الهيليوم ثاني أكثر العناصر انتشارا في الكون المعروف بعد الهيدرجين، ويشكل حوالي ربع كتلة الكون. ووجوده يتركز في النجوم، حيث أنه يتكون هناك من اتحاد ذرات الهيدرجين، وحسب نظرية الانفجار العظيم، تكون أغلب الهيليوم في الدقائق الثلاث الأولى بعد الانفجار.

أما على الأرض ، فإن الهيليوم يشكل جزء واحد من 200 ألف جزء، وذلك يعود بشكل رئيسي إلى تطاير الهيليوم إلى الفضاء الخارجي، وكميات الهيليوم الملموسة الموجودة على الأرض ناتجة عن التحلل الإشعاعي للعناصر الكيميائية، أما أكبر تركيزاته فموجودة مع الغاز الطبيعي ومنها يستخرج معظم الهيليوم للاستخدامات التجارية، وتعتبر آبار الغاز في ولايات تكساس، أوكلاهوما وكنساس الأمريكية المصدر الرئيسي لهذا الغاز في العالم.

تتركز أسباب تطبيقات استخدام الهيليوم دون غيره في بعض المجالات إلى كونه غازا خاملا لا يتفاعل بسهولة إضافة إلى عوامل أخرى.

* يستخدم الهيليوم للمناطيد الضخمة والبالونات، لأنه أخف من الهواء فهو ثاني أخف غاز موجود، كما أنه لا يحترق أو ينفجر مما يجعل منه خيارا مناسبا لمثل هذا التطبيق.

* صوت الإنسان الذي استنشق هواء فيه تركيز ملموس من الهيليوم، يصبح عالي الدرجة (من النعومة والجهارة، فيسمع كان فيه شيء من التزمير)، وذلك يعود إلى أن سرعة الصوت في الهيليوم أكبر بثلاث مرات من سرعته في الهواء العادي، مما يؤدي إلى زيادة تردده عند وصول موجات الصوت إلى الهواء العادي، ولكن التعرض لاستنشاق تركيزات عالية من الهيليوم قد تودي بالحياة بسبب نقص الأكسجين.

* يستخدم خليط الهيليوم مع الأكسجين والنيتروجين لملء قوارير هواء تنفس الغواصين في الأعماق الكبيرة لأنه يساعد في منع التسمم الأكسجيني والاستبدال النيترجيني (دخول النيتروجين إلى الدم بدل الأكسجين الأمر الذي يؤثر على عمل الأعصاب ويعطي تأثيرا شبيها بالسُكر) تحت ضغوط الأعماق الكبيرة.

* يستخدم الهيليوم في بيئات تنمية البلورات الدقيقة في الظروف الحساسة لأنه لا يتفاعل ولا يؤثر في تركبها.

* يستخدم الهيليوم للمساعدة في ضغط الوقود الغازي المسال (كالهيدرجين السائل)، وذلك لأنه لا ينفجر تحت ضغوط أو درجات حرارة عالية.

النيون(Ne) هو عنصر كيميائي من الغازات النبيلة (الغازات الخاملة، الغازات النادرة) التي تتصف بأنها إذا ما أضيفت إلى مصباح ضوئي زادت من توهجه وأعطته بريقاً مختلفاً، كما أنه غاز خامل ينتشر في طبقات الجو العليا، كما يستخدم في ملء أنابيب المصابيح (يسمى في الترجمات الحديثة السَنْوَن، على وزن فَعْلَن من سَنَا البرقُ: أضاء والنارُ: علا ضوؤها، ذلك أنّه غاز مستعمل في الإضاءة، رمزه الكيميائي العربي سن).


.الفلور (F. Fluorine) (الاسم مشتق من اللاتينية "fluere" والتي تعني السريان) هو عنصر كيميائي في الجدول الدوري يرمز له بالرمز F وعدده الذري 9، ويكون في الحالة الغازية في درجة الحرارة العادية (يسمى في الترجمات الحديثة الفَرْيَن، على وزن فَعْلَن من فَرَى: الأرضَ: شقّها، قطعها سيرا، ذلك أنه عنصر كيميائي نشيط مؤكسد، رمزه الكيميائي العربي فر). له تأثير سام على الكائنات الحية. لونه أصفر مخضر شاحب، غاز أحادي التكافؤ وهو أكثر الهالوجينات الغازية نشاطا. والفلور النقي خطرا جدا .

الفلور النقي غاز أصفر شاحب أكال وعامل مؤكسد قوي. وهو أكثر العناصر نشاطية وسالبية كهربية على الإطلاق، ويكون مركبات بسرعة مع العناصر الأخرى. يتحد الفلور مع الغازات النبيلة مثل الكربتون، والزينون، والبرادون. حتى في الظلام، والبرودة، يتفاعل الفلور بشدة مع الهيدروجين. وهو نشط لدرجة أنه لا يوجد في حالته العنصرية وله انجذاب لمعظم الفلزات، بما فيها السيليكون، ولذلك لا يمكن تحضيره أو تخزينه في آنية زجاجية. في الهواء الذي يحتوى على بخار الماء يتفاعل بسرعة مع الماء لينتج حمض هيدروفلوريك شديد الخطورة.

يستخدم الفلور في إنتاج اللدائن ذات الأحتكاك القليل مثل التيفلون، وفي الهالون ألكانات مثل الفريون. ومن استخداماته الأخرى:

* حمض الهيدروفلوريك (HF) يستخدم للحفر على الزجاج في المصابيح والمنتجات الأخرى.
* الفلور أحادي الذرة يستخدم في رماد البلازما في تصنيع أشباه الموصلات.
* ومع مركباته يستخدم الفلور في إنتاج اليورانيوم (من الهيكسافلورايد)، وفي أكثر من الكيمويات الفلورية، منها اللدائن التي تتحمل درجة الحرارة العالية.
* يستخدم هيدرو كلورو فلورو كربون بكثرة في مكيفات الهواء وفي التبريد. وقد تم حظر استخدام كلورو فلورو كربون نظرا لوجود شك في أنه سبب في ثقب الأوزون.
* سادس فلوريد الكبريت خامل للغاية (وعلى غير عادة مركبات الفلور) غير سام. وهذه المجموعة من المركبات فعالة ومهمة في الصوب الزجاجية.
* بوتاسيوم هيكسا فلورو ألومينات، والذي يسمى أيضا كريوليت يستخدم التحليل الكهربي للألومنيوم.
* فلوريد صويوم يستخدم كمبيد للحشرات، وخاصة الصراصير.
* بعض أوان الفلوريدات تضاف لمعجزن الأسنان، كما أنها تضاف للمياه العمومية لمنع تسوس الأسنان.
* كما أن الفلور كان يستخدم قديما للمساعدة في إذابة مصهور المعادن، ومن ثم فلور-18 النظير النشيط إشعاعيا الذي ينبعث منه البوزيترونات، غالبا ما يستخدم في التصوير بإنبعاث البوزيترون نظرا لأن له فترة عمر نصف تبلغ 110 دقيقة.

دارت بعض الأبحاث – متضمنة علمء الفضاء الأمريكان في أوائل الستينات من القرن العشرين- بدراشة الفلور في حالته العنصرية ليكون وقود للصواريخ نظرا لقوة دفعه الفائقة. وقد فشلت هذه التجارب نظرا لصعوبة التعامل مع الفلور.

الفلور في شكل الفلورسبار (فلوريد كالسيوم|فلوريد الكالسيوم]]) تم وصفه عام 1529 بواسطة جورج أجريكولا لاستخدامه كصهور، وهي المادة التي تستخدم لدفع عملية إنصهار المعادن والأملاح. وفي عام 1670 وجد شواندهارد أن الزجاج يحدث به حفر عند تعرضه للفلورسبار الذي تم معالجته بحمض. وقد قام كثيرون بتجارب على حمض الهيدروفلوريك، الذي يتم الحصول عليه بسهولة بمعاملة فلوريد الكالسيوم (فلورسبار) بحمض كبرتيك مركز، ومنهم كارل شيلي، همفرى دافي، جوزيف لويس جاى-لوساك، أنتونى لافوازير، لويس ثينارد.

وتم أخيرا اكتشاف أن حمض الهيدروفلوريك به عنصر لم يكتشف بعد. وهذا العنصر لم يتم عزله لعدة سنين بعد ذلك نظرا لنشاطه الفائق- وعند فصله من مركباته بصعوبة بالغه فإنه يهاجم المادة الباقية من المركب في الحال. وأخيرا في عام 1886 تم عزل الفلور عن طريق هنرى مويسان بعد 74 عام تقريبا من المحاولات. وقد كلفت هذه المحاولات عديد من الباحثين صحتهم، أو حتى حياتهم، وقد حصل مويسان على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1916.

وأول إنتاج كبير للفلور كان عند إنتاج القنبلة الذرية مشروع مانهاتن في الحرب العالمية الثانية حيث تم استخدام المركب هيكسا فلوريد اليورانيوم (UF6) لعزل U-235، و U-238نظائر اليورانيوم. وفي هذه الأيام يتم استخدام (UF6) الغازي في عمليتي الإنتشار الغازي، وطرد الغاز مركزيا لإنتاج اليورانيوم الغني للتطبيقات التي تستخدم القوة النووية.

يحل الفلور في كثير من الأحيان محل الهيدرجين في المركبات العضوية، ولذلك فإن الفلور يتمكن من الدخول في عدد هائل من المركبات. مركبات الفلور وبينها لاغازات النبيلة تم تصنيعها لأول مرة عن طريق نيل بارتليت في عام 1962 – زينون هيكسا فلورو بلانتينات XePtF6 كان اولها. ثم تم تصنيع فلوريدات الكرتون والرادون بعد ذلك.

هذا العنصر تم الحصول عليه من فلوريت، كريوليت، فلوروأباتيت شاهد أيضا: فلورو كربون

يجب التعامل مع الفلور وHF بحرص شديد ولا يجب أن يكون لهما أى تلامس مع الجلد والعين. ويجب تخميد كل المعدات قبل إستخدمها معهم.

كل من الفلور في حالته العنصرية، وأيون الفلوريد في غاية السمية. والفلور له رائحة لاذعة مميزة ويمكن تمييزها في التركيزات القليلة حتى 20 nL/L. وينصح بان يكون أقصى تركيز لتعرض الشخص البالغ له لفترة عمل تبلغ 8 ساعات 1 µL/L(جزء في المليون بالحجم)، أى أقل من سيانيد الهيدروجين.

وعموما، فإن التعامل آمن مع الفلور يمكن من نقله بكميات كبيرة

يدخل الفلور في تركيب مينا الأسنان والبناء العظمي كما يسهل عملية امتصاص الجسم للعناصر الأخرى مثل الكالسيوم والماغنسيوم وأيضاً يساعد على إبطاء هشاشة العظام.

والنقص في عنصر الفلور يؤدي إلى حالات التواء العمود الفقري وتأخر التئام العظام المكسورة بالإضافة إلى تسوس الأسنان، ونذكر أن الزيادة في نسبة الفلور تؤدي إلى إصابة الأسنان ببقع غامقة اللون.

ومصادر الفلور في غذاء الإنسان تشمل مشروب الشاي وبعض أصناف المياه المعدنية والأسماك البحرية.

الأكسجين هو أحد العناصر الكيميائية الموجودة في الجدول الدوري وله الرمز O ورقم ذري 8 (يسمى في الترجمات الحديثة الصَّدْأَن، على وزن فعلن من الصَّدَأ، ذلك أنّه السّبب في صدأ الحديد ونحوه، رمزه الكيميائي العربي أ). هذا العنصر شائع للغاية ، ولا يوجد فقط على الأرض ولكن في كل الكون, وغالبا يكون مرتبطا مع عناصر أخرى. الأكسجين غير المرتبط (وغالبا ما يطلق عليه الأكسجين الجزيئي, O2) يوجد في أول الأمر على سطح الأرض كناتج لعمليات التأيض للبكتريا ثم تواجد الأكسجين الحر في الغلاف الجوي بعد ذلك في العصر الجيولوجي وحتى الآن ينتج بوفرة من النبات, والتي تنتج الأكسجين خلال عمليات البناء الضوئي وهو يشكل 20% العناصر موجودة في الهواء.

في ظروف الحرارة والضغط القياسية ، يتواجد الأكسجين في الحالة الغازية يتكون الأكسجين من جزيئات ثنائية الذرة لها الشكل O2 . ويكون O2 له شكلان حسب الطاقة : الشكل ذو الطاقة الأقل ، غالبا ما يكون أحاى الرابطة راديكال ثنائي أكسجين ثلاثي ، والشكل ذو الطاقة الأعلى ، يكون جزيء ثنائي الرابطة أحادى الأكسجين . وهذه الطبيعة للراديكال الثنائي يعزى إليها التغير في الطبيعة الكيميائية .

الأكسجين مركب أساسي للهواء ، يتكون من النباتات خلال عمليات البناء الضوئي ، وهو مهم للتنفس في الكائنات الحية التي تعتمد على الهواء في تنفسها . .

الأكسجين السائل والصلب لهما لون أزرق فاتح وكلاهما مغناطيسي مساير (بارا مغناطيسي) قوى . يتم الحصول على الأكسجين السائل غالبا من التقطير الجزئي للهواء المسال . وكل من الأوزون O3 الصلب والسائل له لون أزرق غامق والاوكسجين له فوائد كثيرة. تم اكتشاف شكل اخر متأصل للأكسجين وهو الأكسجين الرباعي (O4), وهو مادة صلبة ذات لون أحمر غامق ويتم الحصول عليه بتأثير الضغط على الأكسجين O2 بمقدار 20 GPa . وتم دراسته ليتم استخدامه في وقود الصواريخ والتطبيقات المشابهه ، وهو مادة مؤكسدة أقوى من O2 أو O3.

يتم استخدام الأكسجين بكثرة كمادة مؤكسده ، ولا يوجد عنصر أعلى منه في السالبية الكهربية سوى الفلور . ويتم استخدام الأكسجين السائل كمادة مؤكسدة في دفع الصواريخ .كما أن الأكسجين أساسي في عمليات التنفس ، ولذا فإن له دور أساسي في الطب . كما أن متسلقى الجبال ومن يقومون باستخدام الطائرات يكون لديهم إمدادات إضافية من الأكسجين . ويستخدم الأكسجين أيضا في اللحام . وفى صناعة كل من الصلب وميثانول .

الأكسجين من العناصر التي تثير ابهجة ، ولذا فإنه يتم استخدامه في المنتجعات حتى الأوقات الحديثة . كما يلاحظ وجود أعمدة الأكسجين حتى الآن في الحفلات . في القرن التاسع عشر كان يتم خلطه مع أكسيد النيتروز لعمل نوع من أنوع المسكنات ، ويتم استخدام نوعية من هذه المسكنات إلى الآن .

اكتشف الأكسجين الأول في الصين القديمة عام 800 قبل الميلاد. وقد افترض مكتشفه زو زينج هونج، وجوده عن طريق تسخين النيتر. وقد افترض أن هذا الغاز هو إكسير الحياة .

وأعيد بعد ذلك اكتشاف الأكسجين عن طريق عالم الصيدلة السويدي كارل ويليم شيلى تقريبا قبل عام 1773 ، ولم يتم نشر اكتشافه قبل الاكتشاف المستقل للعالم جوزيف بريستلى في الأول من أغسطس عام 1774 والذي أطلق على الغاز اسم معاكس الفلوجستون (شاهد الفلوجستون . وقام بريستلى بنشر اعماله عام 1775 وشيلى عام 1777 ، وعادة ما يأخذ بريستلى الاهتمام لأنه قام بالنشر أولا .

و أطلق أنطوان لافوازييه على الغاز اسم أوكسجين في عام 1778 ميلادى. و كما ذكر أعلاه الاسم مشتق من كلمتين إغريقيتين و هما أوكسى بمعنى حامض الطعم أو مَضِر و جين و معناها ما يَنتُج عن الشىء (متسسب ) و أيضا ما يُنتِج الشىء (مسبب). و قد اختار لافوازييه هذه الاشتقاق اللغوى نظرا للإعتقاد السائد آنذاك (خاصة بعد اكتشافات بريستلى عام 1775) بأن جميع الأحماض تحتوى على الأكسجين، و قد صحح هذا الإعتقاد بعد عدة إعادات لتعريف المواد الحمضية.

الكلمة أكسجين تم إشتقاقها من كلمتان إغريقيتان أكسى وتعنى حمض ، جينوماى متسبب . واختير هذا الاسم نظرا في القرن الثامن عشر نظرا لأنه كان يعتقد أن كل الأحماض تحتوى على أكسجين . تعريف الحمض غير بعد ذلك إلى أنه لا يجب احتواء الحمض على أكسجين في تركيبه الجزيئى .

يعتبر الأكسجين أحد مقومات الحياة الرئيسية حيث يدخل بكثير من الامور مثل الماء الذي يعتبر عصب الحياة.
الأكسجين هو ثانى أكبر مكون للغلاف الجوي ( 20.947 % بالحجم )

نظرا لأن الأكسجين له كهرسالبية ، فإنه يكون روابط كيميائية مع كل العناصر الأخرى تقريبا ( وكان ذلك أصل كلمة أكسدة ) . العناصر القليلة التي إستطاعت الهروب من الأكسدة هي الغازات النبيلة . وأكثر الأكاسيد شهرة هو ثانى أكسيد الهيدروجين أو الماء H2O). كما أن هناك مركبات أخرى مشهورة تتضمن الكربون والأكسجين مثل ثانى أكسيد الكربون (CO2), الكحولات(R-OH), ألدهيد (R-CHO), والأحماض الكربوكسيلية (R-COOH). كما أن الراديكالات المتأكسدة مثل كلورات (ClO3−), بيركلورات (ClO4−), كرومات (CrO4up2−), ثنائي كرومات (Cr2O7up2−), برمنجنات (MnO4−), والنيترات (NO3−) عوامل مؤكسدة قوية . وهناك فلزات عديدة مثل الحديد ترتبط مع الأكسجين أكسيد حديد ثلاثي (Fe2O3). أوزون (O3) يتكون بالتفريغ الكهرستاتيكي في وجود الأكسجين الجزيئي . جزيء الأكسجين الثنائي (O2)up2 معروف ويتواجد كمكون بسيط في الأكسجين السائل . إيبوكسيد هو إثير تكون ذرة الأكسجين فيه جزء من حلقة ثلاثية الذرات .

للأكسجين ثلاث نظائر مستقرة و10 نظائر مشعة . وكل النظائر المشعة لها عمر نصف أقل من ثلاث دقائق .

الأكسجين يمكن أن يكون سام عند الضغوط الجزيئية المرتفعة.

كما ان هناك مشتقات للأكسجين مثل الأوزون (O3) ، الأكسجين الأحادي ، بيروكسيد الهيدروجين ، الجذور الهيدروكسيلية ، الأكاسيد الفائقة سامة للغاية . وقد قام جسم الإنسان بتطوير آلية للحماية من هذه المواد السامة . فمثلا الجلوتاثيون الطبيعي يعمل كمضاد للسموم ، كما يعمل البليروبين وهو مركب طبيعي يعتبر كمادة من الهيموجلبين . التركيزات العالية من الأكسجين تساع على الإشتعال السريع وينتج أخطار النيران والإنفجارات عند تواجد الوقود . وهذا أيضا يري على مركبات الأكسجين مثل الكلورات ، البير كلورات ، الداي كرومات . كما أن المواد التي لها جهد أكسدة عالي تسبب الحروق .

وقد كانت النيران التي قتلت أفراد طاقم أبوللو 1 في تجربة للإطلاق تنتشر بسرعة كبيرة لأن الأكسجين النقي كان في الضغط الجوي العادجي بدلا من ثلث الضغط الذي يستخدم في الإطلاق العادى (شاهد الضغط الجزئي) .

مشتقات الأكسجين تكون جذور حرة بسهولة ، وخاصة أثناء عمليات الأيض . لأنها يمكن أن تسبب ضرر كبير للخلايا والدى إن إيه ، ويقال أنها تسبب السرطان والشيخوخة .

البورون أو اختصارا البور هو عنصر كيميائي في الجدول الدوري يرمز له بالرمز B وعدده الذري 5 (يسمى في الترجمات الحديثة البَرْقَن، على وزن فَعْلَن من البُورَق، ذلك أنّه مكوّن رئيسيّ لهذا الملح، ومن الأَبْرَق أي غلظ فيه حجارة ورمل وطين،ذلك أنّه عنصر خشن قاس، رمزه الكيميائي العربي ب). وهو عنصر فلزي ثلاثيّ التّكافؤ ، ويتواجد البورون بوفرة عالية في ملح بورات الصوديوم (بورق أو بوراكس). وهناك صورتين متأصليتين للبورون ، فالبورون الغير متبلور عبارة عن مسحوق بني ، ولكن فلز البورون بشكله البلوري أسود اللون. الشكل الفلزي قاس (9.3 على مقياس موه) وهو موصل رديء في درجة حرارة الغرفة. ولا يوجد بشكل حر في الطبيعة.

البورون عنصر شره للإلكترونات ، حيث أن لديه مدار p شاغر. ومركبات البورون تسلك سلوك أحماض لويس ، وإتحاده بسهولة مع المواد الغنية بالإلكترونات هو محأولة لإشباع طلب ذراته للإلترونات.

من خصائص البورون الضوئية أنه قادر على إنفاذ الإشعة التحت الحمراء. وفي درجات حرارة الغرفة يكون البورون موصلا سيئا للكهرباء ولكنه موصل جيد في درجات الحرارة العالية.

للبورون أقوى تحمل للتوتر بين العناصر المعروفة.

يمكن استخدام نايتريد البورون لصناعة مواد قاسية ققسأوة الألماس. كما يقوم النيتريد كعازل كهربائي ولكنه يوصل الحرارة بشكل شبيه للفلزات. كما أن للبورون القدرة للعمل كمادة مقلله للإحتكاك تشبه تلك الموجودة لدى الجرافيت. والبورون يشبه الكربون أيضا في قدرته على تكوين شبكات جزيئية من روابط تكافئية مستقرة.

أن أهم مركبات البورون اقتصاديا هو ثلاثي بورات ديكاهيدرات الصوديوم (sodium tetraborate decahydrate)Na2B4O7 · 10H2O، أو البورق المستخدم بكميات كبيرة في إنتاج الألياف الزجاجية العازلة ومواد التبييض ، استخدامات إخرى:

* بسبب لون الأخضر المميز ، يستخدم في الإشارات النارية.

* حمض البوريك مركب مهم يستخدم في صناعة النسيج.

* مركبات البورون تستخدم بشكل كبير في عمليات التركيب العضوي كما يدخل في صناعة زجاج البوروسيليكات.

* تستخدم مركبات أخرى كمواد حافظة للأخشاب ، وهي جذّابة لهذا الاستخدام لانخفاض سميتها.

* بورون-10 يستخدم للمساعدة في السيطرو التحكم في المفاعلات النووية ، كدرع واقي من الإشعاع وكذلك للكشف عن النيوترونات.

* لفتائل (خيوط) البورون قوة عالية وكتلة قليلة ، ولذلك فهي المستخدمة بشكل رئيس في هياكل مركبات الأجواء العالية والفضاء المتقدمة.

* يتم بحث استخدام مركبات البورون للاستخدام في طيف عريض من التطبيقات ، منها الآن كجزء من الأغشية المنفذة للسكر ، كواشف الكربوهيدرات والمُجمّعات الحيوية. كما يستخدم في مجالات طبية ، ويبدو ان لمركبات أخرى للبورون مستقبل واعد في علاج الروماتيزم وآلام المفاصل.

يمكن أكسدة هيدرات البورون بسهولة وتحرر كمية جيدة من الطاقة. ولذلك فهي تُدرس لإحتمالية استخدامها كوقود للصواريخ.

مركبات البورون (عرفها العرب بإسم البورق عن الفرس الذين عرفوها بإسم بوره) كانت معروفة منذ آلاف السنين. في مصر القديمة ، إعتمدت عملية تحنيط المومياء على خام يعرف بإسم نطرون ، والذي يحوي على البوريتس وأملاح أخرى شائعة. واستخدم البوراكس في طلاء الزجاج في الصين منذ 300 ق.م. ، كما أستخدم في صناعة الزجاج في روما القديمة.

لم يتم فصل عنصر البورون إلا عام 1808 على يد السير همفري ديفي ، غاي لوساك و ل. ج. ثينارد ، حيث فصلوه حتى نسبة نقأوة 50%. لم يعرف هؤلاء كون المادة كانت عنصرا. وكان يونز ياكوب بيرزيلوس الذي عرّفه كعنصر عام 1824. وتم إنتاج أول عينة من البورون الصرف على يد الكيميائي الأمريكي و. واينترأوب في عام 1909.

الولايات الأمريكية المتحدة وتركيا هما أكبر منتجين للبورون في العالم. البورون لا يوجد في الطبيعة بشكل حر ولكن يوجد على شكل مركبات في البوراكس (بورق) ، حمض البوريك ، الكوليمانتين ، الكرنيت ، الأولوكسيت والبورات. يوجد حمض البوريك أحيانا في الينابيع البركانية. والأوليكسيت هو معدن من معادن البورون وله خصائص كتلك التي للألياف الزجاجية.

المصادر المهمة اقتصاديا تأتي من إحتياطيات خامات الكرنيت والتنكال (خامات البوراكس) والتان توجد كلاهما في صحراء موجافي في كاليفورنيا (البوراكس هو المصدر الأهم هناك) وتركيا فيها أيضا الكثير من خامات البوراكس.

تحضير البورون النقي ليس بالعملة السهلة. الطرق الأولى التي استخدمت تضمنت إختزال أكسيد البوريك مع معادل كالمغنيسيوم أو الألمنيوم. ولكن الناتج كان في أكثر الأحيان يشوبه بورات المعدن المستخدم. ويمكن تحضير البورون النقي بإختزال شكل متطاير من البورون باستخدام الهيدرجين في درجات الحرارة العالية.

في عام 1997 كانت تكلفة شكل بلوري من البورون بنقاء يصل إلى 99% حوالي 5 دولارات أمريكية لكل غرام وكانت تكلفة الشكل الغير متبلور (عديم الشكل) دولارين أمريكيين للغرام الواحد.

للبورون نظيرين مستقرين موجودين في الطبيعية.
عنصر البورون والبورات ليست سامّة ولذلك فإنه لا يوجد إجراءات خاصة يجب القيام بها عند التعامل معه. ولكن بعض مركبات البورون والهيدرجين سامّة وتحتاج إلى معاملة خاصّة.

الألومنيوم عنصر في الجدول الدوري له الرمز Al والعدد الذري 13 . وهو فلز ذو لون أبيض فضي قابل للسحب، وهو من أكثر الفلزات وفرة في القشرة الأرضية، وترتيبه الثالث من بين أكثر العناصر وفرة في الكرة الأرضية بعد الأكسجين والسيليكون. يشكل الألومنيوم 8% وزناً من سطح الأرض الصلب. المصدر الرئيسي للألومنيوم هو معدن البوكسيت. يمتاز الألومنيوم بمقاومته للتآكل وبخفة وزنه حيث يدخل في صناعة الطائرات.

الألومنيوم فلز خفيف الوزن، غير ممغنط، جيد التوصيل للحرارة والكهرباء. وهو قابل للسحب ووللطرق حيث يمكن قولبته بشكل سهل نسبياً.

تعود قدرة الألومنيوم على مقاومة التآكل إلى طبقة سطحية رقيقة من أكسيد الألومنيوم تتشكل عندما يتعرض الفلز للهواء، مما يمنع بالتالي من استمرار عملية الأكسدة.

للألومنيوم تسعة نظائر تتراوح كتلتها بين 23 إلى 30 . يتواجد في الطبيعة نظيرين فقط هما Alup27 (نظير ثابت) وله وفرة طبيعية مقدارها 99.9%، وAlup26 (مشع عمر النصف له 7.2 × 105 سنة)

فلز الألمنيوم هو من أكثر العناصر الفلزية توافراً في القشرة الأرضية بعد الأكسجين والسيليكون بنسبة مقدارها 8.3%. لا يتواجد فلز الألومنيوم في الطبيعة بشكله النقي الحر، إنما يكون في الغالب مرتبطاً مع الأكسجين على شكل أكاسيد أو سيليكات.

مادة الألومنيوم شديد الارتباط مع الأكسجين بحيث يصعب فصلهما. بالمقارنة مع الفلزات الأخرى، فإنه من الصعب أن يتم فصله من خاماته ، مثل البوكسيت، وذلك نظراً إلى الطاقة اللازمة لإرجاع أكسيد الألومنيوم Al2O3 . على سبيل المثال، فإن الإرجاع المباشر بالكربون كما يتم مع الحديد غير ممكن كيميائياً، لأن الألمنيوم بحد ذاته عامل مرجع أكثر قوة من الكربون. وبما أن لأكسيد الألمنيوم نقطة انصهار عالية نسبياً حوالي 2000 °س ، لذلك فإن الألمنيوم يستحصل عن طريق التحليل الكهربائي. يحل أكسيد الألومنيوم في هذه العملية في الكريوليت Na3AlF6 المذاب، من ثم يرجع إلى الفلز النقي. تكون درجة حرارة التشغيل لخلايا الإرجاع من 950 إلى 980 °س. يتواجد الكريوليت كمعدن في غرينلاند ، أما أكسيد الألومنيوم فيستحصل من معالجة البوكسيت بطريقة باير.

السيليكون ويدعى أيضاً بـالسيليسيوم هو عنصر كيميائي لا فلزي في الجدول الدوري يرمز له بالرمز Si ، ورقمه الذري 14، ووزنه الذري 28.08 (يسمى في الترجمات الحديثة الصَلْدَن، على وزن فَعْلَن من الصَلْد: الصلب الأملس من الحجارة، ذلك أنه المكون الرئيسي للصُّوَّان، رمزه الكيميائي العربي ص). ثاني أكثر العناصر وفرة في القشرة الأرضية بعد الأكسجين. ويكثر السليكون في الصخور النارية وفي الكوارتز والرمل وغيرهم. عزله الكيميائي السويدي برزيليوس عام 1823. ويستخدم في صنع الأجهزة الإلكترونية والزجاج والآجر.


السيليكونات Silicones أو پوليسيلوكسينات Polysiloxanes هم بوليمرات غير عضوية تحتوي على عمود فقري من سليكون-أكسجين (...-Si-O-Si-O-Si-O-...) مع مجموعات جانبية مرتبطة بذرات السليكون.

ويتواجد على شكل زيوت أو شحوم أو لدائن، وتستخدم في صنع المواد اللاصقة وزيوت التزليق والمطاط الصناعي. السليكوون مادة كيماوية هلامية الشكل كثر استخدامها في عمليات الحشو والتكبير أو التضخيم تحقن تحت الجلد. أظهرت الدراسات بأن مثل هذه العمليات ليست سليمة تماما حيث قد تظهر لها آثار جانبية

يستخدم السليكون كمادة لاصقة باستخدام الحرارة أو بدون استخدام الحرارة بالاعتماد على التركيبة الكيماوية والغرض المستخدمة له.

أدخل استخدام حشوة السليكوون في منع الارتجاج أو لامتصاص الصدمات كأن توضع في أحذية الرياضين تساعدهم عند القفز وتأثيره على الارتجاج الذي قد ينتقل للرأس ويسبب ارتجاجا بالمخ في بعض الأحيان.

للسليكوون استخدامات أخرى كثيرة في الشرائح الألكترونية وأشباه الموصلات.

////////////// الروابط الي بيحطوها الأعضاء بيقدر فقط الأعضاء يشوفوها ، اذا مصرّ تشوف الرابط بك تسجل يعني تصير عضو بأخوية سوريا بالأول -///////////////
من مكونات السيليكون , السياليسيا (ثنائي أوكسيد السيليكون), التي كانت معروفة في القرون الوسطى,عرفت من قبل الكيميائيين انذاك ,لكونها كثيرة التواجد في المعادن تم استخلاص السيليكون لأول مرة عام 1823 من قبل العالم السويدي "برزيليوس".

يتم استخلاص السيليكون عن طريق اختزاله بواسطة الكاربون في افران حرارية كهربائية

SiO2 + C → Si + CO2

يدخل السيليكون على شكل قطع إلى الفرن بعد تنقيته من بعض الشوائب ,حيث يتم احمائه بواسطة اقطاب كهربائية إلى 3000°س ثم يجمع السيليكون السائل في جيوب خاصة و يتم مزجه مع الهواء لأكسدة الشوائب و يتم تبريده عن طريق وضعه في قوالب افقية

تحضيره للصناعات الالكترونية : تحضير السيليكون النقي : يتم عن طريق تفاعل (SiHCl3) أو رباعي كلوريد السيليكون أو رباعي يوديد السيليكون ,عن طريق تفاعله مع حامض الهيدروكلوريك بدرجة 300 °س , و من ثم يسخن إلى درجة 950°س بوجود الهيدروجين ,ثم نحصل على قطع من السيليكون النقي.

* في صناعة الزجاج منذ القدم عن طريق إذابة السيليسيا مع كاربونات الكالسيوم و كاربونات الصوديوم
* رمال السيليسيا يدخل في تكوين السيراميك
* الكوارتز يكون بلورات والتي تستخدم كمادة شفافة ,في صناعة المصابيح الكهربائية
* تستخدم السيليسيا الناعمة في صناعة الكونكريت المقاوم
* سيليكات الكالسيوم هي إحدى مكونات الاسمنت

الأرغون (أو) الأرجون (بالإنجليزية Argon) هو عنصر كيميائي في الجدول الدوري له الرمز Ar و العدد الذري 18 ، وهو غاز أحادي الذرة، عديم اللون والرائحة، خامل كيميائياً حيث ينتمي إلى فصيلة الغازات النبيلة ، وهو أكثرها توافراً على سطح الأرض.

الرَهْوَن بالعربية (رمزه الكيميائي العربي هو) من الرَهْو أي السكون، على وزن فَعْلَن (وهو وزن العناصر الكيميائية بالعربية) ذلك أنه عنصر غير نشيط كيميائيا.

اشتق اسم أرغون من اليونانية (الإغريقية) αργόν التي تعني الخامل أو الكسول ، وذلك إشارة إلى خموله الكيميائي. كانت هناك شكوك من قبل العالم هنري كافيندش عام 1785 حول وجود الأرغون في الهواء، إلا أن اكتشافه تم عن طريق لورد رايلي والسير وليام رامسي عام 1894 وذلك خلال تجربة قاما خلالها بإزالة كل الأكسجين والنيتروجين من عينة من الهواء.

يعد الأرغون من أول الغازات النبيلة التي تم اكتشافها، وكان يرمز له بالبداية بالرمز A حتى عام 1957 حيث استبدل بـ Ar.

يتواجد غاز الأرغون في الغلاف الجوي للأرض وذلك بنسبة 0.934% حجم (1.29% كتلة) ، كما يوجد في الغلاف الجوي للمريخ بنسبة 1.6% من الأرغون 40 و 5 (ج.م.م) أجزاء من المليون ppm من الأرغون 36 .

يحصل على غاز الأرغون كناتج عرضي في عملية تسيل و تجزئة الهواء تحت ضغط عالي ، أي التقطير التجزيئي للهواء.

غاز الأرغون من الغازات الخاملة كيميائياً، أي أن لديه غلاف إلكتروني مكتمل، ثمانية إلكترونات في الطبقة الإلكترونية الخارجية، بالتالي غير قادر على تشكيل المركبات الكيميائية في الشروط العادية من الضغط ودرجة الحرارة. لكن في شروط قاسية تم الحصول على مركبات ثنائية وثلاثية الذرة من الأرغون ، والتي لم تتضح بنيتها بعد. بعض الاقتراحات تشير إلى أن هذه المركبات نواتج ضم برابطة فان دير فالس، في أن أخرى تقول أنها ذات طبيعة شاردية أو تكافؤية (مشتركة).

في عام 2000 تم اصطناع مركب (هيدرو فلوريد الأرغون HArF ) من قبل باحثين في جامعة هلسنكي عند تعريض الأشعة فوق البنفسجية على فلوريد الهيدروجين الموجود في (ماتريكس) من الأرغون عند درجة حرارة 7.5 كلفن.

* انحلالية غاز الأرغون في الماء مشابهة لغاز الأكسجين ومقدارها 0.0336 ل(غاز)/ل(ماء).

* يستخدم الأرجون في عمليات اللحام وذلك كغاز عازل لمنطقة اللحام عن الجو المحيط.

* يستخدم كغاز مالئ في مصابيح الإنارة خاصة أنه لا يتفاعل مع السلك المعدني المتوهج حتى في درجات حرارة عالية.

البيريليوم هو عنصر كيميائي يرمز له بالرمز Be وعدده الذري 4 ، وهو عنصر ثنائي التكافؤ وسام ، لونه رمادي قريب للون الفولاذ صلب وخفيف لكنه هش ، وهو فلز قلوي ترابي ، يستخدم بشكل رئيسي في تصليب السبائك كنحاس البريليوم.

للبيريليوم إحدى أعلى درجات الانصهار بين الفلزات الخفيفة ، وله معامل مرونة أكبر من معامل مرونة الفولاذ بمقدار الثلث تقريبا ، يتمتع بموصلية حرارية ممتازة ، كما انه لا يتمغنط ويقاوم حمض النيتريك بشكل جيد جدا ، له انفاذية عالية لاشعة اكس (الاشعة السينية أو اشعة رونتجن) ، كما ان البيريليوم يطلق النيوترونات عند اصطدام جسيمات الفا به ، كتلك المنطلقة من الراديوم أو البلوتونيوم (حوالي 30 نيوترون لكل مليون جسيم الفا) ، وفي درجة الحرارة وقياس الضغط القياسيين ، يقاوم البيريليوم التأكسد عند تعرضه للهواء (لاحظ ان قدرة البيريليوم على خدش الزجاج يعود على الاغلب لوجود طبقة رقيقة جدا من اكسيد البيريليوم على السطح).

سمي البيريليوم بهذا الاسم اشتقاقا من الكلمة اليونانيةberyllos, beryl ، وكان قد اسمي لفترة بالجلوسينيوم (من لفظة glykys اليونانية التي تعني حلو) ، وذلك لحلاوة طعم املاحه ، واكتشف هذا العنصر على يد لويس فوكولين عام 1798 على شكل اكسيد في البريل ، وفي الزمرد ، واستطاع العالمان فريدريش فوهلر و بوسي فصل العنصر بشكل حر ، كل على حدة عام 1828 وذلك بتفاعل البوتاسيوم مع كلوريد البيريليوم

يوجد البيريليوم في 30 فلز مختلف ، أهمها البرترانديت ، البريل ، الكريسوبريل والفيناسيت . واشكال ثمينة من البيريل هي الزبرجد والزمرد . اما المصدر التجاري للبيريليوم ومركباته فهو البيريل والبيرترانديت . ومعظم إنتاج هذا الفلز يتم باختزال فلوريد البيريليوم مع فلز المغنيسيوم .ولم يتوفر البيريليوم بشكل سهل حتى عام 1957.
////////////// الروابط الي بيحطوها الأعضاء بيقدر فقط الأعضاء يشوفوها ، اذا مصرّ تشوف الرابط بك تسجل يعني تصير عضو بأخوية سوريا بالأول -///////////////

للبيريليوم نظير واحد مستقر هو Be-9 .والنظير المشع النادر Be-10، ينتج في الجو عن طريق التشظي النووي (الانقسام) للاوكسيجين والنيتروجين بالاشعاعات الكونية. بسبب ميول البيريليوم للتواجد في المحاليل ذات درجات الحموضة pH التي تقل عن 5.5 (معظم مياه الأمطار لها قياس حموضة يقل عن 5) ، فان البيريليوم يدخل في مياه الأمطار وينزل إلى الأرض . وعندما تصبح درجة حموضة المطر أكثر قاعدية (قلوية) عند وصولها الأرض ، ينفصل البيريليوم عن المحلول (المطر) . وبذلك يتجمع النظير المشع النادر Be-10 في الطبقات السطحية للتربة ، حيث ان طول عمره النصفي الاشعاعي (1.5 مليون سنة) يسمح له بالتواجد لفترة طويلة قبل اضمحلاله الاشعاعي إلى البورون (B-10) ، حيث تسخدم فحوص تركيز النظير Be-10 ، ونواتج اضمحلاله الاشعاعي لملاحظة انجرافات التربة ، تكوّن التربة الغضارية ، وتكون التربة من خلال عوامل الحت والتعرية ، التقلبات الأرضية (زلازل وبراكين) وتأثير الكائنات الحية ، كما تعتبر مؤشرا على تغيرات نشاط الشمس ولتقدير عمر عينات الجليد (في الاقطاب والأنهار الجليدية).

ان حقيقة كون نظائر البيريليوم Be-7 و Be-8 غير مستقرة له نتائج كونية مهمة لانه يعني ان العناصر الأثقل من البيريليوم لا يمكن ان تكون قد تكونت بالانشطار النووي في الانفجار العظيم لما ولد الكون. وعلاوة على ذلك، فان مستويات الطاقة لدى البيريليوم-8 مناسبة لتَكوّن الكربون في النجوم ، وبالتالي فبدون هذه الخاصية فان وجود الحياة (التي يعتبر الكربون جزء أساسي لوجودها) لن يكون ممكنا.

* يستخدم البيريليوم كعنصر اشابة لإنتاج سبائك نحاس مع البيريليوم المسماة برونز البيريليوم . ويتميز البيريليوم بحرارته النوعية العالية ، مما يجعل سبائل نحاس البيريليوم تستخدم بشكل واسع بسبب موصليتها الحرارية والكهربائية العالية ، قساوتها وتحملها للشد (strong) ، خصائصها اللامغناطيسية بالإضافة إلى مقاومتها الجيدة للتآكل والكلال . وتجعل هذه السبائك تستخدم لصنع مسرى اللحام النقطي ، النوابض (الزنبركات) ة والملامسات الكهربائية والادوات التي لا يسمح لها ان تصدر الشرار عند اصطدامها بحجر أو فلز ، كالآلات اللازمة للعمل في الاجواء المعرضة للانفجار كالمناجم ومصانع البارود ومستودعات النفط.

* بسبب تصلبها ، وزنها الخفيف وثبات ابعادها ضمن مجال عريض من درجات الحرارة (قلة تأثرها بظاهرة التمدد والتقلص) ، فان سبائك نحاس البيريليوم تستخدم أيضا في الصناعات الدفاعية وابحاث الفضاء كمواد هيكلية خفيفة الوزن في الطائرات ذات السرعة العالية ، الصواريخ ، مركبات الفضاء واقمار الاتصالات الصناعي.

* رقائق البيريليوم تستخدم مع كشوف التشخيص التي تستخدم اشعة اكس (الاشعة السينية أو اشعة رونتجن) ، فتمنع مرور الضوء المرئي وتسمح فقط لاشعة اكس بالمرور وذلك بنفاذية عالية تبلغ سبع عشر ضعف الالمنيوم الذي كان يستخدم لهذا الغرض سابقا.

* في مجال الحفر باشعة اكس ، يستخدم البيريليوم لاستنساخ الدوائر الكهربائية المتناهية في الصغر.

* ان التقاط البيريليوم للنيوترونات ضئيل ، فهو يشتتها ويغير اتجاه حركتها كما يبطيء من سرعتها لدرجة تجري عندها التفاعلات النووية المتسلسلة بشكل أكثر فعالية ، فيصد النيوترونات ويعيدها إلى المنطقة الفعالة من المفاعل ويحول دون تسربها من هناك ، كما ان ثباته الاشعاعي لا يتغير في درجات الحرارة العالية.

* يستخدم البيريليوم أيضا في الجيروسكوبات (gyroscopes) اي الأجهزة الداخلة في في أنظمة توجيه وحفظ توازن الصواريخ وسفن الفضاء والأقمار الصناعية ، كما يدخل في أجهزة الحاسوب وملحقاتها ، نوابض الساعات والادوات الأخرى التي يعتبر فيها خفة الوزن والصلابة وثبات الابعاد صفات مهمة ومرغوبة.

* يستخدم اكسيد البيريليوم في العديد من التطبيقات التي تحتاج إلى نقل حراري ممتاز ، وصلابة وقوة عاليتين ، ودرجات انصهار عالية ، والتي تخدم كعوازل كهربائية.

* كانت مركبات البيريليوم تستخدم في الاضائة الفلوريسنتية ،ولكن ذلك لم يستمر بسبب اصابة العاملين في تلك الصناعة بامراض سببها استنشاقهم للبيريليوم بكميات زائدة (berylliosis).

* من المتوقع ان يكون لمسبار الفضاء المسمى جيمس ويب مرآة من البيريليوم ، لانه سيكون في ظروف حرارية تصل إلى -240 سيلسيوس (30 كيلفن) ، ويمكن ان تعمل مرآة البيريليوم بشكل أفضل من المرايا الزجاجية في تلك الضروف الباردة بحيث تظل أكثر دقة واقل عرضة لتغير الشكل في درجات الحرارة تلك.

الكريبتون هو عنصر كيميائي يرمز له بالرمز Kr وله عدد ذري هو 36. وهو غاز خامل (نبيل) لا لون له، يوجد كميات ضئيلة من الكربتون في الغلاف الجوي الأرضي، ويمكن فصله عن طريق الصفية بالتقطير للهواء المسال، ويستخدم عادة مع غازات أخرى نادرة في إنارات الفلورسنت. الكربتون يعتبر خاملا لمعظم الأهداف التطبيقية ولكن من المعروف انه يشكل مركبات مع الفلورين.


الزرنيخ عنصر كيميائي له الرمز As والعدد الذري 33 في الجدول الدوري للعناصر. كتلته الذرية 74،92 ويقع في المجموعة الخامسة من الجدول الدوري الحديث. يعتبر الزرنيخ من أشد المواد سمية, وكثيرآ ما استخدم للتخلص من الأعداء وذلك لسهولة الحصول عليه, ويمطن كشفه بسهولة بغض النظر عن محاولة تنظيف الأدوات التي استعملت في عملية تناول الزرنيخ ومناقلته.

الجرمانيوم عنصر كيميائي في الجدول الدوري، ورمزه Ge ، ورقمه الذري32 وهو شبه فلز المجال الأخير يحتوي على 4 إلكترونات وهذا العنصر لا يميل في الغالب للاتحاد بفقد الإلكترونات. يدخل في صناعة الصمامات الثنائية.

الحديد عنصر كيميائي وفلز ، من أقدم المعادن المكتشفة ، يرمز له بالرمز Fe وعدده الذري 26 . يقع الحديد في الجدول الدوري في المجموعة الثامنة والدورة الرابعة ، وهو عنصر ضروري لحياة الإنسان والحيوان كونه يدخل في تركيب خضاب الدم، وكذلك لحياة النباتات كونه يدخل في تركيب الكلوروفيل، و يدخل في كل شيء تقريباً. يحتل الحديد المركز الرابع من حيث وجود العناصر في القشرة الأرضية، وهو فلز قابل للطرق والسحب ،ويدخل في صناعة العديد من المسبوكات.

تحتوي النيازك الساقطة على الأرض على كميات من الحديد قد تصل إلى 90% من كتلة النيازك.

الشبكة البلورية للحديد على هيئة مكعب تتوزع على كل زاوية من زواياه ذرة حديد (ثمانية ذرات) ، وتقع تاسعة في مركز المكعب ، والاوتونيوم ، يوجد بناء بناء فريد من نوعه في مدينة بروكسل يمثل نموذج الشبكة البلورية للحديد مكبراً 165 مليار مرّة، جاء البناء رمزاً لعظمة الحديد ودوره في حياة البشريّة.

يعد الحديد أقوى الفلزات على الإطلاق وأكثرها أهمية للأغراض الهندسية شرط حمايته من الصدأ (أي التفاعل مع الأكسجين). هناك عدة طرق لحماية الحديد من الصدأ وأبسطها على الإطلاق منع تماس الأكسجين أوالرطوبة عن الحديد وذلك بتغليف الحديد بمادة عازلة مثل استخدام الأصباغ أو عوازل PVC مثلاً. من أفضل الطرق المستخدمة لدى إنتاجه هي استخدام نظام الحماية الكاثودية لحماية الحديد من الصدأ والتآكل.

استخدم الحديد لاول مرة منذ 4000 عام قبل الميلاد، واستخرج أساساً من النيازك واستخدم في سومر ومصر لأغراض الزينة وكرؤوس للحراب. عثر في بلاد ما بين النهرين و الأناضول و مصر على حديد يعود للفترة التاريخية الممتدة بين 3000 إلى 2000 قبل الميلاد مستخرج صناعياً من النيازك (يتم التعرف على حديد النيازك عبر اختبار غياب عنصر النيكل). كما يبدو فإن هذا الحديد استعمل في الطقوس الاحتفالية فقط وكان أثمن من الذهب، ويعتقد أنه ناتج عن مخلفات تحضير البرونز.

والفنيقيون هم أول من اكتشف طريقة تصنيعه عام 1400 قبل الميلاد حيث كان ينتج بواسطة افران بسيطة بإستحدام الفحم النباتي ،وفي عام 700م تمكن صناع الحديد في شمال إسبانيا من استخدام فرن يضغط الهواء عند قاعدته. وفي القرن 14م بنيت الافران العالية لإنتاجه في أوروبا، ومع بداية القرن 18م استخدم البريطانيون الكوك بدلا من الفحم النباتي في الافران العالية.

يرمز الحديد في الثقافة العامة إلى القوة و الصلابة ومن ذلك قولنا لا يفلٌّ الحديد إلا الحديد، و قولنا سنضرب بيدٍ من حديد.

يشكل الحديد إحدى الركائز التي تقوم عليها حضارتنا. و يعزى كونه أكثر الفلزات استخداماً إلى خواصه القيمة, و إلى وفرة خاماته و سهولة الوصول إليها.إذ إنّ الحديد موجود في معظم القشرة الارضية, وهو يمثل 50% منها من الرغم من عدم تساوي توزيعه في سطح الأرض. ونتيجة لعمليات جيولوجية, يتراكم الحديد في رواسب deposits مختلفة الحجم ،وهو أكثر وفرة في باطن الأرض ، ويعتقد أن لب الأرض يتكون من كتلة من الحديد و النيكل عند درجة حرارة 4000 م تحت ضغوط عالية جداً .

من خامات الحديد
* الهيماتيتhématite:

وهو عبارة عن اكسيديك الحديديك Fe2O3 الذي يحتوي على نسبة 70% من الحديد ويوجد في الوان متعددة تتراوح ما بين الاحمر إلى اللون الرمادي أو الاسود ويوجد في احجام مختلفة ما بين كتل ضخمة إلى مسحوق.

* الماجينيت:magénite

رمزه الكيميائي Fe3o4و يحتوي على نسبة 72,4%من الحديد ولونه اسود ذو بريق ولمعان كما يعد من أنقى خامات الحديد وهو ذو مغناطيسية عالية.

* الليمونيت :

رمزه الكيميائي 2Fe3O3H2O حيث يحتوي على نسبة تتراوح بين 40% إلى 50% من الحديد ونسبة 10% من الماء يميل لونه إلى الاصفر البني أو يكون مخططا باللون الاحمر.

* اكاسيد الحديد الناتجة من عمليات معاجة كبريتيد الحديد في المصانع الكيميائية لإنتاج حمض الكبريتيك والمتولدة من اكسدة البيريت FeS2، ويحتوي الاكسيد الناتج نسبة حديد ما بين 55% إلى 60%.

* مخلفات نواتج صناعة الالمنيوم من البوكسيت Bauxite حيث يتبقى في نهاية العمليات الصناعية خليط يحوي 30%حديد.

* باقي عمليات استخلاص النحاس من خاماته وهي تحوي عادة نسبا عالية من الحديد، حيث تحوي الباقي من العمليات حوالي 50% حديد.

* باقي عمليات استخلاص التيتانيوم وهي تحتوي على نسبة عالية من الحديد تصل إلى 40%.

وتمتاز بالمميزات التالية:

-رخص سعرها بالنسبة إلى الخام المستخرج من باطن الأرض. -استخدامها يمثل طريقة من طرق استغلال نفايات المصانع التي يلزم التخلص منها حفاظا على نظافة البيئة من الملوثات الجامدة.

* عملية التكسير:

ان الخام الناتج من المناجم يكون عادة في صورة صخور كبيرة لا تتناسب مع عمليات الصهر لذا تجرى عليها عملية التكسير للوصول إلى الحجم المناسب.

* عملية الفرز:

تتم هذه العملية بواسطة المغناطيس ليختار النسبة المعقولة من خام الحديد .

* تعريض خام الحديد إلى فترة طويلة في الهواء كونها تحتوي على نسب كبيرة من الكبريت ليتحول إلى كبريتات يمكن ان تذوب في الماء عند الغسل.

* عملية التكليس:

و هي عرض خام الحديد لدرجة الحرارة من اجل ازالة الرطوبة وما تبقى من الشوائب.

طريقة الفرن العالي :
* يدخل تيار من الهواء الساخن عبر انابيب النفخ الواقعة اسفله حيث يتفاعل الأكسجين مع الكوك مكونا CO
* صعود غاز ساخن عبر شقوق الكوك فيتم اختزال أكاسيد الحديد.
* يغادر الغاز قمة الفرن من المنافذ المتواجدة أعلاه.
* يسيل الحديد المصهور و الخبث عبر طبقة الكوك نحو الموقد .

نواتج الفرن العالي

* الخبث: يحتوي الخبث على كميات قليلة من أكاسيد الحديد , رماد الفحم حيث يستعمل في رصف الطرق وفي صناعة الاسمنت.
* الغازات: تنتج هاته الغازات بمعدل 4000م/طن.
* حديد التمساح: يحتوي على 5% من الكربون وعلى 93% من الحديد، ولكن بإعادة صهره حيث يتم صناعة حديد الزهر .

إنتاج الحديد بالاختزال المباشر

لقد حدد تعبير "الاختزال المباشر "في الوقت الحالي بانه اسلوب احتزال اكاسيد الحديد لإنتاج الحديد منها باستعمال الغازات المختلفة كوسط مختزل وتتم هذه العملية عند درجة حرارة اقل من درجة حرارة الانصهار اي من مواد الشحنة حيث تكون درجة حرارة الاختزال فيما بين c°800الى c°900 . وكان يعرف الحديد الناتج من هذه العملية باسم الحديد الاسفنجي ومع نهاية الثمانينات من القرن العشرين وصل إنتاج حديدالاختزال المباشر إلى حوالي 50مليون طن/سنة ،ويمكن القول بان العوامل المساعدة على زيادة إنتاج حديد الاختزال ترجع إلى مميزات هذا الاسلوب لمميزات الاختزال المباشر

تمتاز هذه الطريقة في إنتاج الحديد بمزايا عديدة ومن هذه المزايا التي ساعدت على ازدهار ونمو هذه الطريقة وخاصة في الدول النامية ما ياتي:


لا تحتاج هذه الطريقة إلى الكوك وهذا بدوره ادى إلى كثير من المزايا هي :

1. تقليل مخاطر اعتماد الصناعة على مادة خام غالية الثمن وغير متوافرة.
2. عدم توافر الفحم الحجري المناسب لصناعة الكوك في الدول العربية .
3. ترتبط بصناعة الكوك مشكلات عديدة وخاصة ما يتصل بتلوث البيئة .

*
امكانية انشاء وحدات ذات طاقة إنتاجية صغيرة تكون تكلفة انشائها اقل بكثير من الافران العالية .
هذه التقنية بسيطة و حديثة الدول النامية يسهل استيعابها و استخدامها.
تتوافر في كثير من الدول مصادر الطاقة المطلوبة وعلى وجه التحديد الغاز الطبيعي.
لا تحتاج إلى فترة طويلة لانشاء الفرن العالي .
الحديد المنتج من هذه العملية خال من الكربون بينما حديد التمساح الناتج من الفرن العالي يحيوي تقريبا4% كربون.

إنتاج الحديد بالصهر

لقد ظهرت طرق بديلة لإنتاج الحديد، وبعض هاته العمليات تنتج الفولاذ مباشرة في خطوة واحدة بدلا من إنتاج الحديد ثم تنقيته لإنتاج الفولاذ. واهم هذه الطرق ما يعرف باسم الصهر، والاختلاف الأساسي بين الاختزال المباشر والصهر ان الناتج في الحالة الثانية يكون سائلا، بينما في الأوللى ينتج الحديد في صورة جامدة وتتم هاته العملية في فرن الصهر أو قد يكون الصهر و الاختزال باستخدام البلازما.

* الاختزال وصهر البلازما:

يتضح من خلال الاسم ان هاته العملية تستخدم البلازما الناتجة عن تاين الغازات عند درجة حرارة حوالي 3000 °C ويحدث الصهر والاختزال البلازمي على مرحلتين:

*
o يتم في الخطوة الأولى اختزال خام الحديد جزئيا بنسبة ما بين 50%إلى 60%في غرفتين مكونتين مهدا مميعا، قبل أن يتم خلطها مع الفحم و الحجر الجيري ويتحقق ذلك من خلال مولد البلازما في صورة فرن اسطواني مملوء بالكوك.
o ويتم في الخطوة الثانية الاختزال النهائي والصهر وهي وحدة الفرن الاسطواني وهو يشبه إلى حد كبير الاختزال في الفرن العالي و الفرق الأساسي هو وجود مولد البلازما الذي يعمل بتاين الغازات بالقرب من القصبات.
* طريقة ارند(Irned):

وتعتبر الطريقة الثانية الحديثة لإنتاج الحديد ثم الفولاذ في المفاعل نفسه بدون الحاجة إلى نقل الحديد المنتج إلى مفاعل واحد والوقود الأولي فيه هو الفحم وإنتاج الفولاذ من خام الحديد تتم في عمليتين متتاليتين مختلفتين:حيث يجري العمل بحقن حبيبات خام الحديد الناعم عن قمة الفرن بالإضافة إلى نشارة الفحم، والحجرالجيري والأكسجين ويؤدي ذلك إلى الصهر الومضي مع اختزال جزئي لخام الحديد الذي يكون في صورة معلقة مع بقية الشحنة ثم يلي ذلك صهر واختزال كلي للخام في الجزء الأسفل من المفاعل. والاضافات الجديدة في هذه الطريقة لإنتاج الفولاذهي:

1. استخدام فرن واحد بدلا من فرنين وانجاز العمل بدون الحاجة إلى نقل منتجات المرحلة الأولى المفاعلات المرحة التالية.
2. استخدام الطاقة بطريقة مثالية حيث ان الحرارة الزائدة المنطلقة من احتراق الفحم في القطاع العلوي يستفاد بها في توليد الطاقة الكهربائية يستخدم لإنتاج الفولاذ في الجزء الأسفل.
تصنيع منتجات الحديد

يستخدم أكثر من 90% من الحديد المنتج من الافران العالية في تصنيع الفولاذ و إنتاجه و الكمية الباقية يتم صبها في شكل حديد تمساح (كتل) ثم ينقل إلى وحدات السبك لإنتاج كل من الحديد الزهر والحديد المطاوع.

طرق تصنيع الفولاذ

الفولاذ هو سبيكة من عنصري الحديد والكربون و لا تزيد نسبة الكربون فيها عن 2% ومن أهم طرق صناعة الفولاذ:

*
o فرن القوس الكهربائي .
o فرن المجمرة المكشوفة.

تعتبر صناعة الفولاذ في فرن القوس الكهربائي، من أكثر أساليب الأفران الكهربائية استخدامًا لإنتاج الفولاذ . ويوجد بسقف فرن القوس الكهربائي ثقوب يتم فيها وضع ثلاثة قضبان من الكربون معروفة باسم الأقطاب توضع في الشحنة لتوصيل التيار الكهربائي إليها . المرحلة الأولى : الفرن، وسقفه محرك جانبً، أثناء شحنه بالخردة. ونادرًا ما يستخدم صناع الفولاذ حديد التمساح في الفرن الكهربائي، لكن يمكنهم استخدام حديد الاختزال المباشر إذا توفر بتكلفة مقبولة ورخيصة. المرحلة الثانية:
يتقوس (يقفز) تيار كهربائي قوسي قوي بين الأقطاب والشحنة. وهذه الحركة تنتج كميات هائلة من الحرارة تصهر الشحنة وتحفزالتفاعلات الكيميائية التي تنتج الفولاذ. المرحلة الثالثة: يفصل العمال التيار الكهربائي عن الأقطاب عند الانتهاء من عملية التنقية، ثم يقومون بإمالة الفرن الذي يكون مثبتًا على قاعدة متحركة لصب الخبث. المرحلة الرابعة : بعد الانتهاء من صب الخبث يمال فرن القوس الكهربائي في الاتجاه المعاكس وينساب الفولاذ المنصهر من خلال فتحة في الفرن ويجمع في إناء.

وبيانات فرن القوس الكهربائي الموضح في الشكل هي كالآتي:

1. مسخنة من إنفجار مواقد كاوبر.
2. منطقة الذوبان.
3. الحد من منطقة Terric أكسيد.
4. الحد من منطقة الأكسيد الحديدية.
5. منطقة قبل التسخين.
6. إطلاق سراح المعدن الخام من خام الحجر الجيري و فحم الكوك.
7. غازات العادم.
8. عمود خام من الحجر الجيري وخام الكوك.
9. إزالة الخبث.
10. الاستفادة من مصهور الحديد الخام.
11. تجميع النفايات والغازات.

* ثانيا:

المجمرة المكشوفة: اكتسبت هذه الطريقة اسم المجمرة المكشوفة لأن مجمرة هذا الفرن مفتوحة ومُعرَّضة مباشرة للّهب الذي يصهر الشحنة ويُبطن الفرن بالطوب الحراري وتغطى المجمرة بسقف منخفض في صورة قبو. ويبلغ طول فرن المجمرة المكشوفة حوالي 27م بينما يبلغ عرضه تسعة أمتار.

من أبرز استخدامات الحديد ما يلي:

* استخدامات الحديد الصلب ( الحديد الزهر ) :

يستخدم في صناعة الأدوات التي لا تتعرض للصدمات مثل : أنابيب المياه وأنابيب الغاز.

* استخدامات الحديد المطاوع ( الحديد اللين ) :

ويستخدم في صنع المغناطيسيات الكهربائية المؤقتة المستخدمة في الأجهزة الكهربائية ، كما يستخدم في قضبان التسليح المستخدمة في البناء.

* استخدامات الحديد الصلب ( الفولاذ ) :

يستخدم في صناعة السفن وقضبان سكك الحديد والجسور

تلوث البيئة المحيطة بالمنطقة الصناعية نتيجة:

* انبعاث غازات سامة من الافران إلى الجو الخارجي التي تؤدي إلى:
o آثار ضارة على صحة العاملين.
o التأثير القاتل على المحاصيل الزراعية.
* ارتفاع درجة حرارة الجو.
* تلوث مياه المجاري نتيجة المياه المنصرفة من المصانع.
* تصاعد الأتربة من قمة الفرن عند صب الحديد

الحد من التلوث
* الاستفادة من الغازات الضارة المتصاعدة من قمم الافران بعملية استرجاع لها و اعادة شحنها مرة ثانية.
* معالجة مياه وحدات التصنيع حيث يمكن اعادة استعمالها أو صرفها.
* تجميع الاتربة المتصاعدة.
* إمكانية استرجاع المواد الجامدة ذات النفع وإعادة استخدامها في التصنيع..
* الاستفادة من غاز ثاني أكسيد الكبريت في تصنيع حمض الكبريتيك، أو إنتاج عنصر الكبريت.
* كثيرا ما تنطلق الغازات عند درجات حرارة عالية أي أنها تحمل طاقة مخزونة فيها، ومن المحبذ استرجاع الطاقة بدلا من فقدها.
* تجميع أول أكسيد الكربون واستخدامه وقودا في المواقد.

الزينون Xenon هو عنصر كيميائي له الرمز Xe و العدد الذري 54 في الجدول الدوري ، وهو غاز نبيل ثقيل عديم اللون والرائحة. يظهر الزينون في الغلاف الجوي بكميات قليلة جدا. على الرغم من أن الزينون غاز خامل بشكل عام ، إلا أنه يدخل في بعض التفاعلات الكيميائية مثل مركب سداسي فلورو بلاتينات الزينون ، وهو أول مركب لعنصر خامل تم تحظيره.

الزينون المتوفر في الطبيعة له تسع نظائر مستقرة ويتوفر له أيضا قرابة أربعين نظيرا غير مستقر ينبعث منها نشاط إشعاعي. تعد معدلات النظائر المختلفة أداة هامة لدراسة التاريخ القديم للنظام الشمسي. زينون-135 ينشأ نتيجة لانشطار نووي ويتصرف كمستوعب للنيترونات في المفاعلات النووية.

يستخدم الزينون لصناعة فلاش الزينون ومصابيح الزينون.

تم اكتشاف الزينون في إنجلترا بواسطة وليام رامزي وموريس ترافرز في 12 يوليو 1898، بعد فترة قصيرة بعد عنصري الكريبتون والنيون، قاما باكتشافه في بقايا العناصر الامتبخرة من الهواء المسال اقترح رمزي التسمية زينون لهذا الغاز من الأصل اليوناني زينون (باليونانية:ξένος) الذي يعني غريب أو ضيف. في عام 1902، قام رمزي بتقدير نسبة الزينون في الغلاف الجوي بحوالي جزء واحد لكل 20 مليون جزء.

خلال الثلاثينات من القرن العشرين بدأ المهندس هاورلد إدجيرتون باستكشاف تقنية الأضواء سريعة الوميض المستخدمة للتصوير ذو السرعة العالية مما قاده إلى اختراع ضوء فلاش الزينون، وهو الضوء الناتج من إرسال تيار كهربائي سريع خلال أنبوبة مملوءة بغاز الزينون. في 1934 إدجيرتون كان قادرا على توليد فلاش خلال مايكرو ثانية واحد بواسطة هذه الطريقة.

في 1960 اكتشف الفيزيائي جون رينولدز أن أجزاء من نيازك احتوت على كميات غزيرة من نظائر شاذة في التركيبة من النظير زينون-129 واستنتج ان هذه الكمية هي ناتج اضمحلال للنظير المشع يود-129. نتج هذا النظير ببطء بواسطة الأشعة الكونية وانشطارات نووية ، ولكن هذه الكمية من هذا النظير لا تتوفر إلا من خلال انفجار نجم. مع أن عمر النصف للنظير يود-129 قصير نسبيا بالمقارنة مع الفترات الزمنية للكون, عمر النصف لهذا النظير يبلغ 16 مليون سنة فقط، هذا يثبت أنه لم يمر إلا وقت قصير بين انفجار النجم وبين تجمد النيزك واحتجازه للنظير يود-129، هذين السببين (انفجار النجم وتجمد سحابة الغازات) يدلان على حدوث هذا في التاريخ المبكر للنظام الشمسي، وأيضا النظير يود-129 من المحتمل تكونه قبل تكون النظام الشمسي، ولكن ليس قبله بفترة طويلة، وقام ببذر أيونات سحابة الغازات الشمسية مع نظائر من مصدر آخر، ربما يكون انفجار النجم سببا لانهيار سحابة الغازات الشمسية.

كان الاعتقاد السائد لفترة طويلة بأن الزينون والغازات النبيلة الأخرى خاملة كيميائيا وليست قادرة على الدخول في مركبات، على الرغم من ذلك، اكتشف نيل بارتليت خلال تدريسه في جامعة كولومبيا البريطانية أن غاز سداسي فلوريد البلاتين (PtF6) هو عامل أكسدة قوي يستطيع تحويل غاز الأكسجين (O2)إلى ثاني أكسيد سداسي فلوريد البلاتين [O2[PtF6، وبما أن جهد التأين الأول لكل من الأكسجين والزينون متقارب، أدرك بارتليت أن سداسي فلوريد البلاتين ربما يكون قادرا على إجراء تفاعل مع الزينون. في 23 مارس 1962، قام بارتليت بخلط الغازين معا وأنتج أول مركب كيميائي معروف لغاز نبيل: سداسي فلوريد بلاتين الزينون، اعتقد بارتليت خلال عملية التحظير هذا المركب أنه من الممكن وجود العديد من أملاح الزينون. منذ ذلك الحين، تم اكتشاف العديد من مركبات الزينون وتم التعرف على مركبات لغازات الكريبتون والرادون والأرجون مثل هيدرو فلوريد الآرجون (HArF) وثاني فلوريد الكريبتون (KrF2) وفلوريد الرادون (RnF)
ينتج الزينون المعدني بتسليط ضغط بعِدّة مئات كيلو بار. والزينون غاز نبيل أَو غاز خامل يوجد بكميات قليلة في الجوّ وبنسبة (أقل مِنْ 1 جزء بالمليون حجما), كما يوجد في جو المريخ بحدود حوالي 0.08 جزء بالمليون. من صفات الزينون أنه عديم الرائحةُ وعديم اللون.

قبل عام 1962 اعتقد بأنّ غاز الزينون وبقية الغازات النبيلةِ الأخرى لا يمكن تَشكيل المركّبات منها. و مركّبات الزينون المعروفة الآن هي (الهيدرات، فوق زينتات الصوديوم، ديوتيرات، ثنائي الفلوريد، رباعي الفلوريد، سداسي الفلوريد)، (XePtF6) ،(XeRhF6 ) والمتفجر العالي الانفجار المعروف ب (ثلاثي أكسيد الزينون، XeO3).

يعطي أنبوب الزينون المفرغ من الهواء وهج أزرق عندما يهيج بالتفريغ الكهربائيِ ويستعمل في المصابيح ذات الضوء القوي الوهاج Strobe Lamp.

الزينون يحصل عليه كناتج عرضي مِنْ تسيل و تجزيئه الهواء تحت ضغط عالي. وهذا لا يُجرى عادة في المختبرات, و الزينون متوفرُ بشكل تجاري ويجهز في أسطوانات ذات ضغط عاليِ.

يستخدم الزينون في ملء زجاجات المصابيح الكهربائية ذات الاستخدام الخاص وهو ذو كفاءة عالية. حيث تعطي مصابيح الزينون إضاءة قوية تقارب في سطوعها ضوء الشمس وتتميز بإضاءتها عن مصباح التنجستن هالوجين بثلاثة أضعاف مع توفير 40% بالطاقة الكهربائية المستهلكة فمصباح الزينون يحتوي على كبسولة زجاجية مضغوط بها غاز الزينون مع خليط من غازات أخرى قابلة للاشتعال و يحتاج خليط الغازات داخل مصباح الزينون إلى نظام كهربائي خاص يوفر فولتية عالية تصل إلى 25 كيلو فولت لتشغيل المصباح. ومن استخدامات الزينون أيضا في يومنا هذا انه أصبح يستخدم في اضواء السيارات الحديثة ، فتوضع لمبة الزينون في مصباح السيارة فتعطي قوة ضوء اقوى بثلاث مرات من الهالوجين العادي ( الضوء الاصفر ) لذلك أصبح الزينون من الاشياء الضرورية في الحياة .

النحاس عنصر كيميائي رمزه Cu، عدده الذري 29، ووزنه الذري 63,54 ، كثافته 8,95 ، ونقطة انصهاره 1083 درجة ، ونقطة غليانه 2310 درجة ، وتكافؤه 1و2.

يوجد في الطبيعة بصورة منفردة أو متحدة على شكل أكاسيد, ينقى بالكهرلة أو التحليل الكهربائي, والنحاس مادة لينة القوام قابلة للطرق تتفاعل مع الجو مكونة نوع من الصدأ يعرف بأوكسيد النحاس لونها أخضر وهي مادة سامة, والنحاس عموما بطئ التفاعل مع الحوامض المخففة.
يعتبر النحاس من أقدم المعادن التي اكتشفها الإنسان القديم و طوعا لاستخداماته المختلفة.

النحاس مادة جيدة للتوصيل الحراري والتوصيل الكهربائي, لذا تصنع منه المبادلات الحرارية والاسلاك والتوصيلات الكهربائية, كذلك يستخدم النحاس في صنع البطاريات والعدات الكهربائية والصناعية وأوعية الطهي.

يدخل النحاس في تركيب العديد من السبائك حيث يضاف مثلا للذهب بكميات قليلة لإعطاء الذهب الصلادة الكافية في تصنيع المخشلات, وتصنع منه العملات المعدنية كعملة نحاسية أو يدخل ضمن السبائك, يدخل في صناعة البرونز (سبيكة), وكذلك قي صناعة الأعتدة الحربية, وبعض الأجهزة والمعدات الموسيقية.

الأهمية الغذائية للنحاس

يحتوي الجسم على كمية من النحاس لا تقل عن 100 ملجم؛ تساعد - بإذن الله - في الوقاية من فقر الدم المعروف بالأنيميا ، كما يدخل في تركيب بعض الأنزيمات ، ونقصه يؤدي إلى اضطراب النمو ، وفقر الدم ويمكن الحصول عليه من اللحوم وصفار البيض والفواكه والخضار.

من استخدامات النحاس المهمة صناعة أسلاك الكهرباء إذ يستهلك حوالي 40% من النحاس المنتج في العالم سنوياً في هذا المجال ، ونظراً لارتفاع الحرارة النوعية للنحاس فإنه يستعمل كوسيط لنقل الحرارة في عمليات التسخين والتبريد ، كما أنه يدخل في صناعة أنواع متعددة جداً من السبائك منها ما يلي:

* النحاس الأصفر (Brass): وهو سبيكة من النحاس والخارصين أو الزنك ، والنحاس الأصفر مقاوم للعوامل الجوية والمواد الكميائية ويمكن صبه وتلميعه، كما أن له ألواناً تتراوح من الأحمر إلى الأصفر إلى الأبيض حسب نسبة الخارصين فيه ، ويستخدم في التوصيلات الكهربائية وفي صنع السخانات والغلايات.
* البرونز ( Bronze ): وهو سبيكة من النحاس والقصدير ، ويتميز بأنه مقاوم للمواد الكميائية وشديد الصلابة، وتتكون بإضافة القصدير بنسبة 40% مما يجعلها تتصف بالمرونة.


هناك سبائك نحاسية كثيرة يختلف تركيبها باختلاف الوظائف التي تصنع لتأديتها والتي تختلف خصائصها حسب العناصر المكونة للسبيكة.

الزركونيوم عنصر كيميائي له الرمز Zr والعدد الذري 40 في الجدول الدوري للعناصر.

يوجد عنصر الزركونيوم بشكل واسع في الطبيعة بنسبة توافر تبلغ 28من الالف في المائة و يحتل المرتبة ال11 في التواجد في الطبيعة قيل عناصر اخر كثيرة مشهورة يتواجد في الطبيعة في شكل معدنين رئيسين و هما الزركون(Zr,Hf) SiO4 واكسيد الزركونيوم (Zr,Hf)O2 يستخدم بشكل أساسي في المفاعلات النووية بسبب ان له مساحة مقطع صغيرة للتفاعل مع النيترونات

يوجد للمعدن عدة نظائر مهمةأهمها 91Zr و 92Zr و 93Zr و 94Zr و90Zr

يمكن إضافة معادن أخرى إلى الزركونيوم مثل Snو Crو Fe و Niو Nb و ذلك لتحسين خواصه الميكانيكية و مقاومته للتآكل والصدأ

أشهر هذه السبائك

زالكوري 2 Zircaloy 2 و تتكون من النيكل و الكروم و الحديد والقصدير وزالكوري 4.

الفضة عنصر كيميائي له الرمز Ag والعدد الذري 47 في الجدول الدوري للعناصر.

الفضة من المعادن الكريمة، أبيض اللون، وهو معدن ثمين معروف منذ القدم حيث عرفه قدماء المصريين والعرب والصينيون واستخدموه في صناعة الحلي وفي الطب والوقاية من الأمراض. يستخدم في سك النقود المعدنية وفي صناعة الحلي تماماً كالذهب إلا أنه أقل قيمة.

هو عنصر يرمز له بالأحرف Ag اختصاراً لكلمة brothel أرجنتم أو Argentum باللاتيني، و ذلك نسبة إلى الأرجنتين حيث وُجدت الفضة بكثرة. وتعتبر من العناصر الثمينة نسبياً. توجد الفضة في الطبيعة على عدة أشكال منها فلز نقي في النرويج وكندا - والبيرو على شكل معدن الارجنيت Ag2S—وعلى شكل كلوريد الفضة كما في المكسيك وكندا ويوجد عادة مختلطاً مع بعض الفلزات الأخرى مثل الذهب والنحاس والرصاص.

معدن أبيض على درجة عالية من البريق ويمكن صقله وتلميعه بدرجة عالية. وباستثناء الذهب، فإن الفضة من أكثر المعادن القابل للسحب والطرق. ومن ناحية توصيلها للحرارة والكهرباء، فإنها تتفوق على كل المعادن الأخرى، وتتراوح صلادتها بين 2.5 و2.7 بمقياس موس حيث أنها أكثر صلادة من الذهب ولكنها أنعم من النحاس . ويأتي معدن الفضة في المجموعة الانتقالية رقم (II) من الجدول الدوري، ورقمها الذري (47)، ووزنها الذري 107.868، ويبلغ وزنها النوعي 10 .5. تنصهر الفضة عند درجة حرارة (962) درجة مئوية. وتصل إلى مرحلة الغليان عند درجة حرارة (2212) درجة مئوية.

توجد الفضة حرة في الطبيعة كما توجد على هيئة خامات، ومن أبرزها خاماتها كبريتيد الفضة، وكلوريد الفضة. كما توجد الفضة في خامات الزرنيخ والأنتمون، وكثيرا ما تحتوي خامات النحاس والخارصين و الرصاص على فلز الفضة. وأن جزءا كبيرا من الفضة يتخلف عرضا عند تعدين خامات العناصر التي ذكرناها آنفا. والفضة تفوق الفلزات جميعا في مقدرتها على توصيل الحرارة والكهربائية وتتخلف عن الذهب فحسب في قابليتها للطرق والسحب، أي في عمل الصفائح الرقاق والأسلاك الرفيعة جدا. وتنصهر الفضة في درجة حرارة (960ْ) مئوية، إذا ما سخنت في الفراغ، أو في جو من النتروجين، وتنصهر في الهواء في درجة حرارة (923ْ) مئوية، وذلك لإذابتها الأوكسجين من الهواء، ويزداد ذوبان الأوكسجين في منصهر الفضة كلما ارتفعت درجة حرارة المنصهر، ففي درجة حرارة (973ْ) يذيب السنتيمتر المكعب الواحد من منصهر الفضة (20.3) سنتيمترا مكعبا من الأوكسجين والفضة تذوب (تتفاعل) في حامض النتريك، المركز منه والمخفف مكونة نترات الفضة. كما وتتأثر في حامض الكبريتيك المركز الساخن لتكون كبريتدات الفضة إلا أنها تصمد في وجه حامض الهيدروكلوريك والقلويات

لقد عرفت الفضة منذ العصور القديمة بأنها معدن زخرفي قيم كما أنها تستخدم كعملة حيث أقيمت عدة مناجم في آسيا الصغرى قبل حلول عام 2500 قبل الميلاد. وفي العصور الإسلامية استخدمت الفضة في صنع الأواني والنقود. ويشير البيروني في القرن الرابع الهجري / العاشر ال ميلادي إلى وجود الفضة مختلطة بالذهب، لا ممزوجة به والظاهر أنه يقصد بالمزج الاتحاد بين العناصر أما الخلط فهو المزج الذي نعنيه في الوقت الحاضر في الكيمياء، فيقول في كتابه الجماهر : "وفي قرية وسنانة بقرب زروبان وجد في بعض الأوقات حديد مختلط بفضة لا ممتزج وكان تقشر عنه فيتميز من غير ذوب، وجد فيها قطعة فضة خالصة في معادن الحديد قطعت وقسمت سرا". ومن الناحية الكيميائية، فإن الفضة ليست معدنا شديد النشاط.

ولا تذوب الفضة في الأحماض المخففة وفي القلويات ولكنها تذوب في حمض النتريك المركز أو حمض الكبريت، وهي لا تتفاعل مع الأكسجين أو الماء في درجات الحرارة العادية. ويهاجم كل من الكبريت والكبريتيد الفضة، وقد تفقد الفضة بريقها بسبب تكون كبريتيد الفضة على الجزء السطحي من المعدن. كما أن التبييض الذي يحتوي على كمية معقولة من الكبريت باعتباره مكونا من مكونات البروتين- يفقد الفضة بريقها بسرعة كبيرة. ومما يفقدها بريقها أيضا الكميات الصغيرة من الكبريتيد التي توجد بصورة طبيعية في الغلاف الجوي والتي تضاف إلى الغاز المستعمل في المنازل مثل كبريتيد الهيدروجين. ويعتبر كبريتيد الفضة السوداء من بين أكثر الأملاح الغير قابلة للذوبان في المحاليل المائية، وتستغل هذه الخاصية في فصل أيونات الفضة عن الأيونات الموجبة الأخرى

الاستخدام قديماً

نظرا لقدرة الفضة الفائقة على قتل البكتريا والكائنات الدقيقة و الطحالب استخدمها العرب في تنقية الماء، حيث كانت الماء توضع في القرب المصنوعة من جلد الشاة ويملأ مايقرب من ثلاثة أرباعها بالماء والباقي هواء ويوضع في الماء قطع معدنية من عملات الفضة وفي أثناء الرحلاات طويلت المسافات تهتز القربة فتحتك القطع ببعضها البعض مما ينتج عنه ذوبان جزء بسيط من الفضة في الماء في صورة مسحوق فائق النعومة يؤدي إلى قتل البكتريا وتطهير الماء.

تنقية المياه

يمكن استخدام الفضة حديثا في تنقية المياة بدلا من استخدام الكلور الغير آمن صحيا، حيث أثبتت الدراسات أن الجرعة المستخدمة من الفضة في تنقية الماء أقل من واحد في البليون أي ما يعادل واحد ملليجرام في المتر المكعب من الماء، وهذا يعني أن تكلفة التنقية تصل إلى حوالي نصف قرش بالعملة المصرية، بينما الكلور يكلف ثلاثة قروش، إلى جانب المخاطر على العاملين والسكان المحيطون من غاز الكلور، كما أن الدراسات الحديثة أثبتت أن الكلور مسبب للسرطان ويسبب إجهاض الحوامل، حيث يمنع إلتصاق الجنين بجدار الرحم. ومن هذا المنطلق يمكن استخدام الفضة في تعقيم الأنواع الأخرى من المياه، كالمياه المستخدمة في محطات توليد الكهرباء، ومياه الصرف الصحي، وأبراج التبريد الصناعية ومياه حمامات السباحة.

في الطب

للفضة تطبيقات طبية مثل صناعة المراهم، وحالياً يتم استخدام الفضة في علاج مرضى الأقدام السكرية، حيث يتم ضبط نسبة السكر في الجسم واستخدام حمامات الماء المضاف إليه ماء الأكسجين والمطعم بأيون الفضة حيث يقوم بقتل الكائنات الدقيقة الملوثة للقروح في القدم ثم تترك طبقة خفيفة من الفضة تقوم بمنع نمو أي كائنات أخرى.

بينت الدراسات الحديثة أن للفضة تأثير غير معلوم الميكانيكية على الحالة النفسية للأنسان، ولهذا تستخدم في أدوية العلاج النفسية في معظم أدوية الولايات المتحدة الأمريكية، كما تساهم في الوقاية من الأمراض الخطيرة، لذا انتشر في أمريكا الآن مايسمى بمعلق الفضة وهو محلول ذائب به كميات كثيرة من الفضة في صورة مسحوق فائق النعومة بنسبة تصل إلى حوالي 500 ملليجرام في اللتر من الفضة، والذي يتم تناوله عن طريق الفم بمعدل ملعقة شاي يوميا

وتستخدم مركبات (Highgyen Selver) في مقاومة الفيروسات والأمراض في مزارع الدواجن والماشية، وأيضا في مجازر الدواجن واللحوم و في مصانع الأغذية المعبئة وفي المستشفيات ومصانع المياه المعبئة. وتستخدم الفضة في إنتاج أنواع عديدة من النسيج المضاد للبكتيرياوالفيروسات، على سبيل المثال الأحذية الرائحة الكريهة التي تنتج منها بسبب أنها مكتومة لا تهوية لها فتسبب البكتيريا تلك الرائحة الناتجة عن العرق ولهذا يمكن إدخال بعض أيونات الفضة في النسيج المصنوع منه الجورب بصفة دائمة أو في المداس نفسه.
يتم التعقيم بالفضة عبر إحدى طريقتين:
* إضافة الفضة كمركب كيميائي.
* التفضيض الكهربي: وفيها يتم إدخال أيون الفضة إلى الماء كهربياً عن طريق ذوبان مصعد فضة في محلول. وهناك مركبات أخرى كيميائية للفضة تستخدم في التعقيم منها(Highgyen Selver).

الدارمشتاتيوم هو أحد العناصر الكيميائية الموجودة في الجدول الدوري وله الرمز Ds ورقم ذري 110 مما يجعله أحد الذرات البالغة الثقل. وهو عنصر إصطناعي، يضمحل سريعا. وأثقل نظائره 280 و 281 تم تصنيعها حديثا وهي ثابتة إلى حد ما، ولها فترة عمر نصف تبلغ 7.6 ثانية، 1.1 دقيقة على الترتيب. ونظرا لوجوده في المجموعة 10 فإنه من الممكن أن يظهر كفلز لامع وصلب.

اكتشف في Gesellschaft für Schwerionenforschung GSI بدارمشتاد، ألمانيا 9 نوفمبر عام 1994. ولم يتم ملاحظة العنصر إطلاقا ولكن تم تصنيع بعض ذرات فقط منه بالإنصهار النووي لنظائر النيكل والرصاص في معجل نووي. (تم تعجيل ذرات النيكل وإطلاقها على هدف من الرصاص).

للعلماء أيضا جانبهم المرح فقد إقترح بعضهم إطلاق الاسم بوليسيوم "Policium" على العنصر نظرا لأن رقمه الذري 110، وهو رقم رقم تليفون الطواريء للشرطة الألمانية. ولكن، تم تسمية العنصر على اسم البلدة الألمانية التي تم اكتشافه بها دارمشتاد ( يقع GSI في مكان يسمى ويكسهاوزن وهي ضاحية شمال دارمشتاد). وتم إطلاق الاسم دارمشتايتيوم بمعرفة IUPAC في أغسطس عام 2003.

سلسلة الأكتينيدات تتكون من 15 عنصر تبدأ من اّكتينيوم إلى نوبليوم في الجدول الدوري ، بالأرقام الذرية من 89 إلى 102 . وهي لها خواص تشبه لعناصر سلسة اللانثينيدات . الأكتينيدات ذات الأرقام الذرية العالية لا توجد في الطبيعة ولها فترة عمر نصف صغيرة .

ويتم وضع سلسة الأكتينيدات تحت الجدول الدوري كما لو كانت تذييل له . بينما يوضح الجدول الدوري الطويل المكان الفعلى لمجموعة اللانثينيدات .
اّكتينيوم Ac
ثوريوم Th
بروتكتينيوم Pa
يورانيوم U
نبتونيوم Np
بلوتونيوم Pu
أمريكيوم Am
كوريوم Cm
بركليوم Bk
كاليفورنيوم Cf
أينشتينيوم Es
نوبليوم No
مندليفيوم Md
فرميوم Fm

الأكتينيوم هو عنصر كيميائي من عناصر الجدول الدوري وله الرمز Ac و العدد الذري 89.

الأكتينيوم عنصر فلزي نشيط إشعاعيا، ولونه فضي. ونظرا لنشاطه الإشعاعي الكبير، فإن الأكتينيوم يلمع في الظلام بضوء أزرق عجيب. ويتواجد في ركام معدن اليورانيوم على شكل 227-Ac ، α و β وله عمر نصف يبلغ 21.773 سنة. ويحتوى الطن من ركام اليورانيوم على عشر جرام تقريبا من الأكتينيوم.

الأكتينيوم لها نشاط إشعاعي يفوق الراديوم 150 مرة, مما يجعله ذو قيمة كمصدر نيترون. وفيما عدا ذلك لا يوجد له تطبيقات صناعية أخرى.

الأكتينيوم-255 يستخدم في الطب لإنتاج Bi-213 في المولدات، كما يستخدم بمفرده في علاج المناعة بالإشعاع

تم اكتشاف الأكينيوم في عام 1899 عن طريق أندريه-لويس ديبني، وهو كيميائي فرنسي، قام بفصله من البيتش بليند. كما قام فريدريك أوتو جيسيل أيضا باكتشاف الأكتينيوم مستقلا عن أندريه في عام 1902. ويشبه النشاط الكيميائي للأكتينيوم اللانثانوم.

وكلمة الأكتينيوم أصلها إغريقي "أكتيس، أكتينوس" وتعني حزمة من الأشعة.

يتكون الأكتينيوم المتواجد طبيعيا من نظير واحد فقط، 227Ac. ويوج للأكتينيوم 36 نظير إشعاعي وأكثرهم ثباتا هو 227-Ac وله عمر نصف يبلغ 12.772 عام, 225-Ac وله عمر نصف يبلغ 10.0 أيام, 226-Ac وله عمر نصف يبلغ 29.37 ساعة. وباقى النظائر المشعة لها عمر نصف اقل من 10 ساعات وأغلبها له عمر نصف اقل من دقيقة. وأقل نظائر الأكتينيوم في عمر النصف هو 217Ac والذي يضمحل عن طريق إضمحلال ألفا وأسر إلكترون, وله عمر نصف يبلف 69 نانو ثانية. كما أن الأكتينيوم له أيضا 2 حالة رجوع لنفسهما.

ويصل الأكتينيوم-227 لحالة الإتزان مع نواتج إضمحلاله في 185 يوم, ثم يبدأ في الانحلال طبقا لمعدله العادي 21.773 سنة.

تتراوح الأوزان الذرية لنظائر الأكتينيوم من 206 وحدة كتل ذرية (206actinium) إلى 236 وحدة كتل ذرية (236Ac)