Thulium

Mikä on Tulio?

Hän thulium (TM) on kemiallinen elementti, joka kuuluu Lanhanid -sarjaan ja on harvinaisten maametallien niukimmin radioaktiivisempi metalli. Siksi sen kustannukset ovat aina olleet korkeat, jopa kalliimpi kuin itse platina. Hänen nimensä tulee sanasta 'Thule', joka on nimetty muinaisten Euroopan karttojen pohjoisimpaan osaan, missä Skandinavian alue on tällä hetkellä.

Ruotsalainen kemisti löysi hänet ja nimitti hänet vuonna 1879 Teodor Cleveä kohden, joka tutki harvinaisia ​​maametallioksideja, erityisesti Erbio, josta hän otti halveksittavia määriä tylle -oksidista, tunnistettiin sen imeytymispektrin ja siihen liittyvien ominaislinjojen ansiosta. vihreä väri.

Metallinen Tulio Ultrapuure -näyte. Lähde: Hi-Res-kuvat kemiallisista elementeistä/CC kirjoittanut (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by/3.0)

Tulion ensimmäinen suhteellisen puhdas näyte saatiin vuonna 1911, kun kemisti Charles James, joka asuu silloin Yhdysvalloissa. Kun erotustekniikat ja ioninvaihtokromatografia kehittyivät, tuotettiin yhä puhtaampia ja halpoja näytteitä metallisesta tyllestä.

Tulio on elementti, jota yleensä jätetään huomiotta, koska sitä pidetään outoa. Sillä on hyötyä lääketieteessä, joka on tärkeä X -rayn lähde, samoin kuin dopingelementti erityisten seosten ja keramiikan tuottamiseksi.

Tyllin ominaisuudet

Fyysinen

Tuliossa on hopeaharmaa pinta, joka tummenee vähitellen hapettua. Kun se on kytketty kovasti. Se on pehmeä, muokattava ja siunaus, sillä on mOHS: n kovuus välillä 2–3, joten se voidaan leikata veitsellä.

Se on voimakkaasti paramagneettinen metalli, ja sen sulalla nesteellä on korkeat höyrypaineet, hiukan epätavallinen monille metalleille.

Se voi palvella sinua: metyylisalisylaatti

Kemikaalit

Tulio, kuten muutkin lantanidit, osallistuu useimpiin sen yhdisteisiin, joilla on tila- tai hapettumismäärä +3 (TM³⁺-A. Esimerkiksi sen ainoa oksidi, TM₂JOMPIKUMPI₃, Sisältää TM -kationeja³⁺ Ja se muodostuu nopeasti, kun metalli -tyllinäyte kuumennetaan 150 ºC: een:

4 tm (s) + 3 o₂ (g) → 2 TM₂JOMPIKUMPI₃ (S)

Toisaalta tylli reagoi kylmän tai kuuman veden kanssa vastaavan hydroksidin tuottamiseksi:

2 tm (s) + 6 h₂Tai (l) → 2 TM (OH)₃ (aq) + 3 h₂ (g)

TM -ionien vesiliuokset³⁺ Ne ovat vihertäviä värejä kompleksin ACUO: n muodostumisen vuoksi [TM (OH₂-A₉-³⁺. Näillä on myös sinertävä luminesenssi, kun niitä säteilytetään ultraviolettivalolla.

Tulio (III) -yhdisteiden hydraateille on myös ominaista vihertäviä värejä, koska vesimolekyylit onnistuvat koordinoimaan osan TM: n kanssa³⁺ läsnä kiteissä.

Tulio pystyy myös osallistumaan TM: nä²⁺ Useissa sen yhdisteissä. Tätä varten Tulio (III) -yhdisteet on pelkistettävä tulioon (II). Tulio (II) -yhdisteet ovat epävakaita, koska ne hapettuu kosketukseen ilman kanssa ja osoittavat myös tummanvärisiä tai punaisia ​​violetteja.

Kemiallinen rakenne

Joissakin lähteissä mainitaan, että Tuliolla on yksi allotrooppinen muoto, joka vastaa kompaktia kuusikulmaista rakennetta, HCP. Kuitenkin viitataan toiseen toiseen allotrooppiseen muotoon, nimeltään a-TM, jonka rakenne on tetragonaalinen; Kun taas Tulio HCP: tä kutsutaan β-TM: lle, se on ylivoimaisesti vakain ja raportoitu.

Korkeissa paineissa (GPA: n järjestyksessä) Tulio kärsii siirtymistä tiheimpiin kiteisiin vaiheisiin, siirtyen HCP: stä tai β-TM: stä isomorfiseen kuusikulmaiseen rakenteeseen samariumiin ja sitten siitä tuli kompakti kuusikulmainen kaksinkertainen kuusikulmainen (DHCP ), ja lopulta FCC -kiteiden vääristyneiden muotojen korjaaminen.

Elektroninen kokoonpano

Elektroninen tylli -kokoonpano

Tyllen elektroninen kokoonpano on seuraava:

Voi palvella sinua: Ayaroína

[Xe] 6s² 4F¹³

Huomaa, että siitä puuttuu vain yksi elektroni 4f -kiertoradan täyttämisen loppuun saattamiseksi. Koska tässä alakannalla on 13 elektronia, ja kun se sijaitsee Lantanide -sarjan asennossa tai ryhmässä 13, sanotaan, että sen elektroninen kokoonpano ei ole poikkeamaa.

Niiden 4f -kiertoradan elektronit ovat vastuussa metallisesta sidoksesta, joka liittyy Tulio -atomiin. Koska niitä on 13, TM -atomien väliset nähtävyydet ovat suuret, selittäen, miksi niiden sulamis- ja kiehumispisteet ovat suurempia verrattuna europiumin, esimerkiksi tämä ateriamittari Lantaanidien ateriamittariin.

Tulion hankkiminen

Raaka materiaali

Tulioa löytyy monista mineraaleista, joissa muut harvinaisten maametallien metallit ovat vallitsevia (gadolinio, erbio, samarium, mäki jne.-A. Yhdenkään niistä ei löydy huomattavassa suhteessa toimimaan ainoana mineralogisena lähteenä.

Monazite -mineraali sisältää noin 0.007% Tuliosta, joten se on yksi raaka -aineista, joista tämä metalli saadaan. Mutta Kaakkois -Kiinan savien pitoisuus on enintään 0.5% Tuliosta, siten uuttamiseen ja tuotantoon käytettävä raaka -aine.

Uutto- ja tuotantomenetelmä

Tulio oli yksi viimeisimmistä metalleista, jotka tapahtuivat suurella puhtaudella (> 99%). Ensin on välttämätöntä erottaa TM -ionit³⁺ Muista mineralogisesta matriisista, rikastuneita muiden harvinaisten maametallien ionien käsittämättömillä määrillä. Ilman ioninvaihtokromatografiaa, johon liittyy liuotinpoistotekniikoita, ei ole mahdollista saavuttaa tällaista erottelua.

Käsitettiin kemiallisesti savet tai monasiitin TM -ionien saamiseksi³⁺ erotettu tm₂JOMPIKUMPI₃, Alennusta käytetään Lantanoa käyttämällä tulen oksidin vähentämiseksi metallisiksi tylliksi.

Voi palvella sinua: molaariset ratkaisut: konsepti, valmistelu, esimerkit

Sovellukset

Keramiikan ja seosten lisäys

Tulio puhtaassa tilassaan puuttuu käyttö. Sen neutraaleja atomeja käytetään kuitenkin seoksena monissa keraamisissa materiaaleissa ja metalliseoksissa, jotka koostuvat muista harvinaisten maametallien elementeistä.

Keramiikassa se palvelee suprajohteiden materiaalien tuotantoa korkeissa lämpötiloissa ja mikroaaltokomponenttien kehittämisessä; Seoksissa, kuten alumiini- ja itiTrium -granaatissa (YAG), sitä käytetään voimakkaiden laserien valmistukseen leikkausten suorittamiseen.

Sinertävä luminesenssi

Ultraviolettivalon eurojen sinertävät ja kirkkaat kappaleet johtuvat tyllin fluoresenssista. Lähde: repro h. Grobe/cc by (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by/3.0)

Euroopion tavoin tulen oksidi on läpäissyt euroliput sinertävän luminesenssin säteilemiseksi, kun se paljastetaan ultraviolettivalovalaisimella. Tällä tavoin eurot estetään väärentämästä.

Toisaalta sen luminesenssia tai fluoresenssia käytetään myös henkilökohtaisissa annosmittareissa, joissa tylli lisätään kalsiumsulfaattiin siten, että suola loistaa ultraviolettisäteilyn lähteen edessä.

X -ray -emitter

Tuliolla on yksi luonnollinen isotooppi: ¹⁶⁹TM. Mutta neutroneilla pommittaessa se muuttuu isotooppiksi ¹⁷⁰TM, joka säteilee kohtalaista gammasäteilyä ja jolla on a t_1/2 128 päivää.

Tämä ¹⁷⁰TM: tä käytetään kannettavissa laitteissa X -ray -emitterinä, työntekijöitä syöpien näyttämiseen brachiterapian avulla ja myös elektronisten rakenteiden halkeamien havaitsemiseksi.

Viitteet

1. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Thulium. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
3. Brian Clegg. (24. kesäkuuta 2008). Thulium. Kemia sen elementteissä. Toipunut: ChemistryWorld.com
4. Enyclopaedia Britannica -toimittajat. (2020). Thulium. Toipunut: Britannica.com
5. DR. Doug Stewart. (2020). Thulium -elementti tosiasiat. Toipunut: Chemicool.com
6. Mohammad Reza Ganjali et ai. (2016). Lanthanides -sarjan esittely erilaisilla analyyttisillä menetelmillä. Tiede.
7. Jeffrey M. Montgomery et ai. (2011). Korkeapainevaiheen muutokset harvinaisessa maametallissa thuliumissa 195 GPA: iin. Fyysinen.: Condens. Aine 23 155701