Thulium

Apa itu Tulio?

Dia thulium (TM) adalah elemen kimia yang dimiliki oleh siri lanthanid dan merupakan logam radioaktif yang paling langka dari nadir bumi. Oleh itu, kosnya selalu tinggi, bahkan menjadi lebih mahal daripada platinum sendiri. Namanya berasal dari perkataan 'Thule', yang ditetapkan ke bahagian paling utara peta Eropah kuno, di mana rantau Scandinavia kini terletak.

Dia ditemui dan dilantik pada tahun 1879 oleh ahli kimia Sweden per Teodor Cleve, yang mempelajari oksida nadir bumi, khususnya dari Erbio, dari mana ia mengekstrak jumlah yang hina dari tulle oksida, dikenal pasti terima kasih kepada spektrum penyerapannya dan garis ciri -ciri yang berkaitan dengan warna hijau.

Sampel ultrapure Tulio logam. Sumber: Hi-Res Imej Elemen Kimia/CC oleh (https: // creativeCommons.Org/lesen/oleh/3.0)

Sampel pertama Tulio yang agak tulen diperoleh pada tahun 1911, selepas 15000 penghabluran pecahan dengan garam bromat yang dibuat oleh ahli kimia Charles James, yang tinggal di Amerika Syarikat. Oleh kerana teknik pemisahan dan kromatografi pertukaran ion berkembang, sampel tulle logam yang semakin tulen dan murah dihasilkan.

Tulio adalah elemen yang biasanya diabaikan kerana dianggap pelik. Ia mempunyai utiliti dalam bidang perubatan, menjadi sumber penting x -ray, serta elemen doping untuk pengeluaran aloi dan seramik khas.

Sifat tulle

Fizikal

Tulio mempunyai permukaan kelabu perak, yang gelap secara beransur -ansur semasa mengoksida. Apabila ia dihubungkan dengan keras, ia menghilangkan percikan api dan kilat kehijauan, yang warna ingat keadaan tembaga. Ia lembut, lembut dan mulur, mengalami kekerasan Mohs antara 2 dan 3, sehingga dapat dipotong menggunakan pisau.

Ia adalah logam paramagnetik yang kuat, dan cecair cairnya mempunyai tekanan stim yang tinggi, agak luar biasa untuk banyak logam.

Ia dapat melayani anda: metil salisilat

Bahan kimia

Tulio, seperti lanthanid lain, mengambil bahagian dalam kebanyakan sebatiannya dengan bilangan keadaan atau pengoksidaan +3 (TM³⁺). Sebagai contoh, satu -satunya oksida, TM₂Sama ada₃, Mengandungi kation TM³⁺ Dan ia dibentuk dengan cepat apabila sampel tulle logam dipanaskan hingga 150 ºC:

4 TM (s) + 3 o₂ (g) → 2 tm₂Sama ada₃ (S)

Sebaliknya, tulle bertindak balas dengan air sejuk atau panas untuk menghasilkan hidroksida masing -masing:

2 TM (s) + 6 jam₂Atau (l) → 2 tm (oh)₃ (aq) + 3 jam₂ (g)

Penyelesaian akueus ion TM³⁺ Mereka adalah warna kehijauan kerana pembentukan acuo kompleks [TM (OH₂)₉]³⁺. Ini juga mempamerkan pendaratan kebiruan ketika mereka dipancarkan dengan cahaya ultraviolet.

Sebatian hidrat Tulio (III) juga dicirikan oleh warna kehijauan, kerana molekul air berjaya menyelaras dengan sebahagian daripada TM³⁺ hadir di kristal.

Tulio juga dapat mengambil bahagian sebagai TM²⁺ Dalam beberapa sebatiannya. Untuk melakukan ini, sebatian Tulio (III) mesti dikurangkan kepada Tulio (II). Sebatian Tulio (II) tidak stabil, kerana mereka mengoksidakan bersentuhan dengan udara, dan juga menunjukkan warna gelap atau violet merah.

Struktur kimia

Dalam beberapa sumber, disebutkan bahawa Tulio mempunyai satu bentuk allotropik, sepadan dengan struktur heksagon padat, HCP. Walau bagaimanapun, rujukan dibuat kepada satu lagi bentuk allotropik kedua, yang dipanggil α-TM, yang strukturnya tetragonal; Walaupun Tulio HCP dipanggil β-TM, yang paling stabil dan dilaporkan.

Under high pressures (in the order of the GPA), the Tulio suffers transitions to densest crystalline phases, moving from the HCP or β-TM to an isomorphic hexagonal structure to that of the samarium, and then becoming a compact hexagonal double hexagonal (DHCP ), dan akhirnya menyusun bentuk kristal FCC yang terdistorsi.

Konfigurasi Elektronik

Konfigurasi tulle elektronik

Konfigurasi elektronik tulle adalah seperti berikut:

Boleh melayani anda: Ayaroína

[Xe] 6s² 4f¹³

Perhatikan bahawa ia tidak mempunyai satu elektron tunggal untuk menyelesaikan pengisian orbital 4F. Mempunyai 13 elektron di subcap ini, dan ketika berada di kedudukan atau kumpulan 13 siri Lantanide, dikatakan bahawa konfigurasi elektroniknya tidak membentangkan sisihan.

Elektron orbital 4F mereka bertanggungjawab untuk ikatan logam yang menyertai atom Tulio. Memandangkan terdapat 13 daripadanya, tarikan antara atom TM adalah besar, menjelaskan mengapa titik lebur dan mendidih mereka lebih besar berbanding dengan Europium, contohnya, juga meter makan lanthanids ini.

Mendapatkan Tulio

Bahan mentah

Tulio ditemui di banyak mineral di mana logam nadir bumi lain mendominasi (Gadolinio, Erbio, Samarium, Hill, dll.). Tidak ada satu pun dari mereka yang terdapat dalam perkadaran yang besar untuk berfungsi sebagai satu -satunya sumber mineralogi.

Mineral Monazite mengandungi sekitar 0.007% daripada Tulio, jadi ia adalah salah satu bahan mentah dari mana logam ini diperoleh. Tetapi tanah liat di tenggara China mempunyai kepekatan sehingga 0.5% daripada Tulio, oleh itu bahan mentah yang digunakan untuk pengekstrakan dan pengeluaran.

Kaedah pengekstrakan dan pengeluaran

Tulio adalah salah satu logam terakhir yang berlaku dengan tahap kesucian yang tinggi (> 99%). Pertama adalah perlu untuk memisahkan ion TM³⁺ Daripada matriks mineralogi yang lain, diperkaya dengan jumlah ion yang tidak dapat dibayangkan dari logam nadir lain. Tanpa kromatografi pertukaran ion, disertai dengan teknik pengekstrakan pelarut, tidak mungkin untuk mencapai pemisahan tersebut.

Secara kimia memproses tanah liat atau monazit untuk mendapatkan ion TM³⁺ dipisahkan sebagai TM₂Sama ada₃, Pengurangan digunakan menggunakan Lantano untuk mengurangkan Tulium Oxide ke Tulle Metalik.

Boleh melayani anda: Penyelesaian Molar: Konsep, Penyediaan, Contoh

Aplikasi

Dopan seramik dan aloi

Tulio dalam keadaan murni kekurangan penggunaannya. Walau bagaimanapun, atom neutralnya digunakan sebagai doping dalam banyak bahan seramik dan aloi logam yang terdiri daripada unsur -unsur lain dari nadir bumi.

Dalam seramik, ia berfungsi untuk pengeluaran bahan superkonduktor pada suhu tinggi dan untuk menghuraikan komponen gelombang mikro; Semasa dalam aloi, seperti aluminium dan ititrium garnet (yag), ia digunakan untuk pembuatan laser yang kuat untuk menjalankan pembedahan.

Luminescence Bluish

Potongan -potongan euro kebiruan dan cerah dalam cahaya ultraviolet disebabkan oleh pendarfluor tulle. Sumber: Repro oleh H. Grobe/CC oleh (https: // creativeCommons.Org/lesen/oleh/3.0)

Seperti Europium, Tulium Oxide diserap pada tiket Euro untuk memancarkan pendaratan kebiruan apabila terdedah di bawah lampu ultraviolet. Dengan cara ini, euro dihalang daripada dipalsukan.

Sebaliknya, pendarahan atau pendarfluornya juga digunakan dalam dosimeter peribadi, di mana tulle ditambah kepada kalsium sulfat supaya garam bersinar di hadapan sumber radiasi ultraviolet.

X -ray emitter

Tulio mempunyai isotop semulajadi: The ¹⁶⁹Tm. Tetapi ketika pengeboman dengan neutron, ia berubah menjadi isotop ¹⁷⁰TM, yang memancarkan sinaran gamma sederhana dan mempunyai t_1/2 128 hari.

Ini ¹⁷⁰TM digunakan pada peranti mudah alih sebagai pemancar x -ray, pekerja untuk memaparkan kanser melalui brachytherapy, dan juga untuk mengesan celah dalam struktur atau peralatan elektronik.

Rujukan

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi Keempat). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Thulium. Diperoleh dari: dalam.Wikipedia.org
3. Brian Clegg. (24 Jun 2008). Thulium. Kimia dalam elemennya. Pulih dari: dunia kimia.com
4. Editor enyclopaedia Britannica. (2020). Thulium. Pulih dari: Britannica.com
5. Dr. Doug Stewart. (2020). Fakta Elemen Thulium. Pulih dari: chemicool.com
6. Mohammad Reza Ganjali et al. (2016). Lanthanides Series Deterion dengan pelbagai kaedah analisis. Scientedirect.
7. Jeffrey m. Montgomery et al. (2011). Peralihan fasa tekanan tinggi di thulium logam nadir bumi hingga 195 GPA. Phys.: Memeluk. Matter 23 155701