پالادیم

پالادیوم یا پالادیم از عنصرهای شیمیایی جدول تناوبی است. نشانه کوتاه آن Pd و عدد اتمی آن ۴۶ است، و یکی از فلزات کمیاب است و به رنگ نقره‌ای و سفید می‌باشد. پالادیوم از فلزات گروه پلاتین است و در مقایسه با سایر فلزات این گروه کمترین چگالی و پائینترین نقطه ذوب را دارد. این فلز کمیاب بیشتر از معادن مس و نیکل به‌دست می‌آید.

پالادیم، ₄₆Pd

پالادیم
تلفظ	‎/pəˈleɪdiəm/‎ ​(pə-LAY-dee-əm)
ظاهر	نقرهy white metallic
جرم اتمی استاندارد (Ar، استاندارد)	۷۰۰۲۱۰۶۴۲۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۱۰۶٫۴۲(۱)
پالادیم در جدول تناوبی
Ni ↑ Pd ↓ Pt رودیم ← پالادیم → نقره
عدد اتمی (Z)	46
گروه	گروه ۱۰
دوره	دوره 5
بلوک	بلوک-d
دسته	Transition metal
آرایش الکترونی	[Kr] 4d10
لایه الکترونی	2, 8, 18, 18
ویژگی‌های فیزیکی
فاز در STP	جامد
نقطه ذوب	1828.05 K ​(1554.9 °C, ​2830.82 °F)
نقطه جوش	3236 K ​(2963 °C, ​5365 °F)
چگالی (near r.t.)	12.023 g/cm3
در حالت مایع (at m.p.)	10.38 g/cm3
حرارت همجوشی	16.74 kJ/mol
آنتالپی تبخیر	362 kJ/mol
ظرفیت حرارتی مولی	25.98 J/(mol·K)
فشار بخار فشار (Pa) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱ K ۱۰ K ۱۰۰ K در دمای (K) 1721 1897 2117 2395 2753 3234
ویژگی‌های اتمی
عدد اکسایش	0, +1, +2, +3, +4 (a mildly basic اکسید)
الکترونگاتیوی	مقیاس پائولینگ: 2.20
انرژی یونش	1st: 804.4 kJ/mol 2nd: 1870 kJ/mol 3rd: 3177 kJ/mol
شعاع اتمی	empirical: 137 pm
شعاع کووالانسی	pm 139±6
شعاع واندروالسی	163 pm
خط طیف نوری پالادیم
دیگر ویژگی ها
ساختار بلوری	​(fcc)
سرعت صوت thin rod	3070 m/s (at 20 °C)
انبساط حرارتی	11.8 µm/(m·K) (at 25 °C)
رسانندگی گرمایی	71.8 W/(m·K)
رسانش الکتریکی	105.4 n Ω·m (at 20 °C)
رسانش مغناطیسی	پارامغناطیس
مدول یانگ	121 GPa
مدول برشی	44 GPa
مدول حجمی	180 GPa
نسبت پواسون	0.39
سختی موس	4.75
سختی ویکرز	461 MPa
سختی برینل	37.3 MPa
شماره ثبت سی‌ای‌اس	7440-05-3
ایزوتوپ‌های پالادیم
ایزوتوپ فراوانی نیمه‌عمر (t۱/۲) حالت فروپاشی محصول 100Pd syn 3.63 d ε - 100Rh γ 0.084, 0.074, 0.126 - 102Pd 1.02% 102Pd ایزوتوپ پایدار است که 56 نوترون دارد 103Pd syn 16.991 d ε - 103Rh 104Pd 11.14% 104Pd ایزوتوپ پایدار است که 58 نوترون دارد 105Pd 22.33% 105Pd ایزوتوپ پایدار است که 59 نوترون دارد 106Pd 27.33% 106Pd ایزوتوپ پایدار است که 60 نوترون دارد 107Pd ایزوتوپ پرتوزای ناچیز 6.5×106 y β− 0.033 107Ag 108Pd 26.46% 108Pd ایزوتوپ پایدار است که 62 نوترون دارد 110Pd 11.72% 110Pd ایزوتوپ پایدار است که 64 نوترون دارد

تولید جهانی پالادیم از معادن در سال ۲۰۰۶ حدود ۲۲۲ تن بوده و بیشتر آن برای تهیه مبدل‌های کاتالیست در صنعت خودروسازی استفاده شده‌است که گازهای سمی خروجی از اگزوز را به ترکیبات بی‌خطر یا کم‌خطر تبدیل می‌کنند. از این فلز در صنایع الکترونیک، پزشکی (مثل نوارهای تست قند خون)، دندانپزشکی، تخلیص هیدروژن، صنایع شیمیایی، هواپیماسازی و جواهرسازی (مثل تولید طلای سفید) نیز استفاده می‌شود. این فلز همچنین نقش مهمی در تولید نوعی از پیلهای سوختی دارد که هیدروژن و اکسیژن را ترکیب کرده تا الکتریسیته، گرما و آب تولید کنند.

پالادیم یکی از گرانترین فلزات دنیاست و قیمت هر اونس آن در سال ۲۰۲۰ بیش از ۲۰۰۰ دلار (نزدیک به ۶۵ هزار دلار برای هر کیلوگرم) بوده‌است. بیشتر پالادیم دنیا در آفریقای جنوبی،آمریکا، کانادا و روسیه تولید میشود.

تاریخچه

پالادیوم در سال ۱۸۰۳ توسط ویلیام هاید والاستون کشف شد. این عنصر دو سال بعد از کشف سیارک پالاس و به نام آن نامگذاری شد، که نام این سیارک هم برگرفته از الهه یونانی خرد، آتنا ملقب به پالاس است. والاستون این عنصر را در یک معدن پلاتین در آمریکای جنوبی کشف کرد. او این عمل را با حل کردن مواد دریافت شده از معدن در تیزاب سلطانی و خنثی سازی محلول با اضافه کردن هیدروکسید سدیم که با اضافه کردن آمونیوم کلرید باعث ته‌نشین شدن نمک آمونیوم کلرو می‌شد و با اضافه کردن سیانید جیوه باعث شکل‌گیری پالادیوم سیانید می‌شد و در آخر با گرم کردن ترکیب به‌دست آمده، فلز پالادیوم را به‌دست آورد.

روزگاری ترکیب کلریدپالادیوم برای درمان مرض سل به میزان ۰٫۰۶۵ گرم در روز تجویز می‌شد. این ترکیب، عوارض جانبی زیادی داشت و بعداً داروهای مؤثر دیگر جایگزین آن شدند.

پیدایش

پالادیوم هم به صورت فلز آزاد و هم به صورت آلیاژ با طلا و پلاتین و دیگر فلزات این گروه در محل کوه‌های اورال، استرالیا، اتیوپی و آمریکای شمالی و جنوبی یافت می‌شود. با این حال، اکثر پالادیوم مصرفی به دلیل صرفه اقتصادی از معادن نیکل و مس در آفریقای جنوبی و انتاریوی کانادا استخراج می‌شود، چرا که حجم بالای فلزات تولید این معادن عمل دریافت پالادیوم را به‌صرفه می‌کند.

ویژگی‌های قابل توجه

فلز پالادیوم

پالادیوم در مجاورت هوا سیاه نمی‌شود. این فلز با چگالی اندک خود، پایین‌ترین نقطه ذوب را در میان فلزات هم گروه پلاتینیوم دارد. این فلز در زمانی که به آن حرارت داده شود، به میزان زیادی کشیده و نرم شده، در دمای سخت سفت و محکم می‌شود. پالادیوم به‌شدت با ترکیبات گوگردی و اسید نیتریک ترکیب شده، به‌آرامی در اسید هیدروکلریک حل می‌شود. همچنین این فلز در دماهای معمولی با اکسیژن ترکیب نمی‌شود.

این فلز به طرز بسیار غیرمعمول و عجیب خاصیت جذب هیدروژن را تا ۹۰۰ برابر حجم خود در شرایط مناسب (دمای ۸۰ درجه سانتیگراد و فشار ۱ اتمسفر) دارد. به نظر می‌رسد که احتمالاً هیدرید پالادیوم را شکل می‌دهد: pd2H. اما هنوز ترکیب شیمیایی واقعی آن آشکار نیست.

حالتهای معمولی اکسیداسیون پالادیوم +۲، +۳ و +۴ می‌باشد. اخیراً ترکیبات پالادیوم که در آن، این عنصر اکسیداسیون +۶ دارد هم به وجود آمد.

کاربردها

پالادیوم، کاتالیزورهای خوبی را شکل داده، مخصوصاً در عمل تصفیه نفت، سرعت هیدروژن‌گیری و هیدروژن‌زدایی (Hydrogenation and Dehydrogenation) را زیاد می‌کند. همچنین آلیاژ آن، در جواهرسازی استفاده می‌شود. پالادیوم کاربرد زیادی در زمینه ساخت زیورآلات نیز دارد: طلای سفید، آلیاژی از طلا بوده که با اضافه کردن پالادیوم، رنگ خود را از دست می‌دهد.

پالادیوم نیز همانند طلا می‌تواند به ورقه‌های نازک تبدیل شود.

هیدروژن به‌راحتی در پالادیوم گرم شده منتشر می‌شود که در خالص‌سازی گازها کاربرد دارد.

در تجهیزات و سیستم‌های سوییچینگ مخابراتی از پالادیوم استفاده می‌شود.

پالادیوم همچنین در دندانپزشکی، ساعت‌سازی و ساخت ابزار جراحی و اتصالات الکتریکی کاربرد دارد.

ایزوتوپها

پالادیوم طبیعی از شش ایزوتوپ تشکیل شده‌است. پایدارترین ایزوتوپ‌های رادیو اکتیوی Pd-107 با نیمه عمر ۶٫۵ میلیون سال، Pd-103 با نیمه عمر ۱۷ روز و Pd-100 با نیمه عمر ۳٫۶۳ روز می‌باشند. ۱۸ ایزوتوپ رادیواکتیوی دیگر از طریق وزن اتمی شان طبقه‌بندی می‌شوند. اکثر آن‌ها به غیر از Pd-101 که نیمه عمرش ۸٫۴۷ ساعت و Pd-109 که نیمه عمرش ۱۳٫۷ ساعت و Pd-112 که نیمه عمرش ۲۱ ساعت است، بقیه نیمه عمری کمتر از نیم ساعت دارند.

ویژگی‌های فیزیکی

تولید جهانی پالادیم در سال ۲۰۰۵

• عدد اتمی: ۴۶
• جرم اتمی: ۱۰۶٫۴
• نقطه ذوب: C° ۱۵۵۴٫۹
• نقطه جوش: C° ۲۹۶۳
• ظرفیت: ۱
• رنگ: سفید نقره‌ای متالیک

پیوند به بیرون

• پالادیوم، دانشنامهٔ رشد