Disposiorakenne, ominaisuudet, hankkiminen, käyttö

Hän Häviö Se on metallinen elementti, joka kuuluu Lantanide -sarjaan, niin kutsuttuihin harvinaisten maametareihin ja joiden kemiallinen symboli on Dy. Sen runsaus on suhteellisen alhainen, ja sen likimääräinen pitoisuus on 5.2 ppm maan aivokuoressa. Se on yleensä osa fosfaattimineraaleja ja monia muita, joissa lantanidioksidit ovat vallitsevia.

Disposio on yhdessä holmion kanssa metalli, jolla on suurempi magneettinen voima, joten se on olennainen komponentti magneettien ja tiedon tallennuslaitteiden valmistukseen. Vaikka hänen nimensä edeltää etuliite dis-, totuus on, että se edustaa yhtä metalleista, joilla on suurempi ja lupaava teknologinen sovellus.

Erittäin puhdas näyte ja metallinen näyttö-. Lähde: http: // Images-F-Elements.com // cc by (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by/3.0)

Disposio osallistuu yleensä kationin dy³⁺ Monissa sen yhdisteissä jopa viisi elektronia katosi heidän 4f -kiertoradalla, mikä selittää niiden epätavallisten magneettisten ominaisuuksien alkuperä. Sen yhdisteet, kellertävät tai vihertävät värit, ovat luminesoivia, infrapunasäteilypäästöjä ja hyviä magneettimateriaaleja.

[TOC]

Löytö

Ranskalainen kemisti Paul èmile Lecoq löysi Disposion vuonna 1886, joka tutki harvinaisten maametallimineraalien näytteitä ja tunnistettiin spektroskooppisesti analysoimalla erilaisia ​​fraktioita, jotka on uutettu holmiooksidista. Lecoq teki yli 30 metallihydroksidien saostumista ammoniakkia käyttämällä, sitten niiden vastaavat oksalaattisuolat saivat.

Laajan työn takia LeCoq nimitti tämän 'disposio' -metallin, jonka etymologinen alkuperästä tulee kreikkalaisesta sanasta 'dysprosites', joka tarkoittaa "vaikeaa saada".

Lecoq pystyi kuitenkin valmistamaan vain heikentyneitä näytteitä. Noin 80 vuotta oli kulunut siten, että ioninvaihtokromatografian keksinnön ja kehittämisen ansiosta vuonna 1950 ensimmäisen metallin ja puhtaan kertakäyttöisen näytteen tuotanto oli mahdollista. Tämä tieteellinen saavutus oli kemisti Frank Speddingin työ.

Disposiorakenne

Disposio -atomit, Dy, pysyvät yhtenäisinä kiteissä metallisen linkin vaikutuksella. Näiden vuorovaikutusten, niiden atomiradioiden ja pakkausmuodon seurauksena Disprosesus lopulta omaksutaan kompakti kuusikulmainen kiteinen rakenne (HCP), joka on ominaista sen kovuudesta ja joka vastaa α-päivän vaihetta.

Se voi palvella sinua: rakenteellinen kaava (esimerkkien kanssa)

Matalassa lämpötiloissa HCP -rakenne kärsii ortorromisista vääristymistä (β -Dy -faasi), jotka johtuvat ferromagneettisten tilojen välisistä magneettisista muutoksista (alle -188.2 ºC) ja antiferromagneettinen.

Samaan aikaan korkeissa lämpötiloissa (yli 1381 ºC), disposion rakenne transformoituu kehoon keskittyväksi kuutiometriin (BCC), mikä vastaa vaihetta tai alotropia γ-DY.

Elektroninen kokoonpano

Elektroninen disposium -asetus

Disposion elektroninen ja lyhennetty kokoonpano on seuraava:

[Xe] 4f¹⁰ 6s²

Koska Lantanide -sarjan kymmenes jäsen.

Hapettuna ja menettää kolme elektronia, kationi DY³⁺ Tuloksena on kokoonpano:

[Xe] 4f⁹ 6s^{0 -}

Jos jopa viisi puuttuvaa elektronia 4f -kiertoradalla on jäljellä. Tämä ominaisuus selittää disposion ja sen yhdisteiden epätavalliset magneettiset ominaisuudet.

Disposio -ominaisuudet

Fyysinen ulkonäkö

Disposio on harmahtava metalli, joka tummenee vielä enemmän hapettuna. Se aiheuttaa huomattavan kovuuden, jonka pinta pyörän kanssa jätettäessä antaa kiiltoa kellertävän vihertävän sävyjä.

Atominumero

66

Moolimassa

162.5 g/mol

Sulamispiste

1407 ºC

Kiehumispiste

2562 ºC

Tiheys

Huoneenlämpötilassa: 8.540 g/cm³

Aivan sulamispisteessä: 8.37 g/cm³

Hapetustilat

Disposio esittelee seuraavat tilat tai hapettumisluvut sen yhdisteissä: 0 (DY^{0 -} Yhdiste- tai orgaanisissa seoksissa), +1 (DY⁺), +2 (DY²⁺), +3 (DY³⁺) ja +4 (DY⁴⁺-A. Kaikista heistä vakain ja vallitsevin on +3, koska dykationit³⁺ Heillä on erottuva elektroninen vakaus.

Elektronegatiivisuus

1.22 Pauling -asteikolla

Ionisaatioenergiat

Ensimmäinen: 573 kJ/mol

Toinen: 1130 kJ/mol

Kolmas: 2200 kJ/mol

Magneettinen järjestys

Se on voimakkaasti paramagneettinen yli 300 K. Edes voimakas neodyymimagneetti ei houkuttele sitä huomattavalla lujuudella; Ellet jäädytä nestemäisessä typessä ja saavuta sen ferromagneettinen tila. Sitten sitä houkutellaan suurella voimalla.

Voi palvella sinua: kemiallinen sidos

Reaktiivisuus

Metallinen näyttö hapettaa tai nopeasti liekissä muuttuakseen vastaavaksi oksidiksi:

4 dy + 3 o₂ → 2 Dy₂JOMPIKUMPI₃

Tämä oksidi, dy₂JOMPIKUMPI₃, Sillä on erityispiirteet, että sillä on suurempien suuruuksien magneettiset ominaisuudet kuin rautaoksidin, usko₂JOMPIKUMPI₃ (Molemmat sesquioksidit).

Samoin metallinen näyttö reagoi helposti kylmällä tai kuumalla vedellä sen hydroksidin tuottamiseksi:

2 dy + 6 h₂O → 2 dy (OH)₃ + 3 h₂

Ja myös suoraan halogeenien kanssa muodostaen sarjan haluroita, joiden kiinteät aineet ovat valkoisia tai kellertäviä vihertäviä.

Disposio kykenee reagoimaan korkeissa lämpötiloissa minkä tahansa ei -metallin kanssa, tuottaakseen yhdisteitä, joissa hän osallistuu +3- tai +2 -hapettumistiloihin. Oksalaattisuolasi, dy₂(C₂JOMPIKUMPI₄-A₃, Ne ovat liukenemattomia veteen, jonka ominaisuus Lecoq perustettiin erottamaan se holmial -oksidista, missä se oli läsnä.

Saada

Raaka materiaali

Disposio on osa monia harvinaisia ​​maamineraaleja, mukaan lukien: Xenotima, Monacita, Bastnäsita, Euxenita, Gadolinita, Lateraittisia savia jne. Sitä löytyy huomattavan runsauden (7-8%) näiden rikkaiden mineraalien versioissa ITRIO: ssa, mukana Erbio- ja Holm-metallien ionien lisäksi.

Monacita -hiekka ja harvinaiset maametallit ovat kuitenkin tärkein mineraloginen ja kaupallinen lähde disposion tuottamiseksi.

Tuotanto

Disposio on toissijainen tuote metallurgisesta uuttosta ja itiTriumin prosessoinnista. Sen dy³⁺ Ne erotetaan magneettisillä menetelmillä vaahdotusprosessin aikana siten, että lastanidi -ionien konsentraatti on, mikä puolestaan ​​päättyy erottamalla käyttämällä ioninvaihtokromatografian tekniikoita.

Ionit dy³⁺ Ne reagoivat erilaisten halogeenien kanssa saadakseen halogenidit, jotka lopulta pelkistetään alkali- tai alkalinely -metalleja käyttämällä vähentäviä aineita:

3 ca + 2 dyf₃ → 2 dy + 3 kahvia₂

Tämä metalloterminen pelkistys suoritetaan Tantalio -sulamisessa inertin Hene -ilmakehän alla.

Voi palvella sinua: natriumsulfaatti (Na2SO4): rakenne, ominaisuudet, käyttötarkoitukset, hankkiminen

Disposion puhdistus saavutetaan erottamalla se jäähdytetystä seoksesta ja tislaamalla se tyhjössä epäpuhtauksien poistamiseksi muista suoloista, jolloin saadaan yhä puhtaampia metallinäytteitä.

Käyttää/sovelluksia

Infrapunaspektroskopia

Yhdisteet muodostuivat disposion ja calcogenurosin välillä (O, S, SE jne.) Ne ovat infrapunasäteilypäästöjä, joita käytetään spektroskooppisissa analyyseissä rakenteiden, karakterisointien ja kemiallisten reaktioiden seurannan selvittämiseksi.

Ydinreaktorit

Disposio on erinomainen neutronien absorboiva, joten osa fissio -ydinreaktoreiden hallitsevista tankoista, niin että ne leviävät tai neutraloivat vapautuneen energian ylimääräisen ylimääräisen.

Kyynetamografia

Elokuvatutkimuksissa lamput sisältävät näytön sisältävää dyiä₃, sekoitettuna cesiumjodidin ja elohopeabromidin kanssa, jolle on ominaista sen voimakas luminesenssi.

Tietokoneet

Sekä näyttö että sen ionit ovat erittäin alttiita magnetointille, ominaisuuksille, jotka tekevät niistä ihanteellisia komponentteja tietokoneiden kiintolevyyksiköiden valmistukseen ja yleensä tietojen tallennuslaitteisiin.

Magneetit

Disposio-atomit toimivat myös lisäaineena voimakkaiden neodyymimagneeteille (ND-FE-B), joita käytetään pääasiassa tuuliturbiinien sähkögeneraattoreissa.

Dosimetria

Samoin disposion eonit yhdistetään joihinkin suoloihin niiden luminesenssin myöntämiseksi, joka aktivoidaan ennen ionisoivan säteilyn alhaisempaa altistumista, siten käyttämällä annosimetrisiä laitteita.

Terfenoli-d

Disposio on terfenoli-D-seoksen olennainen komponentti, joka sisältää myös Erbio- ja rauta-atomeja. Se on magnetoitratiivinen materiaali, mikä tarkoittaa, että se muuttaa muotoa (laajenee tai supistuu), kun se on vuorovaikutuksessa magneettikentän eri aistien kanssa. Terfenol-D: llä on sovelluksia äänijärjestelmissä, muuntimissa, kaiuttimissa, antureissa jne.

Viitteet

1. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Torium. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
3. Simon -puuvilla. (1. joulukuuta 2009). Dysprosium. Kemia sen elementteissä. Toipunut: ChemistryWorld.com
4. Enyclopaedia Britannica -toimittajat. (2020). Dysprosium. Toipunut: Britannica.com
5. DR. Doug Stewart. (2020). Dysprosium -elementti tosiasiat. Toipunut: Chemicool.com