كوبالت

كوبالت,  27Co
cobalt chips
الخصائص العامة
النطق
المظهر فلز رمادي بزرقة لامعة صلبة
الوزن الذري العياري (Ar, standard) 58.933194(4)[2]
كوبالت في الجدول الدوري
Hydrogen (reactive nonmetal)
Helium (noble gas)
Lithium (alkali metal)
Beryllium (alkaline earth metal)
Boron (metalloid)
Carbon (reactive nonmetal)
Nitrogen (reactive nonmetal)
Oxygen (reactive nonmetal)
Fluorine (reactive nonmetal)
Neon (noble gas)
Sodium (alkali metal)
Magnesium (alkaline earth metal)
Aluminium (post-transition metal)
Silicon (metalloid)
Phosphorus (reactive nonmetal)
Sulfur (reactive nonmetal)
Chlorine (reactive nonmetal)
Argon (noble gas)
Potassium (alkali metal)
Calcium (alkaline earth metal)
Scandium (transition metal)
Titanium (transition metal)
Vanadium (transition metal)
Chromium (transition metal)
Manganese (transition metal)
Iron (transition metal)
Cobalt (transition metal)
Nickel (transition metal)
Copper (transition metal)
Zinc (post-transition metal)
Gallium (post-transition metal)
Germanium (metalloid)
Arsenic (metalloid)
Selenium (reactive nonmetal)
Bromine (reactive nonmetal)
Krypton (noble gas)
Rubidium (alkali metal)
Strontium (alkaline earth metal)
Yttrium (transition metal)
Zirconium (transition metal)
Niobium (transition metal)
Molybdenum (transition metal)
Technetium (transition metal)
Ruthenium (transition metal)
Rhodium (transition metal)
Palladium (transition metal)
Silver (transition metal)
Cadmium (post-transition metal)
Indium (post-transition metal)
Tin (post-transition metal)
Antimony (metalloid)
Tellurium (metalloid)
Iodine (reactive nonmetal)
Xenon (noble gas)
Caesium (alkali metal)
Barium (alkaline earth metal)
Lanthanum (lanthanide)
Cerium (lanthanide)
Praseodymium (lanthanide)
Neodymium (lanthanide)
Promethium (lanthanide)
Samarium (lanthanide)
Europium (lanthanide)
Gadolinium (lanthanide)
Terbium (lanthanide)
Dysprosium (lanthanide)
Holmium (lanthanide)
Erbium (lanthanide)
Thulium (lanthanide)
Ytterbium (lanthanide)
Lutetium (lanthanide)
Hafnium (transition metal)
Tantalum (transition metal)
Tungsten (transition metal)
Rhenium (transition metal)
Osmium (transition metal)
Iridium (transition metal)
Platinum (transition metal)
Gold (transition metal)
Mercury (post-transition metal)
Thallium (post-transition metal)
Lead (post-transition metal)
Bismuth (post-transition metal)
Polonium (post-transition metal)
Astatine (metalloid)
Radon (noble gas)
Francium (alkali metal)
Radium (alkaline earth metal)
Actinium (actinide)
Thorium (actinide)
Protactinium (actinide)
Uranium (actinide)
Neptunium (actinide)
Plutonium (actinide)
Americium (actinide)
Curium (actinide)
Berkelium (actinide)
Californium (actinide)
Einsteinium (actinide)
Fermium (actinide)
Mendelevium (actinide)
Nobelium (actinide)
Lawrencium (actinide)
Rutherfordium (transition metal)
Dubnium (transition metal)
Seaborgium (transition metal)
Bohrium (transition metal)
Hassium (transition metal)
Meitnerium (unknown chemical properties)
Darmstadtium (unknown chemical properties)
Roentgenium (unknown chemical properties)
Copernicium (post-transition metal)
Nihonium (unknown chemical properties)
Flerovium (unknown chemical properties)
Moscovium (unknown chemical properties)
Livermorium (unknown chemical properties)
Tennessine (unknown chemical properties)
Oganesson (unknown chemical properties)


Co

Rh
حديدكوبالتنيكل
الرقم الذري (Z) 27
المجموعة، الدورة المجموعة 9, الفترة 4
المستوى الفرعي المستوى الفرعي d
تصنيف العنصر   فلز انتقالي
التوزيع الإلكتروني [Ar] 3d7 4s2
الإلكترونات بالغلاف
2, 8, 15, 2
الخصائص الطبيعية
اللون رمادي معدني
الطور (عند STP) صلب
نقطة الانصهار 1768 K ​(1495 °س، ​2723 °F)
نقطة الغليان 3200 K ​(2927 °س، ​5301 °ف)
الكثافة (بالقرب من د.ح.غ.) 8.90 ج/سم³
حين يكون سائلاً (عند ن.إ.) 8.86 ج/سم³
حرارة الانصهار 16.06 kJ/mol
حرارة التبخر 377 kJ/mol
السعة الحرارية المولية 24.81 J/(mol·K)
ضغط البخار
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 1790 1960 2165 2423 2755 3198
الخصائص الذرية
حالات الأكسدة −3, −1, +1, +2, +3, +4, +5[3] ​(أكسيد متذبذب)
الكهرسلبية Pauling scale: 1.88
طاقات التأين
  • 1st: 760.4 kJ/mol
  • 2nd: 1648 kJ/mol
  • 3rd: 3232 kJ/mol
  • (المزيد)
نصف القطر الذري empirical: 125 pm
نصف قطر التكافؤ Low spin: 126±3 pm
High spin: 150±7 pm
Color lines in a spectral range
متفرقات
البنية البلورية ​Hexagonal_close_packed.svg
[[File:Hexagonal_close_packed.svg|50px|alt=Hexagonal_close_packed.svg crystal structure for كوبالت|Hexagonal_close_packed.svg crystal structure for كوبالت]]
سرعة الصوت thin rod 4720 m/s (at 20 °C)
التمدد الحراري 13.0 µm/(m·K) (at 25 °C)
التوصيل الحراري 100 W/(m·K)
المقاومة الكهربائية 62.4 nΩ·m (at 20 °C)
الترتيب المغناطيسي مغناطيسية حديدية
معامل يونگ 209 GPa
معامل القص 75 GPa
معاير الحجم 180 GPa
نسبة پواسون 0.31
صلادة موز 5.0
صلادة ڤيكرز 1043 MPa
صلادة برينل 470–3000 MPa
رقم كاس 7440-48-4
التاريخ
الاكتشاف وأول عزل گيورگ برانت (1735)
نظائر كوبالت الرئيسية
نظير التوافر عمر النصف (t1/2) نمط الاضمحلال النواتج
56Co اصط 77.27 d ε 4.566 56Fe
57Co syn 271.79 d ε 0.836 57Fe
58Co syn 70.86 d ε 2.307 58Fe
59Co 100% 59Co هو نظير مستقر وله 32 نيوترون
60Co syn 5.2714 y β, γ 2.824 60Ni
| المراجع | [[:d:خطأ لوا في وحدة:Wikidata على السطر 863: attempt to index field 'wikibase' (a nil value).|في ويكي‌داتا]]

الكوبالت cobalt معدن رمزه الكيمياوي Co، عدده الذري 27، وهو في زمرة الحديد (الفصيلة VIIIB أو 8) التي تشمل إضافة إلى الكوبالت في هذه الزمرة الحديد Fe (عدده الذري 26)، والنيكل Ni (عدده الذري 28)، وصنِّفت هذه العناصر في ثلاثية واحدة؛ لأن التشابه بينها أشدّ من التشابه المعتاد بين العنصر والعناصر التي تقع تحته في عمود واحد في الجدول الدوري. اكتشفه الكيميائي السويدي گيورگ برانت G.Brandt في عام 1735.

الكوبالت عنصر كيميائي فلزي لونه أبيض فضي، يستخدم أصلاً في صناعة السبائك. وللكوبالت كثير من خصائص الحديد والنيكل. والفلزات الثلاثة صلبة ومغنطيسية، وتتفاعل مع الأحماض العادية لتكوين الهيدروجين.

Electrolytically refined cobalt, 99.9 %, segment of a large plate.

الرمز الكيميائي للكوبالتCo ، وعدده الذري 27، ووزنه الذري 58,9332 مقدراً بواحدة الكتل الذرية، وكثافته 8,9جم/سم§. وهو ينصهر عند 1,495°م ويغلي عند 2,870°م. تم اكتشاف الكوبالت عام 1737م، على يد كيميائي سويدي هو جورج برانت. وبنيته الإلكترونية [Ar] 3d74s2 حيث تدل [Ar] على البنية الإلكترونية للغاز الخامل أرغون، له تكافؤان +2 و+3. ودرجة الأكسدة +2 أثبت في حالة المركبات البسيطة. مثال ذلك مركبات الكلور مع الكوبالت، فالمركب CoCl2 ذو اللون الزهري أثبت من CoCl3 لأن الأيون (الشاردة) Co3+ ذو قوة مؤكسدة كبيرة؛ فهو يؤكسد الماء، وينطلق الأكسجين:

لكن درجة الأكسدة (+3) تزداد ثباتاً في المعقدات complexes. المعقَّد، فالمركب [Co (NH3)6]Cl3 أثبت من [Co(NH3)6]Cl2.

يتميز الكوبالت بأنه يشكل معقدات متنوعة، خاصة مع النشادر NH3 والسيانيد CN- وCO وNO. يمتص الهيدروجين H2 فيحوله إلى هيدروجين ذري نشيط؛ لذا كانت له أهمية كبيرة في التحضير في تفاعلات الهدرجة وفي تفاعلات تحفيز أخرى.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

مصادر الكوبالت

المخزون الكلي للكوبالت في قشرة الأرض قليل نسبيا. ويظهر الكوبالت في مركَّبات مع الزرنيخ أو الأكسجين أو الكبريت، وفي خامات النيكل وغيره من الفلزات. يوجد الكوبالت في أحجار النيازك. وتتمتع كندا بمخزون كبير من خام الزرنيخ الذي يحوي الكوبالت والنيكل والحديد. ويقع هذا المخزون في اونتاريو. كما يوجد الكوبالت في فنلندا وأذربيجان وكازاخستان وروسيا والكونغو الديمقراطية (زائير سابقاً) وزامبيا. أما الولايات المتحدة ففيها مخزون متواضع من الكوبالت.


وجوده في الطبيعة وتحضيره واستعمالاته

Cobalt ore
Cobalt output in 2005
منحى الانتاج العالمي

يكوِّن الكوبالت 0.00023% وزناً من القشرة الأرضية، ويأتي ترتيبه الثلاثين بسعة الانتشار. وهو يوجد في جمهورية الكونغو الديمقراطية (زائير سابقاً) وزامبيا وكندا؛ المنتِجيْن الرئيسين له. وهو - مثل الحديد والنيكل - يتميز بخواص مغنطيسية حديدية. تعني هذه الخاصة أن قضيباً مصنوعاً منه يحتفظ بمغنطته حتى بعد زوال الحقل الخارجي الممغنِط. تتطلب هذه الخاصة وجود إلكترونات غير متزاوجة في الذرة؛ ولكن هذه الخاصة لا تظهر إلا إذا كان هناك بعد معين بين الأيونات في الشبكة البلورية.

يصادف الكوبالت في الطبيعة بشكل مركبات مع الكبريت والزرنيخ والأنتموان صيغها CoAsS الكوبالتيت، وCoAs2 السمالتيت.

وللحصول على الكوبالت من فلزاته، تطبق طرائق معقدة حسب نوع الفلز، وتكمن صعوبة استحصاله في فصله عن العناصر المرافقة له، مثل الكبريت والزرنيخ والنيكل والحديد. فالفلز الزرنيخي مثلاً يتحول بعد حرقه إلى مزيج من الأكاسيد المعدنية ومركبات الزرنيخ. يُحلُّ هذا المزيج في حمض كلور الماء، ومن ثم يعامل بغاز كبريتيد الهيدروجين H2S للتخلص من Bi وPb وCu. ويتمّ التخلص بعد ذلك من Fe وAs بترسيبهما بشكل CaHAsO4 وFe(OH)3 بمعالجة المحلول بـ CaCO3. وأخيراً بإضافة المسحوق القاصر؛ وهو مزيج من Ca(OH)2 وCaOCl2.

ينفصل الكوبالت في بدء الإضافة بشكل Co2O3 ومن ثم ينفصل أكسيد النيكل، ثم يُرجَع (يختزَل) أكسيد الكوبالت، وينقى المعدن الناتج بالتحليل الكهربائي.

الكوبالت ذو لون أبيض - مزرق، نقطة انصهاره 1493 ْس، ونقطة غليانه 3100 ْ س. كمونه النظامي (التحول إلى CO2+) يساوي -0.277 فلط. نصف قطر ذرته 125 بيكومتر، كمون تأينه مقدراً بالإلكترون فولط (الأول 7.86، الثاني 17.1، والثالث 33.5)، ناقليته الكهربائية أعلى من ناقلية الزئبق بعشر مرات، وناقليته الحرارية أعلى بثماني مرات، كتلته الحجمية 8.9 غ/سم3.

يستعمل الكوبالت بشكله المعدني؛ ليحول إلى نظير الكوبالت 60 المشع الذي عمر نصفه 5.7 سنة، يتفكك مطلقاً أشعة غاما، ويستخدم في الطب وفي الصناعة كما يستعمل المعدن في صناعة ضروب السيراميك ومجففات الدهان وحفّازاً. يدخل الكوبالت في صناعة العديد من السبائك فسبيكته القابلة للسحب التي تحوي 1-18% كوبالت والباقي نيكل لها تطبيقات خاصة إذ تستعمل في صنع الأغشية الرقيقة، فتكسب المعادن التي تكسى بها اللمعان والقساوة.

أما الفولاذ المستعمل عند درجات حرارة عالية (أعلى من 650 ْس) فيحوي 5-65% كوبالت، يستعمل في صناعة الطائرات والتوربينات الغازية وتطبيقات أخرى شبيهة. وبدرجات حرارة أعلى من 511 ْس تستعمل سبائك، مثل سبيكة النيمونيك 90 (Nimonic 90) وهي سبيكة أساسها النيكل وتحوي 18% كوبالت وكمية مماثلة من الكروم وقليلاً من التيتانيوم Ti. وتستعمل سبيكة أخرى في هذا المجال يطلق عليها اسم واسبَلوي Waspaloy.

وهنالك السبائك المستعملة في القطع ومقاومة الاهتراء بإضافة 2-12% كوبالت إلى الأدوات الفولاذية، تصبح هذه الأدوات قابلة للاستعمال من أجل القطع العميق والسرعات الكبيرة.

يستعمل نحو 25% من إنتاج الكوبالت عالمياً في صنع المغانط. والسبائك التي تصنع منها المغانط الدائمة الجيدة تحوي 2-40% من الكوبالت. كما أن ضروب الفولاذ (سبيكة حديد مع الكربون) الكوبالتي التي تحوي 2-40% كوبالت تستعمل بكثرة في صناعة المغانط.

أما سبائك الحديد - الكوبالت - الفاناديوم، مثل السبائك التي يطلق عليها اسم خلائط فيك Vik alloys؛ فتستعمل في صناعة المغانط، وتستعمل سبائك الكوبالت مع النحاس والنيكل للغرض نفسه، وكذلك سبائكه مع الحديد والمولبدن. ومنذ عام 1930 بدأت صناعة سبائك الكوبالت مع الألمنيوم؛ وهذه السبائك تدعى ألنيكو Alnicos تحوي 6-12% ألمنيوم و14-30% نيكل و5-35% كوبالت؛ ويضاف لها حديد وكميات صغيرة من النحاس والتيتانيوم، وتصنع من هذه السبائك مغانط كما تستعمل في صنع الأجهزة الكهربائية والأجهزة الإلكترونية.

وأما السبائك التي تحوي 60 ـ 65% كوبالت مع معادن الأتربة النادرة، خاصة برازيديميوم وسماريوم؛ فيستفاد منها في صناعة مساحيق المغانط التي تستعمل في الإلكترونيات.

السبائك الفائقة super alloys مقاومة حرارياً، وتستعمل في صناعة العنفات الغازية. وسبيكته مع كربيد التنغستن؛ وتدعى الكاربولوي carboloy قاسية تستعمل في قطع الفولاذ وشغله، وسبيكته مع الكروم لها الاستعمال نفسه؛ واسمها ستلِّيت Stellite.

خواصه الكيمياوية

يسلك الكوبالت - كيمياوياً - سلوك معدن انتقالي transition metal نموذجي. والمعادن الانتقالية هي مجموعة العناصر الواقعة بين الفصيلة IIA (أو 2) والفصيلة IIIA (أو 13). وهي تقع في ثلاثة أدوار - السلسلة الانتقالية الأولى والثانية والثالثة.

الكوبالت - مثل الحديد والنيكل - متوسط النشاط الكيمياوي فكمون مسرى الكوبالت (تحوله إلى Co2+) يساوي -0.28 فولط. فهو أكثر كهرجابية من الهيدروجين، وينحل بالحموض الممددة. وهو - في الشروط العادية - يتفاعل بدرجة تكاد لا تذكر مع اللامعادن النموذجية الجافة مثل الأكسجين والكبريت والكلور والبروم إلا أنه يتفاعل بشدة معها بالتسخين خاصة إذا كان مسحوقاً. وإذا كانت حبيبات المسحوق صغيرة جداً (القطر الوسطي للحبيبة 5 مكرونات)؛ فإنه يلتهب تلقائياً في الهواء عند درجة الحرارة العادية.

وهو يتحد - عند درجات الحرارة المرتفعة - مع الأنتموان والسيلسيوم (السيليكون) والفسفور والزرنيخ ومع الألمنيوم. ويكون التفاعل نشيطاً في معظم الحالات. فمزيج متساو من النيكل والألمنيوم يتفاعل بانفجار مكوّناً المركّب NiAl، ويكوّن مع الكربون كربيدات صيغتها العامة Co3C وCo2C.

يمتصّ الكوبالت غاز الهيدروجين عند درجات الحرارة العالية خاصة، ويزداد امتصاصه لهذا الغاز عندما يكون مسحوقاً. ولا يتكون من امتصاص الهيدروجين مركّبات محدودة التركيب.

يمتص الكوبالت غازَ الآزوت (النتروجين)، ويمتص أكسيد الكربون، وتتناقص درجة الامتصاص بارتفاع درجة الحرارة كما يمتص CO عند ضغط عال؛ ويتكوَّن كربونيل الكوبالت Co (CO)4.

يكوّن الكوبالت العديد من المعقدات بدرجتي الأكسدة +2 و+3 ومعقداته بدرجة الأكسدة +3 أثبت من معقداته بدرجة الأكسدة +2. ومعقدات الكوبالت كثيرة، مثال ذلك المعقَّد [CoF6]3- و[Co (NH3) 6]Cl3، وهي أكثر من معقدات أي عنصر آخر.

يوجد الكوبالت III في فيتامين ب 12 (B12). فهو يصون خلايا الدم الحمراء في الكبد. ويكون الكوبالت بدرجة أكسدة +3 مرتبطاً بخمس روابط مع خمس ذرات آزوت في أجزاء مختلفة من البنية المحيطية، وتجري في الموقع السادس الفعالية الكيمياوية الحيوية (الشكل-1).

الشكل (1) جزء من بنية الفيتامين B12 ترتبط النقطتان A وB مع بعضهما عن طريق مجموعة من الفسفات والسكر وحلقات آزوتية


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

أهم مركباته في درجة الأكسدة +2

الأكسيد CoO ذو لون أخضر مائل للرمادي يحضر بتفكك الكربونات، وهو ينحلّ في الحموض. ومعظم أملاح الكوبالت II مع الحموض القوية تنحل بالماء ومحاليلها ذات تفاعل حمضي ضعيف بسبب الحلمهة (التحلل بالماء). أما أملاح الحموض الضعيفة نسبياً فتكون غالباً صعبة الانحلال مثل الكربونات والفوسفات. وفي الحالة الجافة (اللامائية) لون الأيون Co2+ أحمر فاتح. أما لون الأيون Co2+ المميه فهو أحمر وردي.

تتبلور أملاحه مع الهاليدات في معظم الحالات مع ستة جزيئات ماء، وتنحل جيداً في الماء وفي الكحول باستثناء الفلوريد CoF2. ويختلف لونها في الحالة اللامائية حسب الهالوجين، كما أن فقدانها التدريجي للماء يؤدي إلى تغير لونها. فكلوريد الكوبالت بدرجة الأكسدة +2 CoCl2.x(H2O) يختلف لونه حسب قيمة x.

وتستعمل هذه الخاصة أحياناً لتقدير درجة الرطوبة في الجو؛ وذلك بتلون ورقة جُفِّف عليها محلول كلوريد الكوبالت II.

للكوبالت +2 ملح كبريتات CoSO4 يتبلور مع سبعة جزيئات ماء، وهو يكوِّن ملحاً مضاعفاً أو معقَّدات صيغتها العامة A2[Co(SO4)2].6H2O حيث A معدن قلوي[ر. القلويات] أو أيون الأمونيوم. وهو يكوِّن مع الثيوسيانيد الملحَ Co (SCN)2 الذي ينحل جيداً في الماء. وهذا بدوره يكوِّن مع ثيوسيانيدات المعادن القلوية المعقدات A2[Co(SCN)4] وA4[Co(SCN)6]، حيث A أيون معدن قلوي أو أيون أمونيوم. وهذه المعقدات ذات لون أزرق مميز، وتستعمل في الكيمياء التحليلية للكشف عن الكوبالت.

أهم المركبات الموافقة لدرجة الأكسدة +3

الأكسيد Co2O3 ذو لون بني غامق يستحصل عليه بتسخين النترات. وهو مؤكسد قوي يصعب الحصول عليه نقياً فهو دوماً ممزوج بـ CoO.

أملاح الكوبالت III البسيطة غير ثابتة في المحاليل إذ ترجَع بسهولة إلى أملاح الكوبالت II؛ فهي ذات صفة مؤكسدة قوية؛ إلا أنه بتكون معقدات لها يستقر التكافؤ الثلاثي الذي يشكل طائفة متنوعة من المعقدات التي تتميز بثباتها الشديد.

يكون الكوبالت الثلاثي مع النتريت الأيون المعقد [Co(NO2)6]3-؛ وهذا الأيون يكوِّن أملاحاً صعبة الانحـلال مع الأيونات المعدنية الأحادية التكافؤ باسـتثناء Na+ وLi+؛ لـذا يـستعمل محـلول المعـقد Na3[Co(NO2)6] للكشف عن البوتاسيوم الذي يكوِّن راسباً أصفر K3[Co(NO2)6].

استخدامات الكوبالت

معظم الكوبالت مستخدم في صورة سبائك. والباقي في صورة مركبات أو نظائر. ويسبك الكوبالت مع الألومنيوم أو النيكل أو الحديد أو بعض الفلزات الأخرى، لصناعة المغانط التي تستخدم في أجهزة الراديو والتلفاز، وكثير من الأجهزة الأخرى. ويتحد الكوبالت مع الكربون والتنجستن أو مع الكروم والحديد أو أي من المعادن الأخرى، حيث تنتج سبائك متينة جدًا تستخدم في بعض الآلات مثل لقم المثاقب وأدوات القطع. وكثير من سبائك الكوبالت تقاوم درجات الحرارة المرتفعة جدًا. ولهذا السبب تستخدم هذه السبائك في توربينات الغاز والمحركات النفاثة وغيرها من المعدات التي تعمل في درجة حرارة عالية.

تشمل مركبات الكوبالت أكاسيد الكوبالت وأملاحه. وتُستخدم أكاسيد الكوبالت أصبـاغاً لتلـوين الطلاء الزجاجي والأواني الخزفية والزجاج. وتستفيد صناعة الدهان من أملاح الكوبالت في تجفيف الدهانات ومواد الطلاء. ويعد فيتامين ب12، وهو أحد مركبات الكوبالت العضوية، ضروريا للحيلولة دون مرض فقر الدم الخبيث.


النظائر المشعة للكوبالت

Cobalt Isotopes[5]
النظير آلية الإضمحلال نصف العمر
Co-50 positron emission 44 millisecond
Co-51 positron emission unmeasured
Co-52 positron emission 0.12 second
Co-53 positron emission 0.24 second
Co-54 positron emission 193.2 millisecond
Co-55 positron emission 17.53 h
Co-56 electron capture, positron emission 77.3 d
Co-57 positron emission 271.8 d
Co-58 electron capture 70.88 d
Co-59 مستقر
Co-60 beta decay 5.271 yr
Co-61 beta decay 1.65 hr
Co-62 beta decay 1.5 min
Co-63 beta decay 27.5 second
Co-64 beta decay 0.30 second
Co-65 beta decay 1.17 second
Co-66 beta decay 0.190 second
Co-67 beta decay 0.43 second
Co-68 beta decay 0.20 second
Co-69 beta decay 0.22 second
Co-70 beta decay 0.13 second
Co-71 beta decay 0.21 second
Co-72 beta decay 90 millisecond

أوسع نظائر الكوبالت استخدامًا هو الكوبالت 60. ويقوم العلماء بتحضير هذا النظير المشع بطرق الكوبالت العادي أو كوبالت 59 بالنيوترونات داخل مفاعل نووي. ونصف عمر الكوبالت 60 حوالي خمس سنوات، أي أن نصف الذرات في عيِّنة من الكوبالت 60 تنحل (تتفكك) في 5 سنوات. وعند انحلال الكوبالت 60 يُصدر نوعين من الإشعاعات : جسيمات بيتا و أشعة جاما. ويستفاد من الكوبالت 60 في علاج السرطان، لأن الإشعاع الصادر منه يقتل الخلايا السرطانية، كما يستفاد منه في تشخيص بعض الأمراض. فمثلاً يكشف الأطباء عن مرض فقر الدم الخبيث بإعطاء المريض فيتامين ب12 الذي به بعض الكوبالت 60، ثم يتولى كاشف للإشعاعات قياس مقدار الكوبالت 60 ـ ومقدار الفيتامين في بول المريض. وبهذا يتمكن الأطباء من تحديد ما إذا كان الجسم يمتص الفيتامين بشكل طبيعي أم لا.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التاريخ

cobalt blue Chinese porcelain
پورسلين صيني مبكر أزرق وأبيض، مصنوع حوالي 1335

اِستُخدِمت مركبات الكوبالت لقرون لإعطاء لون أزرق سخي للزجاج و glazes، و ceramics. وقد عُثر على الكوبالت في المنحوتات المصرية والمجوهرات الفارسية من الألفية الثالثة ق.م.، في أطلال پومپي (التي تدمرت في 79 م)، وفي الصين من أسرة تانگ (618–907 م) وأسرة مينگ (1368–1644 م).[6]

اِستُخدِم الكوبالت لتلوين الزجاج من العصر البرونزي. حفريات حطام سفينة أولوبورون تضمنت سبيكة زجاج أزرق، مصبوبة أثناء القرن 14 ق.م.[7][8] الأغراض الزجاجية الزرقاء من مصر كانت ملونة بالنحاس أو الحديد أو الكوبالت. أقدم زجاج ملون بالكوبالت كان من الأسرة الثامنة عشر في مصر (1550–1292 ق.م.). مصدر ذلك الكوبالت غير معروف.[9][10]

كلمة كوبالت cobalt مشتقة من الألمانية kobalt، من kobold ويعني "goblin"، وهو تعبير متعلق بالخرافات، يستخدمه عمال المناجم اسماً لخام الكوبالت. أول محاولات صهر تلك الخامات للحصول على النحاس أو النيكل فشلت، وأنتجت بدلاً من ذلك مسحوق (أكسيد الكوبالت الثنائي). ولأن الخامات الرئيسية للكوبالت دائماً ما تحتوي زرنيخ، فإن صهر الخام كان يؤكسد الزرنيخ إلى أكسيد الرزنيخ عالي السمية والمتطاير، مضيفاً للسمعة السيئة للخام.[11]

الكيميائي السويدي گيورگ برانت (1694–1768) يعود إليه فضل اكتشاف الكوبالت حوالي 1735، مبيناً أنه عنصر كيميائي لم يك معروفاً من قبل، ويختلف عن البزموت والفلزات التقليدية الأخرى. وقد سماه برانت "شبه فلز" جديد.[12][13] وبيـَّن أن مركبات فلز الكوبالت كانت مصدر اللون الأزرق في الزجاج، والتي كانت تـُعـْزى في السابق إلى البزموت الذي كان يتواجد مع الكوبالت. فأصبح الكوبالت أول فلز يُكتشَف منذ الأزمنة قبل التاريخية، التي لم تسجل أسماء مكتشفي كل الفلزات المعروفة (الحديد والفضة والذهب والزنك والزئبق والقصدير والرصاص والبزموت).[14]

وأثناء القرن التاسع عشر، a significant part of the world's production of cobalt blue (a dye made with cobalt compounds and alumina) and smalt (cobalt glass powdered for use for pigment purposes in ceramics and painting) was carried out at the Norwegian Blaafarveværket.[15][16] The first mines for the production of smalt in the 16th century were located in Norway, Sweden, Saxony and Hungary. With the discovery of cobalt ore in New Caledonia in 1864, the mining of cobalt in Europe declined. With the discovery of ore deposits in Ontario, Canada in 1904 and the discovery of even larger deposits in the Katanga Province in the Congo in 1914, the mining operations shifted again.[11] When the Shaba conflict started in 1978, the copper mines of Katanga Province nearly stopped production.[17][18] The impact on the world cobalt economy from this conflict was smaller than expected: cobalt is a rare metal, the pigment is highly toxic, and the industry had already established effective ways for recycling cobalt materials. In some cases, industry was able to change to cobalt-free alternatives.[17][18]

وفي 1938، اكتشف جون لڤنگود وگلن سيبورگ النظير المشع كوبالت-60.[19] This isotope was famously used at Columbia University in the 1950s to establish parity violation in radioactive beta decay.[20][21]

وبعد الحرب العالمية الثانية، the US wanted to guarantee the supply of cobalt ore for military uses (as the Germans had been doing) and prospected for cobalt within the U.S. border. An adequate supply of the ore was found in Idaho near Blackbird canyon in the side of a mountain. The firm Calera Mining Company started production at the site.[22]

المصادر

  1. ^ Oxford English Dictionary, 2nd Edition 1989.
  2. ^ Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  3. ^ قالب:Greenwood&Earnshaw2nd
  4. ^ Oxford English Dictionary, 2nd Edition 1989.
  5. ^ Nuclides and Isotopes: Chart of the Nuclides, 16th Edition, by Edward Baum, Harold Knox, and Thomas Miller; Knolls Atomic Power Laboratory; 2002
  6. ^ Cobalt, Encyclopædia Britannica Online.
  7. ^ Pulak, Cemal (1998). "The Uluburun shipwreck: an overview". International Journal of Nautical Archaeology. 27 (3): 188–224. doi:10.1111/j.1095-9270.1998.tb00803.x.
  8. ^ Henderson, Julian (2000). "Glass". The Science and Archaeology of Materials: An Investigation of Inorganic Materials. Routledge. p. 60. ISBN 978-0-415-19933-9.
  9. ^ Rehren, Th. (2003). "Aspects of the Production of Cobalt-blue Glass in Egypt". Archaeometry. 43 (4): 483–489. doi:10.1111/1475-4754.00031.
  10. ^ Lucas, A. (2003). Ancient Egyptian Materials and Industries. Kessinger Publishing. p. 217. ISBN 978-0-7661-5141-3.
  11. ^ أ ب Dennis, W. H (2010). "Cobalt". Metallurgy: 1863–1963. pp. 254–256. ISBN 978-0-202-36361-5.
  12. ^ Georg Brandt first showed cobalt to be a new metal in: G. Brandt (1735) "Dissertatio de semimetallis" (Dissertation on semi-metals), Acta Literaria et Scientiarum Sveciae (Journal of Swedish literature and sciences), vol. 4, pages 1–10.
    See also: (1) G. Brandt (1746) "Rön och anmärkningar angäende en synnerlig färg — cobolt" (Observations and remarks concerning an extraordinary pigment — cobalt), Kongliga Svenska vetenskapsakademiens handlingar (Transactions of the Royal Swedish Academy of Science), vol. 7, pp. 119–130; (2) G. Brandt (1748) "Cobalti nova species examinata et descripta" (Cobalt, a new element examined and described), Acta Regiae Societatis Scientiarum Upsaliensis (Journal of the Royal Scientific Society of Uppsala), 1st series, vol. 3, pp. 33–41; (3) James L. Marshall and Virginia R. Marshall (Spring 2003) "Rediscovery of the Elements: Riddarhyttan, Sweden". The Hexagon (official journal of the Alpha Chi Sigma fraternity of chemists), vol. 94, no. 1, pages 3–8.
  13. ^ Wang, Shijie (2006). "Cobalt—Its recovery, recycling, and application". Journal of the Minerals, Metals and Materials Society. 58 (10): 47–50. Bibcode:2006JOM....58j..47W. doi:10.1007/s11837-006-0201-y.
  14. ^ Weeks, Mary Elvira (1932). "The discovery of the elements. III. Some eighteenth-century metals". Journal of Chemical Education. 9: 22. Bibcode:1932JChEd...9...22W. doi:10.1021/ed009p22.
  15. ^ Ramberg, Ivar B. (2008). The making of a land: geology of Norway. Geological Society. pp. 98–. ISBN 978-82-92394-42-7. Retrieved 2011-04-30.
  16. ^ Cyclopaedia (1852). C. Tomlinson. 9 divs (ed.). Cyclopædia of useful arts & manufactures. pp. 400–. Retrieved 2011-04-30.
  17. ^ أ ب Wellmer, Friedrich-Wilhelm; Becker-Platen, Jens Dieter. "Global Nonfuel Mineral Resources and Sustainability". United States Geological Survey.
  18. ^ أ ب Westing, Arthur H; Stockholm International Peace Research Institute (1986). "cobalt". Global resources and international conflict: environmental factors in strategic policy and action. pp. 75–78. ISBN 978-0-19-829104-6.
  19. ^ Livingood, J.; Seaborg, Glenn T. (1938). "Long-Lived Radio Cobalt Isotopes". Physical Review. 53 (10): 847–848. Bibcode:1938PhRv...53..847L. doi:10.1103/PhysRev.53.847.
  20. ^ Wu, C. S. (1957). "Experimental Test of Parity Conservation in Beta Decay". Physical Review. 105 (4): 1413–1415. Bibcode:1957PhRv..105.1413W. doi:10.1103/PhysRev.105.1413.
  21. ^ Wróblewski, A. K. (2008). "The Downfall of Parity – the Revolution That Happened Fifty Years Ago" (PDF). Acta Physica Polonica B. 39 (2): 251. Bibcode:2008AcPPB..39..251W.
  22. ^ "Richest Hole In The Mountain" Popular Mechanics, May 1952, pp. 65–69.

وصلات خارجية

شعار قاموس المعرفة.png
ابحث عن cobalt في
قاموس المعرفة.