Thulium

Vad är Tulio?

han thulium (TM) är ett kemiskt element som tillhör Lanthanid -serien och är den mest knappa mer knappa radioaktiva metallen från sällsynta jordar. Därför har kostnaden alltid varit hög, till och med blivit dyrare än platina själv. Hans namn kommer från ordet 'Thule', utsett till den nordligaste delen av de forntida europeiska kartorna, där den skandinaviska regionen för närvarande finns.

Han upptäcktes och utnämndes 1879 av den svenska kemisten per Teodor Cleve, som studerade sällsynta jordaroxider, särskilt den för Erbio, från vilken han extraherade föraktliga mängder från tylloxid, identifierade tack vare dess absorptionsspektrum och dess tillhörande karakteristiska linjer till den förakt grön färg.

Metallisk tulio ultrapure prov. Källa: Hi-reser Bilder av kemiska element/cc av (https: // CreativeCommons.Org/licenser/av/3.0)

Tulios första relativt rena prov erhölls 1911, efter 15000 fraktionella kristalliseringar med bromatsalter gjorda av kemisten Charles James, bosatt sedan i USA. När separationsteknikerna och jonutbyteskromatografin utvecklades producerades allt renare och billiga prover av metallisk tyll.

Tulio är ett element som vanligtvis ignoreras eftersom det anses konstigt. Det har användbarhet inom medicin, som är en viktig källa till x -ray, liksom ett dopingelement för produktion av speciallegeringar och keramik.

Tullens egenskaper

Fysisk

Tulio har en silvergrå yta, som gradvis mörknar medan han oxiderar. När det är länkat hårt avger det brinnande gnistor och grönaktiga blixtar, vars färg kommer ihåg kopparstillståndet. Den är mjuk, formbar och duktil, med en hårdhet av Mohs mellan 2 och 3, så det kan skäras med en kniv.

Det är en starkt paramagnetisk metall, och dess smälta vätska har högt ångtryck, lite ovanligt för många metaller.

Det kan tjäna dig: metylsalicylat

Kemikalier

Tulio, som de andra lanthaniderna, deltar i de flesta av dess föreningar med ett tillstånd eller oxidationsnummer +3 (TM³⁺). Till exempel dess enda oxid, TM₂ANTINGEN₃, Innehåller TM -katjoner³⁺ Och det bildas snabbt när ett metallprov värms upp till 150 ºC:

4 TM (S) + 3 O₂ (g) → 2 TM₂ANTINGEN₃ (S)

Å andra sidan reagerar Tulle med kallt eller varmt vatten för att producera dess respektive hydroxid:

2 tm (s) + 6 h₂Eller L) → 2 TM (OH)₃ (aq) + 3 h₂ (g)

Vattenlösningar av TM -joner³⁺ De är grönaktiga färg₂)₉]³⁺. Dessa uppvisar också blåaktig luminescens när de strålas med ultraviolett ljus.

Hydraten av tulio (iii) föreningar kännetecknas också av grönaktiga färger, eftersom vattenmolekyler lyckas samordna med en del av TM³⁺ närvarande vid kristallerna.

Tulio kan också delta som TM²⁺ I flera av dess föreningar. För att göra detta måste Tulio (III) föreningar reduceras till Tulio (ii). Tulio (ii) Föreningar är instabila, eftersom de oxiderar i kontakt med luften och visar också mörk färg eller röda violer.

Kemisk struktur

I vissa källor citeras det att Tulio har en enda allotropisk form, motsvarande en kompakt hexagonal struktur, HCP. Men hänvisas till en annan andra allotropisk form, kallad a-TM, vars struktur är tetragonal; Medan Tulio HCP kallas ß-TM, är den överlägset mest stabila och rapporterade.

Under högt tryck (i ordningen av GPA) lider Tulio övergångar till tätaste kristallina faser, flyttar från HCP eller p-TM till en isomorf hexagonal struktur till samariumets och sedan blir en kompakt hexagonal dubbel hexagonal (DHCP ), och slutligen utplacera förvrängda former av FCC -kristaller.

Elektronisk konfiguration

Elektronisk tyllkonfiguration

Den elektroniska konfigurationen av tyllen är som följer:

Kan tjäna dig: ayaroína

[Xe] 6s² 4f¹³

Observera att den saknar bara en enda elektron för att slutföra fyllningen av sina 4F -orbitaler. Att ha 13 elektroner i denna underkapp, och när den ligger i läge eller grupp 13 i Lantanide -serien, sägs det att dess elektroniska konfiguration inte presenterar någon avvikelse.

Elektronerna i deras 4F -orbitaler ansvarar för den metalliska bindningen som ansluter sig till Tulio -atomerna. Eftersom det finns 13 av dem är attraktionerna mellan TM -atomerna stora och förklarar varför deras smält- och kokpunkter är större jämfört med Europiums Europium, till exempel, som också är denna måltidsmätare av Lanthaniderna.

Få Tulio

Råmaterial

Tulio finns i många av mineralerna där andra sällsynta jordartsmetaller dominerar (Gadolinio, Erbio, Samarium, Hill, etc.). I ingen av dem finns i en betydande andel för att tjäna som den enda mineralogiska källan.

Monazitmineralet innehåller cirka 0.007% av Tulio, så det är en av de råvaror som denna metall erhålls. Men leror i sydöstra Kina har en koncentration på upp till 0.5% av Tulio, därför används råvaran för extraktion och produktion.

Extraktions- och produktionsmetod

Tulio var en av de sista metallerna som inträffade med en hög grad av renhet (> 99%). Först är det nödvändigt att separera TM -joner³⁺ av resten av den mineralogiska matrisen, berikad med otänkbara mängder av joner av andra sällsynta jordartsmetaller. Utan jonutbyteskromatografi, åtföljd av lösningsmedelsextraktionstekniker, är det inte möjligt att uppnå en sådan separering.

Kemiskt bearbetade lerorna eller monaziten för att erhålla TM -jonerna³⁺ separerad som TM₂ANTINGEN₃, En reduktion används med Lantano för att minska tuliumoxid till metallisk tyll.

Kan tjäna dig: molära lösningar: koncept, förberedelser, exempel

Ansökningar

Dopande keramik och legeringar

Tulio i sitt rena tillstånd saknar användningar. Emellertid används dess neutrala atomer som doping i många keramiska material och metalllegeringar som består av andra element av sällsynta jordar.

I keramik tjänar det för produktion av superledarmaterial vid höga temperaturer och för utarbetande av mikrovågskomponenter; Medan i legeringar, såsom aluminium och Ititrium granat (YAG), används den för tillverkning av kraftfulla lasrar för att genomföra operationer.

Blåklockig luminescens

De blåaktiga och ljusa bitarna av euron i ultraviolett ljus beror på fluorescensen av tyllen. Källa: Repro av H. GROBE/CC av (https: // CreativeCommons.Org/licenser/av/3.0)

Liksom Europium genomsyras tuliumoxiden på eurobiljetterna för att avge blåaktig luminescens när den utsätts under en ultraviolett ljuslampa. På detta sätt hindras euro från att förfalskas.

Å andra sidan används dess luminescens eller fluorescens också i personliga dosimetrar, där tyllen tillsätts till kalciumsulfat så att saltet lyser framför en källa till ultraviolett strålning.

X -ray emitter

Tulio har en enda naturlig isotop: The ¹⁶⁹Tm. Men när du bombar med neutroner förvandlas den till isotopen ¹⁷⁰TM, som avger måttlig gammastrålning och har en t_1/2 128 dagar.

Detta ¹⁷⁰TM används på bärbara enheter som X -Ray Emitter, anställda för att visa cancer genom brachyterapi och även för att upptäcka sprickor i elektroniska strukturer eller utrustning.

Referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (fjärde upplagan). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Thulium. Hämtad från: i.Wikipedia.org
3. Brian Clegg. (24 juni 2008). Thulium. Kemi i sina element. Återhämtat sig från: Chemistryworld.com
4. Redaktörerna för Enyclopaedia Britannica. (2020). Thulium. Återhämtat sig från: Britannica.com
5. Doktor. Doug Stewart. (2020). Thuliumelement fakta. Återhämtat sig från: Chemicool.com
6. Mohammad Reza Ganjali et al. (2016). Lanthanides Series Deterion med olika analysmetoder. Vetenskaplig.
7. Jeffrey m. Montgomery et al. (2011). Högtrycksfasövergångar i sällsynt jordjordens thulium till 195 GPA. Fysik.: Kondenserar. Matter 23 155701