, Katherine (19 April 2011). "The Rare Earth Crisis". MIT Technology Review. Retrieved 18 June 2016.
  12. Dierks, Steve (January 2003). "Dysprosium". Material Safety Data Sheets. Electronic Space Products International. Archived from the original on 2015-09-22. Retrieved 2008-10-20.
  13. Dierks, Steve (January 1995). "Dysprosium Chloride". Material Safety Data Sheets. Electronic Space Products International. Archived from the original on 2015-09-22. Retrieved 2008-11-07.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  14. Dierks, Steve (December 1995). "Dysprosium Fluoride". Material Safety Data Sheets. Electronic Space Products International. Archived from the original on 2015-09-22. Retrieved 2008-11-07.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  15. Dierks, Steve (November 1988). "Dysprosium Oxide". Material Safety Data Sheets. Electronic Space Products International. Archived from the original on 2015-09-22. Retrieved 2008-11-07.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)