Thulium

Hva er Tulio?

Han Thulium (TM) er et kjemisk element som tilhører Lanthanid -serien og er det knapt knapt knære radioaktivt metall av sjeldne jordarter. Derfor har kostnadene alltid vært høye, til og med blitt dyrere enn platina selv. Hans navn kommer fra ordet 'Thule', utpekt til den nordligste delen av de gamle europeiske kartene, der den skandinaviske regionen for tiden ligger.

Han ble oppdaget og utnevnt i 1879 av den svenske kjemikeren per teodor Cleve, som studerte sjeldne jordoksider, spesielt den fra Erbio, hvor han hentet ut foraktede mengder fra tulleoksid, identifisert takket være dets absorpsjonsspekter og dets tilhørende karakteristiske linjer til den grønn farge.

Metallisk tulio ultrapure prøve. Kilde: Hi-res Images ofchemical Elements/CC av (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/3.0)

Tulios første relativt rene prøve ble oppnådd i 1911, etter 15000 brøkkrystalliseringer med bromatsalter laget av kjemikeren Charles James, bosatt da i USA. Etter hvert som separasjonsteknikkene og ionebyttekromatografien utviklet seg, ble stadig mer rene og billige prøver av metallisk tyll produsert.

Tulio er et element som vanligvis blir ignorert fordi det anses som rart. Det har nytteverdi i medisin, og er en viktig kilde til røntgen, samt et dopingelement for produksjon av spesielle legeringer og keramikk.

Egenskapene til tyllen

Fysisk

Tulio har en sølvgrå overflate, som mørkner gradvis mens han oksideres. Når det er knyttet hardt, gir det brennende gnister og grønnaktige blinker, hvis farge husker kobbertilstanden. Den er myk, formbar og duktil, og har en hardhet i Mohs mellom 2 og 3, så den kan kuttes ved hjelp av en kniv.

Det er et sterkt paramagnetisk metall, og den smeltede væsken har høye damptrykk, litt uvanlig for mange metaller.

Det kan tjene deg: metylsalisylat

Kjemikalier

Tulio, som de andre lantanidene, deltar i de fleste av forbindelsene med et tilstands- eller oksidasjonsnummer på +3 (TM³⁺). For eksempel det eneste oksidet, TM₂ENTEN₃, Inneholder TM -kationer³⁺ Og det dannes raskt når en metalltyllprøve varmes opp til 150 ºC:

4 TM (S) + 3 O₂ (g) → 2 TM₂ENTEN₃ (S)

På den annen side reagerer tyllen med kaldt eller varmt vann for å produsere dets respektive hydroksyd:

2 TM (S) + 6 H₂Eller (l) → 2 TM (OH)₃ (aq) + 3 H₂ (g)

Vandige oppløsninger av TM -ioner³⁺ De er grønnaktige fargestoffer på grunn av dannelsen av den komplekse acuo [TM (OH₂)₉]³⁺. Disse viser også blålig luminescens når de er utstrålt med ultrafiolett lys.

Hydratene til Tulio (III) -forbindelsene er også preget av grønnaktige farger, da vannmolekyler klarer å koordinere med en del av TM³⁺ til stede ved krystallene.

Tulio er også i stand til å delta som TM²⁺ I flere av forbindelsene. For å gjøre dette, må Tulio (III) forbindelser reduseres til Tulio (II). Tulio (II) Forbindelser er ustabile, ettersom de oksiderer i kontakt med luften, og viser også mørk farge eller røde fioler.

Kjemisk struktur

I noen kilder siteres det at Tulio har en enkelt allotropisk form, tilsvarende en kompakt sekskantet struktur, HCP. Imidlertid vises det til en annen andre allotropisk form, kalt α-TM, hvis struktur er tetragonal; Mens Tulio HCP kalles β-TM, er det den desidert mest stabile og rapporterte å være den mest stabile og rapporterte.

Under høyt trykk (i GPAs rekkefølge) lider Tulio overganger til den tetteste krystallinske faser, og beveger seg fra HCP eller β-TM til en isomorf sekskantet struktur til samariet, og blir deretter en kompakt sekskantet dobbelt sekskantet (DHCP ), og til slutt å bestemme forvrengte former for FCC -krystaller.

Elektronisk konfigurasjon

Elektronisk tyllkonfigurasjon

Den elektroniske konfigurasjonen av tyllen er som følger:

Kan tjene deg: Ayaroína

[Xe] 6s² 4f^{1. 3}

Merk at det mangler bare et enkelt elektron for å fullføre fyllingen av 4F -orbitalene. Å ha 13 elektroner i dette undercapet, og når den er plassert i posisjon eller gruppe 13 i lantanidserien, sies det at dens elektroniske konfigurasjon ikke presenterer noe avvik.

Elektronene til deres 4F -orbitaler er ansvarlige for den metalliske bindingen som blir med i Tulio -atomer. Ettersom det er 13 av dem, er attraksjonene mellom TM -atomene store, og forklarer hvorfor smelting- og kokepunktene deres er større sammenlignet med Europium, for eksempel å være denne måltidsmåleren til lantanidene.

Skaffe tulio

Råmateriale

Tulio finnes i mange av mineralene der andre sjeldne jordmetaller dominerer (Gadolinio, Erbio, Samarium, Hill, etc.). I ingen av dem finnes i en betydelig andel å tjene som den eneste mineralogiske kilden.

Det monazittiske mineralet inneholder rundt 0.007% av Tulio, så det er en av råvarene som dette metallet oppnås. Men leire i det sørøstlige Kina har en konsentrasjon på opptil 0.5% av Tulio, derfor brukes råstoffet til ekstraksjon og produksjon.

Ekstraksjon og produksjonsmetode

Tulio var en av de siste metaller som oppsto med høy grad av renhet (> 99%). Først er det nødvendig å skille TM -ioner³⁺ av resten av den mineralogiske matrisen, beriket med utenkelige mengder ioner av andre sjeldne jordmetaller. Uten ionutvekslingskromatografi, ledsaget av løsemiddelekstraksjonsteknikker, er det ikke mulig å oppnå slik separasjon.

Kjemisk behandlet leirene eller monazitten for å oppnå TM -ioner³⁺ atskilt som tm₂ENTEN₃, En reduksjon brukes ved bruk av Lantano for å redusere tuliumoksid til metallisk tyll.

Kan tjene deg: Molar Solutions: Concept, Preparation, Eksempler

applikasjoner

Dopant av keramikk og legeringer

Tulio i sin rene tilstand mangler bruk. Imidlertid brukes de nøytrale atomer som doping i mange keramiske materialer og metalllegeringer sammensatt av andre elementer av sjeldne jordarter.

I keramikk tjener det til produksjon av superledermaterialer ved høye temperaturer og for utdyping av mikrobølgeovnskomponenter; Mens det er i legeringer, for eksempel aluminium og ititrium granat (YAG), brukes den til fremstilling av kraftige lasere for å utføre operasjoner.

Blålig luminescens

De blålige og lyse delene av euro i det ultrafiolette lyset skyldes fluorescensen av tyllen. Kilde: repro av h. Grobe/CC av (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/3.0)

I likhet med Europium, gjennomsyres tuliumoksid. På denne måten forhindres euro forhindret fra å bli forfalsket.

På den annen side brukes også luminescens eller fluorescens i personlige dosimeter, der tyllen tilsettes kalsiumsulfat slik at saltet skinner foran en kilde til ultrafiolett stråling.

X -ray emitter

Tulio har en enkelt naturlig isotop: ¹⁶⁹Tm. Men når bombing med nøytroner blir det forvandlet til isotopen ¹⁷⁰TM, som avgir moderat gammastråling og har en t_1/2 128 dager.

Dette ¹⁷⁰TM brukes på bærbare enheter som X -ray -emitter, ansatte for å vise kreftformer gjennom brachyterapi, og også for å oppdage sprekker i elektroniske strukturer eller utstyr.

Referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Thulium. Hentet fra: i.Wikipedia.org
3. Brian Clegg. (24. juni 2008). Thulium. Kjemi i sine elementer. Gjenopprettet fra: Chemistryworld.com
4. Redaktørene av Enyclopaedia Britannica. (2020). Thulium. Gjenopprettet fra: Britannica.com
5. Dr. Doug Stewart. (2020). Thulium element fakta. Gjenopprettet fra: Chemicool.com
6. Mohammad Reza Ganjali et al. (2016). Lanthanides Series -avskrekking ved forskjellige analysemetoder. Scientedirect.
7. Jeffrey m. Montgomery et al. (2011). Høytrykksfaseoverganger i sjeldne jordmetall thulium til 195 GPA. Phys.: Kondens. Matter 23 155701