Thulium

Čo je Tulio?

On thulium (TM) je chemický prvok, ktorý patrí do série Lanthanid a je zriedkavejší rádioaktívny kov vzácnych zemín. Preto jej náklady boli vždy vysoké, dokonca sa stali drahšími ako samotný platina. Jeho meno pochádza zo slova „Thule“, ktoré je určené podľa najsevernejšej časti starovekých európskych máp, kde sa v súčasnosti nachádza škandinávsky región.

V roku 1879 ho objavil a vymenoval švédsky chemik na Teodor Cleve, ktorý študoval oxidy vzácnych zemín, konkrétne z Erbio, z ktorého extrahoval opovrhnuteľné množstvá z oxidu tylu, identifikované vďaka svojmu absorpčnému spektru a jeho pridruženým charakteristickým líniám na základe zelená farba.

Vzorka kovového tulio ultrapure. Zdroj: Hi-res obrázky chemických prvkov/cc od (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/3.0)

Tuliova prvá relatívne čistá vzorka bola získaná v roku 1911, po 15 000 frakčných kryštalizáciách s bromátovými soľami, ktoré vytvoril chemik Charles James, rezident v Spojených štátoch amerických. Keď sa vyvíjali techniky separácie a chromatografie výmeny iónov, produkovali sa čoraz čistejšie a lacnejšie vzorky kovového tylu.

Tulio je prvok, ktorý sa zvyčajne ignoruje, pretože sa považuje za čudný. Má užitočnosť v medicíne, je dôležitým zdrojom X -Ray, ako aj dopingový prvok na výrobu špeciálnych zliatin a keramiky.

Vlastnosti tylu

Fyzický

Tulio má strieborný šedý povrch, ktorý pri oxidácii stmaví postupne. Keď je tvrdo prepojený, vydáva ho horiace iskry a zelenkavé záblesky, ktorých farba si pamätá stav medi. Je mäkký, poddajný a ťažný, má tvrdosť MOHS medzi 2 a 3, takže ho dá rezať nožom.

Je to silne paramagnetický kov a jeho roztavená tekutina má vysoké parné tlaky, trochu neobvyklé pre mnoho kovov.

Môže vám slúžiť: metyl salicylát

Chemikálie

Tulio, rovnako ako ostatné lantánidy, sa podieľa na väčšine svojich zlúčenín so stavom alebo oxidačným počtom +3 (TM³⁺). Napríklad jeho jediný oxid, TM₂Ani₃, Obsahuje TM katióny³⁺ A rýchlo sa vytvorí, keď sa vzorka kovového tylu zahrieva na 150 ° C:

4 tm (s) + 3 o₂ g) → 2 tm₂Ani₃ (S)

Na druhej strane, tyl reaguje so studenou alebo horúcou vodou, aby sa vytvoril príslušný hydroxid:

2 tm (s) + 6 h₂Alebo (l) → 2 tm (OH)₃ (aq) + 3 h₂ g)

Vodné roztoky iónov TM³⁺ Sú to zelenkavé sfarbenie kvôli tvorbe komplexného acuo [tm (OH₂)₉]³⁺. Tieto vykazujú tiež modrú luminiscenciu, keď sú vyžarované ultrafialovým svetlom.

Hydráty zlúčenín Tulio (III) sa tiež vyznačujú zelenkavými farbami, pretože molekuly vody dokážu koordinovať s časťou TM³⁺ prítomný na kryštáloch.

Tulio je tiež schopný sa zúčastniť ako TM²⁺ V niekoľkých z jeho zlúčenín. Na tento účel sa musia zlúčeniny Tulio (III) redukovať na Tulio (II). Tulio (ii) zlúčeniny sú nestabilné, pretože oxidujú v kontakte so vzduchom a tiež vykazujú tmavú farbu alebo červené fialky.

Chemická štruktúra

V niektorých zdrojoch sa uvádza, že Tulio má jednu alotropnú formu, ktorá zodpovedá kompaktnej hexagonálnej štruktúre, HCP. Odkazuje sa však na ďalšiu druhú alotropnú formu, nazývanú a-TM, ktorej štruktúra je tetragonálna; Zatiaľ čo Tulio HCP sa nazýva β-TM, je zďaleka najstabilnejší a hlásený.

Pri vysokých tlakoch (rádovo GPA) tulio trpí prechodmi na hustejšie kryštalické fázy, pohybujúce sa od HCP alebo β-TM k izomorfnej hexagonálnej štruktúre k štruktúre Samáriu a potom sa stávajú kompaktnými hexagonálnymi šesťuholníkmi (DHCP ) a nakoniec kreslenie skreslených foriem kryštálov FCC.

Elektronická konfigurácia

Konfigurácia elektronického tylu

Elektronická konfigurácia tylu je nasledovná:

Môže vám slúžiť: ayaroína

[Xe] 6s² 4f¹³

Všimnite si, že mu chýba iba jeden elektrón na dokončenie plnenia svojich orbitálov 4F. V tomto subcap má 13 elektrónov a keď sa nachádza v polohe alebo v skupine 13 série Lantanide, hovorí sa, že jej elektronická konfigurácia nepredstavuje žiadnu odchýlku.

Elektróny ich orbitálov 4F sú zodpovedné za kovovú väzbu, ktorá sa spája s atómami Tulio. Pretože je ich 13, atrakcie medzi atómami TM sú veľké a vysvetľujú, prečo sú ich body topenia a varu väčšie v porovnaní s príťažlivosťami Europia, napríklad týmto jedlom meračom lanténov.

Získanie Tulio

Surový materiál

Tulio sa nachádza v mnohých mineráloch, kde prevládajú ďalšie kovy vzácnych zemín (Gadolinio, Erbio, Samarium, Hill atď.). V žiadnom z nich sa nenachádza v značnom podiele slúžiť ako jediný mineralogický zdroj.

Monazitský minerál obsahuje okolo 0.007% Tulio, takže je to jeden zo surovín, z ktorých sa tento kov získava. Ale íly v juhovýchodnej Číne majú koncentráciu až 0.5% Tulio, preto sa surovina používa na extrakciu a výrobu.

Metóda extrakcie a výroby

Tulio bol jedným z posledných kovov, ktoré sa vyskytli s vysokým stupňom čistoty (> 99%). Najprv je potrebné oddeliť TM ióny³⁺ Zvyšok mineralogickej matrice obohatenej nepredstaviteľným množstvom iónov iných kovov vzácnych zemín. Bez chromatografie výmeny iónov, sprevádzaná technikami extrakcie rozpúšťadla, nie je možné takéto oddelenie dosiahnuť.

Chemicky spracované íly alebo monazit, aby sa získali ióny TM³⁺ oddelené ako TM₂Ani₃, Redukcia sa používa pomocou Lantana, aby sa znížil oxid tulium na kovový typ.

Môže vám slúžiť: Molar Solutions: Concept, príprava, príklady

Žiadosti

Dopant z keramiky a zliatiny

Tulio vo svojom čistom štáte chýba použitie. Jeho neutrálne atómy sa však používajú ako doping v mnohých keramických materiáloch a zliatinách kovov zložených z iných prvkov vzácnych zemín.

V keramike slúži na výrobu supravodičových materiálov pri vysokých teplotách a na vypracovanie mikrovlnných komponentov; Zatiaľ čo v zliatinách, ako je hliník a granát Ititrium (YAG), sa používa na výrobu výkonných laserov na vykonávanie operácií.

Modrý luminiscencia

Bluish a jasné kúsky eur v ultrafialovom svetle sú spôsobené fluorescenciou tylu. Zdroj: Repro od H. Grobe/CC od (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/3.0)

Rovnako ako Europium, oxid tukulium je preniknutý na vstupenkách na euro na vyžarovanie modrej luminiscencie, keď je vystavený pod ultrafialovou svetlom. Týmto spôsobom sa bráni eure falšovať.

Na druhej strane sa jeho luminiscencia alebo fluorescencia používa aj v osobných dozimetroch, v ktorých sa tyl pridáva k sulfátu vápenatého, aby soľ svieti pred zdrojom ultrafialového žiarenia.

X -ray emitor

Tulio má jediný prírodný izotop: ¹⁶⁹Tm. Ale pri bombardovaní neutrónmi sa transformuje do izotopu ¹⁷⁰TM, ktorý vyžaruje mierne gama žiarenie a má tón_1/2 128 dní.

Tak ¹⁷⁰TM sa používa na prenosných zariadeniach ako emitor X -Ray, zamestnanci na zobrazovanie rakoviny prostredníctvom brachyterapie a tiež na detekciu trhlín v elektronických štruktúrach alebo zariadeniach.

Odkazy

1. Triasť a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (Štvrté vydanie). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Thulium. Zdroj: In.Wikipedia.orgán
3. Brian Clegg. (24. júna 2008). Thulium. Chémia vo svojich prvkoch. Získané z: Chemistryworld.com
4. Redaktori Enyclopaedia Britannica. (2020). Thulium. Získané z: Britannica.com
5. DR. Doug Stewart. (2020). Fakty o elementoch Thulium. Získané z: Chemicool.com
6. Mohammad Reza Ganjali a kol. (2016). Odradenie série Lanthanides rôznymi analytickými metódami. Vedecký.
7. Jeffrey m. Montgomery a kol. (2011). Vysokotlakové fázové prechody vo vzácnych kovoch Zeme Thulium na 195 GPA. Fyzický.: Kondenzovať. Záležitosť 23 155701