Dysproz (Dy)

Dysproz w układzie okresowym

Pierwiastek leży w szóstym okresie, czyli w szóstym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 6 powłokach. Należy do lantanowce, dla których nie podaje się numeru grupy. W temperaturze pokojowej Dysproz jest ciałem stałym (topnieje w 1407 °C, wrze w 2562 °C).

Dysproz — co to za pierwiastek

Bez niego magnesy w silnikach elektrycznych traciłyby siłę po rozgrzaniu.

Właściwości pierwiastka Dysproz

Dysproz jest srebrzystym, miękkim metalem z grupy lantanowców, na tyle miękkim, że daje się ciąć. Ma gęstość 8,54 g/cm³, topi się w 1407 stopniach Celsjusza i wrze w 2562. Na suchym powietrzu matowieje powoli, ale rozdrobniony może się zapalić. Z wodą reaguje, wydzielając wodór, wolno na zimno i wyraźnie szybciej po ogrzaniu, a w kwasach rozpuszcza się łatwo. W związkach występuje niemal wyłącznie na stopniu utlenienia plus trzy, czyli ma wartościowość III, a jego sole są bladożółte. Konfiguracja [Xe] 4f¹⁰ 6s² tłumaczy jego najważniejszą cechę: bardzo duży moment magnetyczny, jeden z największych wśród pierwiastków. Sam metal jest mało toksyczny.

Zastosowanie pierwiastka Dysproz

Największym odbiorcą dysprozu są magnesy neodymowe. Kilkuprocentowy dodatek dysprozu podnosi temperaturę, w której magnes traci swoje właściwości, dzięki czemu silniki samochodów elektrycznych, generatory turbin wiatrowych i serwomechanizmy pracują pewnie także wtedy, gdy się rozgrzeją. Druga ważna rola to energetyka jądrowa: dysproz bardzo silnie pochłania neutrony, więc jego tlenek wtapia się w pręty i wkłady regulacyjne reaktorów. Stop terbu, dysprozu i żelaza zmienia długość pod wpływem pola magnetycznego, co wykorzystuje się w przetwornikach, sonarach i precyzyjnych układach ustawczych. Dysproz trafia też do warstw zapisujących w nośnikach magnetycznych, do jodkowych lamp wyładowczych dających jasne, białe światło oraz do kryształów dozymetrycznych, którymi mierzy się dawki promieniowania u pracowników szpitali i elektrowni.

Dysproz — najważniejsze związki chemiczne

Podstawową postacią handlową jest tlenek dysprozu Dy₂O₃, biały proszek, z którego wychodzi się przy produkcji magnesów, ceramiki i luminoforów. Fluorek DyF₃ i chlorek DyCl₃ są półproduktami przy otrzymywaniu czystego metalu przez redukcję. Mieszanina tlenku dysprozu z tytanianem służy jako materiał pochłaniający neutrony w prętach reaktorów. Jodek dysprozu stosuje się w lampach metalohalogenkowych, a domieszki jonów Dy₃+ w siarczanie wapnia dają kryształy świecące po napromieniowaniu, wykorzystywane w dawkomierzach. Dysproz wchodzi też w skład stopów z żelazem, terbem i neodymem, czyli materiałów, z których wytwarza się magnesy trwałe i przetworniki magnetostrykcyjne.

Dysproz — gdzie go spotykasz

• magnesy silników
• dyski
• pręty reaktorów

Dysproz w szkole — co trzeba wiedzieć

Dysproz jest lantanowcem z bloku f, z szóstego okresu, wyjętym do osobnego wiersza pod główną tablicą; to kwestia miejsca na kartce, a nie wyłączenia go z układu okresowego. Konfiguracja [Xe] 4f¹⁰ 6s² pokazuje, że elektrony wchodzą na podpowłokę f, a nie na warstwę zewnętrzną, i dlatego wszystkie lantanowce mają zwykle stopień utlenienia plus trzy i bardzo podobną chemię. Stąd bierze się trudność ich rozdzielania. Warto obalić mit z nazwą metale ziem rzadkich: w skorupie ziemskiej dysprozu jest 5,2 mg na kilogram, czyli więcej niż arsenu, którego jest 1,8. Rzadkie jest ich rozdzielanie i skupione wydobycie, a nie same pierwiastki.

Dysproz — historia odkrycia

W 1886 roku Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran podejrzewał, że tlenek holmu nie jest jednorodny, i rozdzielał go przez kilkadziesiąt cykli strącania i rozpuszczania, śledząc zmiany w widmie. Tak wydzielił nowy pierwiastek i nazwał go od greckiego dysprositos, czyli trudny do zdobycia, co dokładnie opisywało pracę, jakiej wymagało jego otrzymanie. Czysty metal udało się uzyskać dopiero po drugiej wojnie światowej, kiedy chromatografia jonowymienna pozwoliła sprawnie rozdzielać bardzo podobne do siebie lantanowce. Przez ponad pół wieku dysproz pozostawał więc ciekawostką laboratoryjną, a jego prawdziwa kariera zaczęła się wraz z magnesami trwałymi.

Dysproz — skąd wzięła się nazwa

gr. dysprositos — trudny do zdobycia

Dysproz — izotopy

dysproz-164 dominuje

Dysproz — bezpieczeństwo

Niskotoksyczny.

Ciekawostki o pierwiastku Dysproz

• Bez dysprozu silniki samochodów elektrycznych słabłyby w upale.
• W skorupie ziemskiej dysprozu jest więcej niż arsenu, choć zalicza się go do metali ziem rzadkich.
• Stop z dysprozem zmienia swoje wymiary w polu magnetycznym i potrafi zamieniać prąd bezpośrednio w drgania dźwiękowe.
• Kryształy z domieszką dysprozu świecą po napromieniowaniu i służą do odczytu dawki, jaką zebrał pracownik.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Dysproz