Tul

Co to jest Tulio?

On tul (TM) to element chemiczny, który należy do serii Lanthanid i jest najbardziej rzadkim radioaktywnym metalem rzadkich ziem. Dlatego jego koszt zawsze był wysoki, nawet stał się droższy niż sama platyna. Jego imię pochodzi od słowa „Thule”, wyznaczonego na najbardziej wysuniętą na północ części starożytnych europejskich map, gdzie obecnie znajduje się region skandynawski.

Został odkryty i mianowany w 1879 r. Przez szwedzkiego chemika Per Teodora Cleve'a, który badał tlenki ziem rzadkich, w szczególności Erbio, z których wyodrębnił nikczemne ilości tlenku tiulu, zidentyfikowane dzięki jego spektrum absorpcji i powiązanym charakterystycznym liniom do linii charakterystycznych do zielony kolor.

Metaliczna próbka ultraio. Źródło: Obrazy Hi-Res Elementów Chemicznych/CC (https: // CreativeCommons.Org/licencje/według/3.0)

Pierwszą stosunkowo czystą próbkę Tulio uzyskano w 1911 r., Po 15000 frakcjonalnych krystalizacji z solami bromatowymi wykonanymi przez chemika Charlesa Jamesa, mieszkańca wówczas w Stanach Zjednoczonych. W miarę ewolucji technik separacji i chromatografii wymiany jonowej, wytwarzano coraz bardziej czyste i tanie próbki metalicznego tiulu.

Tulio jest elementem, który jest zwykle ignorowany, ponieważ jest uważany za dziwny. Ma użyteczność w medycynie, będąc ważnym źródłem x -szaleństwa, a także element domieszki do produkcji specjalnych stopów i ceramiki.

Właściwości tiulu

Fizyczny

Tulio ma srebrną szarą powierzchnię, która przyciemnia stopniowo podczas utleniania. Kiedy jest mocno powiązany, wydziela płonące iskry i zielone błyski, których kolor pamięta stan miedzi. Jest miękki, plastyczny i plastyczny, ma twardość MOHS między 2 a 3, dzięki czemu można go wyciąć za pomocą noża.

Jest to silnie paramagnetyczny metal, a jego stopiona ciecz ma wysokie ciśnienia pary, nieco niezwykłe dla wielu metali.

Może ci serwować: salicylan metylu

Chemikalia

Tulio, podobnie jak inne lantanidy, uczestniczy w większości swoich związków ze stanem lub liczbą utleniania +3 (TM³⁺). Na przykład jego jedyny tlenek, TM₂ALBO₃, Zawiera kationów TM³⁺ I szybko powstaje, gdy metalowa próbka tiulu jest podgrzewana do 150 ° C:

4 tm (s) + 3 o₂ (g) → 2 tm₂ALBO₃ (S)

Z drugiej strony tiul reaguje z zimną lub gorącą wodą, aby wytworzyć odpowiedni wodorotlenek:

2 tm (s) + 6 h₂Lub (l) → 2 tm (OH)₃ (aq) + 3 h₂ (G)

Wodne roztwory jonów TM³⁺ Są to zielonkawe zabarwienia ze względu na tworzenie złożonego acuo [tm (OH₂)₉]³⁺. Wykazują one również niebieskawą luminescencję, gdy są promieniowane światłem ultrafioletowym.

Hydraty związków Tulio (III) charakteryzują się również zielonkawy³⁺ obecny w kryształach.

Tulio może również uczestniczyć jako TM²⁺ W kilku związkach. Aby to zrobić, związki Tulio (III) muszą zostać zredukowane do Tulio (II). Związki Tulio (II) są niestabilne, ponieważ utleniają się w kontakcie z powietrzem, a także wykazują ciemny kolor lub czerwone fiołki.

Struktura chemiczna

W niektórych źródłach cytowano, że Tulio ma jedną formę alotropową, odpowiadającą kompaktowej strukturze sześciokątnej, HCP. Odniesienie odniesie się jednak do kolejnej drugiej postaci alotropowej, zwanej α-TM, której struktura jest tetragonalna; Podczas gdy Tulio HCP nazywa się β-TM, będąc zdecydowanie najbardziej stabilnym i zgłoszonym.

Pod wysokim ciśnieniem (w kolejności GPA) Tulio cierpi na przejście do najsemniejszych faz krystalicznych, przenosząc się z HCP lub β-TM do izomorficznej sześciokątnej struktury do samarium, a następnie stając się zwartym sześciokątnym podwójnym heksagonalnym (DHCP (DHCP ) i wreszcie komponowanie zniekształconych form kryształów FCC.

Elektroniczna Konfiguracja

Konfiguracja tiulu elektronicznego

Konfiguracja elektroniczna tiulu jest następująca:

Może ci służyć: Ayaroína

[Xe] 6s² 4f¹³

Zauważ, że brakuje mu tylko jednego elektronu do wypełnienia wypełnienia orbitali 4F. Mając 13 elektronów w tym podkapie, a gdy znajdują się w pozycji lub grupie 13 serii Lantanid.

Elektrony z ich orbitali 4F są odpowiedzialne za wiązanie metaliczne, które dołącza do atomów Tulio. Ponieważ jest ich 13, atrakcje między atomami TM są duże, wyjaśniając, dlaczego ich temperatury topnienia i wrzenia są większe w porównaniu z atrakcjami Europu, na przykład, będącym licznikiem posiłków Lantanidów.

Uzyskanie Tulio

Surowiec

Tulio występuje w wielu minerałach, w których dominują inne metale ziem rzadkich (Gadolinio, Erbio, Samarium, Hill itp.). W żadnym z nich nie jest znalezione w znacznej proporcji, aby służyć jako jedyne źródło mineralogiczne.

Minaze Monazite zawiera około 0.007% Tulio, więc jest to jeden z surowców, z których otrzymuje się ten metal. Ale gliny w południowo -wschodnich Chinach koncentrują się do 0.5% Tulio, a zatem surowiec jest wykorzystywany do ekstrakcji i produkcji.

Metoda ekstrakcji i produkcji

Tulio był jednym z ostatnich metali, który wystąpił z wysokim stopniem czystości (> 99%). Najpierw konieczne jest oddzielenie jonów TM³⁺ reszty macierzy mineralogicznej, wzbogacona niewyobrażonymi ilościami jonów innych metali ziem rzadkich. Bez chromatografii wymiany jonowej, w towarzystwie technik ekstrakcji rozpuszczalnika, nie można osiągnąć takiego separacji.

Chemicznie przetworzył gliny lub monazit w celu uzyskania jonów TM³⁺ oddzielone jako TM₂ALBO₃, Redukcja stosuje się przy użyciu Lantano w celu zmniejszenia tlenku treningu do metalowego tiulu.

Może ci służyć: Rozwiązania molowe: koncepcja, przygotowanie, przykłady

Aplikacje

Domieszek ceramiki i stopów

Tulio w swoim czystym stanie brakuje zastosowań. Jednak jego neutralne atomy są stosowane jako domieszkowanie w wielu materiałach ceramicznych i stopach metali złożonych z innych elementów ziem rzadkich.

W ceramice służy do produkcji materiałów nadprzewodników w wysokich temperaturach i do opracowania składników mikrofalowych; Podczas gdy w stopach, takich jak aluminium i ititrium Garnet (YAG), jest ono używane do produkcji potężnych laserów do przeprowadzania operacji.

Niebieskawy luminescencja

Niebieskawe i jasne kawałki euro w świetle ultrafioletowym są spowodowane fluorescencją tiulu. Źródło: Repro przez H. Grobe/cc przez (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/3.0)

Podobnie jak europejum, tlenek tuliu jest przenikany na biletach euro, aby emitować niebieskawą luminescencję po wystawieniu pod lampą lekką ultrafioletową. W ten sposób euro nie można sfałszować.

Z drugiej strony jego luminescencja lub fluorescencja są również stosowane w osobistych dozymetrach, w których tiul jest dodawany do siarczanu wapnia, tak że sól świeci przed źródłem promieniowania ultrafioletowego.

X -Ray emiter

Tulio ma pojedynczy naturalny izotop: ¹⁶⁹Tm. Ale podczas bombardowania neutronami przekształca się w izotop ¹⁷⁰TM, który emituje umiarkowane promieniowanie gamma i ma T_1/2 128 dni.

Ten ¹⁷⁰TM jest używany na urządzeniach przenośnych jako emiter X -Ray, pracownicy do wyświetlania nowotworów poprzez brachyterapię, a także do wykrywania szczelin w strukturach elektronicznych lub sprzęcie.

Bibliografia

1. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (czwarta edycja). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Tul. Źródło: w:.Wikipedia.org
3. Brian Clegg. (24 czerwca 2008). Tul. Chemia w swoich pierwiastkach. Odzyskane z: ChemistryWorld.com
4. Redaktorzy Enyclopaedia Britannica. (2020). Tul. Odzyskane z: Britannica.com
5. Dr. Doug Stewart. (2020). Fakty elementów Thulium. Odzyskane z: Chemicool.com
6. Mohammad Reza Ganjali i in. (2016). Odstraszanie serii lantanidów różnymi metodami analitycznymi. Scientedirect.
7. Jeffrey m. Montgomery i in. (2011). Przejścia fazowe pod wysokim ciśnieniem w thulium metali ziem rzadkich do 195 GPa. Phys.: Kondens. Materia 23 155701