Struktura dyspozycji, właściwości, uzyskiwanie, użycia

On Dyspozyto Jest to element metaliczny, który należy do serii Lantanide, z SO -zwanymi ziemami rzadkimi i którego symbol chemiczny jest DY. Jego obfitość jest stosunkowo niska, mając przybliżone stężenie 5.2 ppm w korze Ziemi. Zwykle jest częścią minerałów fosforanowych i wielu innych, w których dominują tlenki lantanidów.

Disposio to, wraz z Holmio, metalem o większej sile magnetycznej, więc jest niezbędnym elementem produkcji magnesów i urządzeń do przechowywania danych. Chociaż jego nazwisko jest poprzedzone przez przedrostek, prawda jest taka, że ​​reprezentuje jeden z metali z większymi i obiecującymi zastosowaniami technologicznymi.

Ultra czysta próbka i metalowa dendrytyka. Źródło: http: // Images-of-Elements.com // cc przez (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/3.0)

Disposio zwykle uczestniczy jako kation³⁺ W wielu swoich związkach posiadanie maksymalnie pięciu elektronów zniknęło na ich orbitalach 4F, co wyjaśnia pochodzenie ich nietypowych właściwości magnetycznych. Jego związki, żółtawe lub zielonkawe zabarwienia, są luminescencyjne, promieniowanie w podczerwieni i dobre dapansy do materiałów magnetycznych.

[TOC]

Odkrycie

Disposio został odkryty w 1886 r. Przez francuskiego chemika Paula èmile Lecoqa, który badał próbki minerałów ziem rzadkich i zidentyfikowano spektroskopowo analizując różne frakcje ekstrahowane z tlenku Holmio. LECOQ wykonał ponad 30 opadów wodorotlenków metali przy użyciu amoniaku, a następnie uzyskując odpowiednie sole szczawianu.

Z powodu obszernej pracy Lecoq wyznaczył ten metal „dyspozyto”, którego etymologiczne pochodzenie pochodzi od greckiego słowa „dysprobaty”, co oznacza „trudne do uzyskania”.

Jednak LECOQ mógł tylko przygotować zaburzenia próbek wyświetlaczy. Minęło około 80 lat, aby dzięki wynalazku i rozwojowi chromatografii wymiany jonowej w 1950 r. Ten naukowy wyczyn był dziełem chemika Franka Speddinga.

Struktura dyspozycji

Atomy dyspozycji, DY, pozostają spójne w swoich kryształach poprzez działanie metalowego łącza. W wyniku tych interakcji, ich radia atomowych i trybu jego opakowania, rozbieżność kończy się na zwartej sześciokątnej strukturze krystalicznej (HCP), która charakteryzuje jej twardość i odpowiada fazie α-dni.

Może ci służyć: formuła strukturalna (z przykładami)

W niskich temperaturach struktura HCP cierpi z powodu zniekształceń ortorbiebowych (faza β -dy), spowodowana przejściami magnetycznymi między stanami ferromagnetycznymi (poniżej -188.2 ºC) i antyferromagnetyczne.

Tymczasem w wysokich temperaturach (powyżej 1381 ° C) struktura dyspozyto jest przekształcana w sześcienną wyśrodkowaną na ciele (BCC), odpowiadającą fazie lub alotrope γ-DY.

Elektroniczna Konfiguracja

Elektroniczne ustawienie dyspozytu

Konfiguracja elektroniczna i skrócona dla dyspozycji jest następująca:

[Xe] 4f¹⁰ 6s²

Będąc dziesiątym członkiem serii Lantanide, istnieje korespondencja między tym faktem a jego dziesięcioma elektronami w orbitalach 4F.

Po utlenianiu i traci trzy elektrony, kation³⁺ W rezultacie ma konfigurację:

[Xe] 4f⁹ 6s⁰

Gdzie pozostaje do pięciu brakujących elektronów na orbitalach 4F. Ta funkcja wyjaśnia nietypowe właściwości magnetyczne dyspozyto i jego związków.

Właściwości dyspozyto

Wygląd fizyczny

Disposio to szarawy metal, który przyciemnia się jeszcze bardziej po utlenianiu. Przedstawia znaczną twardość, której powierzchnia podczas składania kołem wydziela migocze żółtawych zielonkawych tonów.

Liczba atomowa

66

Masa cząsteczkowa

162.5 g/mol

Temperatura topnienia

1407 ° C

Punkt wrzenia

2562 ºC

Gęstość

W temperaturze pokojowej: 8.540 g/cm³

W punkcie topnienia: 8.37 g/cm³

Stany utleniania

Dyspozio przedstawia następujące stany lub liczby utleniania w swoich związkach: 0 (dy⁰ W stopach złożonych lub organicznych), +1 (dy⁺), +2 (dy²⁺), +3 (dy³⁺) i +4 (dy⁴⁺). Spośród wszystkich najbardziej stabilnych i dominujących to +3, ponieważ kation³⁺ Mają charakterystyczną stabilność elektroniczną.

Elektronialiczność

1.22 na skali Pauling

Energie jonizacyjne

Po pierwsze: 573 kJ/mol

Po drugie: 1130 kJ/mol

Trzecie: 2200 kJ/mol

Zakon magnetyczny

Jest silnie paramagnetyczny powyżej 300 K. Nawet potężny magnes neodymu nie przyciąga go z niezwykłą siłą; Chyba że zamarzniesz w ciekłym azocie i osiągniesz jego stan ferromagnetyczny. Wtedy będzie przyciągnięty z wielką siłą.

Może ci służyć: wiązanie chemiczne

Reaktywność

Wyświetlacz metaliczny utlenia się lub szybko w płomieniu, aby przekształcić się w odpowiedni tlenek:

4 dy + 3 o₂ → 2 Dy₂ALBO₃

Ten tlenek, DY₂ALBO₃, Ma osobliwość, że ma właściwości magnetyczne większych wielkości niż właściwości tlenku żelaza, wiara₂ALBO₃ (oba seskwioxides).

Podobnie wyświetlacz metaliczny łatwo reaguje z zimną lub gorącą wodą, wytwarzając swój wodorotlenek:

2 Dy + 6 H₂O → 2 dy (OH)₃ + 3 godz₂

A także bezpośrednio z halogenami, tworząc serię halluros, których substancje stałe są białe lub żółtawe zielonkawe.

Dyspozyto jest w stanie reagować w wysokich temperaturach z dowolnym z nieMetali, aby wytwarzać związki, w których uczestniczy w stanach utleniania +3 lub +2. Twoje sole szczawianowe, DY₂(C₂ALBO₄)₃, Są nierozpuszczalne w wodzie, której właściwość oparta na oddzieleniu go od tlenku holmialnego, w którym był obecny.

Uzyskanie

Surowiec

Disposio jest częścią wielu rzadkich minerałów ziemi, w tym: Xenotima, Monacita, Bastnäsita, Euxenita, Gadolinita, gliny laterytowe itp. Znajduje się go z znaczącą obfitością (7-8%) w wersjach tych bogatych minerałów w iTrio, towarzyszy oprócz jonów metali Erbio i Holm.

Jednak piaski monacita i fosforany ziem rzadkich są głównym źródłem mineralogicznym i komercyjnym do produkcji dyspozycji.

Produkcja

Disposio jest wtórnym produktem metalurgicznego ekstrakcji i przetwarzania ititrium. Jego DY³⁺ Są one oddzielone metodami magnetycznymi podczas procesu flotacji, tak że koncentrat jonów lantanidów jest, który z kolei kończy się poprzez zastosowanie technik chromatografii wymiany jonowej.

Jony dy³⁺ Reagują z różnymi halogenami, aby uzyskać halogendy, które ostatecznie są zmniejszone przy użyciu metali alkalicznych lub alkalicznych jako środków redukujących:

3 CA + 2 DYF₃ → 2 DY + 3 Kawa₂

Ta metalotermiczna redukcja jest wykonywana w topnieniu tantalio w obojętnej atmosferze hene.

Może ci służyć: siarczan sodu (Na2SO4): struktura, właściwości, stosowanie, uzyskiwanie

Oczyszczanie dyspozycji osiąga się poprzez oddzielenie go od chłodzonej mieszaniny i dystansowanie go w próżni w celu wyeliminowania zanieczyszczeń z innych soli, uzyskując w ten sposób coraz bardziej czyste próbki metali.

Używa/aplikacje

Spektroskopia w podczerwieni

Związki utworzone między dyspozytem a Calcogenuros (O, S, SE itp.) Są to emiter promieniowania w podczerwieni, który jest stosowany w analizach spektroskopowych w celu wyjaśnienia struktur, charakterystyki i monitorowania reakcji chemicznych.

Reaktor nuklearny

Disposio jest doskonałym chłonnością neutronów, więc część kontrolujących słupków w rozszczepionych reaktorach jądrowych, tak aby rozproszyły się lub zneutralizować nadmiar uwolnienia energii.

Cynetamografia

W badaniach filmowych lampy zawierają zawierające wyświetlacz, używane są DYI₃, zmieszane z jodkiem cezu i bromkiem rtęci, charakteryzującym się intensywną luminescencją.

Komputery

Zarówno wyświetlacz, jak i jego jony są bardzo podatne na magnetyzację, właściwość, która czyni je idealnymi komponentami do produkcji jednostek twardych dla komputerów, a ogólnie urządzenia do przechowywania danych.

Magnes

Atomy dyspozycji służą również jako dodatki dla potężnych magnesów neodymowych (ND-FE-B), stosowane głównie do generatorów elektrycznych turbin wiatrowych.

Dozymetria

Podobnie, Eones dyspozycji są łączone z niektórymi solami, aby przyznać im luminescencję, która jest aktywowana przed niższą ekspozycją promieniowania jonizującego, a tym samym stosując urządzenia dozymetryczne.

Terfenol-d

Disposio jest podstawowym elementem stopu terfenolu-D, który zawiera również atomy Erbio i żelaza. Jest to materiał magnetoestrictive, co oznacza, że ​​zmienia kształt (rozszerza się lub kurczy), gdy oddziałuje z różnymi zmysłami pola magnetycznego. Terfenol-D ma zastosowania w systemach dźwiękowych, przetwornikach, głośnikach, czujnikach itp.

Bibliografia

1. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (czwarta edycja). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Tor. Źródło: w:.Wikipedia.org
3. Simon Cotton. (1 grudnia 2009 r.). Dysproz. Chemia w swoich pierwiastkach. Odzyskane z: ChemistryWorld.com
4. Redaktorzy Enyclopaedia Britannica. (2020). Dysproz. Odzyskane z: Britannica.com
5. Dr. Doug Stewart. (2020). Fakty elementów dysprozu. Odzyskane z: Chemicool.com