Thulium

Was ist Tulio?

Er Thulium (TM) ist ein chemisches Element, das zur Lanthanid -Serie gehört und das seltenere radioaktive Metall von Seltenen Erden ist. Daher waren seine Kosten immer hoch und wurden sogar teurer als der Platin selbst. Sein Name stammt aus dem Wort "Thule", das in den nördlichsten Teil der alten europäischen Karten ausgewiesen ist, in denen sich derzeit die skandinavische Region befindet.

Er wurde 1879 vom schwedischen Chemiker pro Teodor Cleve entdeckt und ernannt, der seltene Erdoxide untersuchte, insbesondere das des Erbio grüne Farbe.

Metallic Tulio Ultrapure Probe. Quelle: Hi-Res-Bilder von chemischen Elementen/CC von (https: // creativeCommons.Org/lizenzen/bis/3.0)

Tulios erste relativ reine Probe wurde 1911 nach 15000 Bruchkristallisationen mit Bromatssalzen erhalten, die der Chemiker Charles James, der damals in den USA ansässig ist. Während sich die Trennungstechniken und die Ionenaustauschchromatographie entwickelte, wurden zunehmend reine und billige Proben von metallischem Tüll erzeugt.

Tulio ist ein Element, das normalerweise ignoriert wird, weil es als seltsam angesehen wird. Es verfügt über Nützlichkeit in der Medizin, eine wichtige Quelle für X -Ray sowie ein Dopingelement für die Herstellung von speziellen Legierungen und Keramik.

Eigenschaften des Tülls

Physisch

Der Tulio hat eine silbergraue Oberfläche, die sich beim Oxidieren allmählich verdunkelt. Wenn es hart miteinander verbunden ist, gibt es brennende Funken und grünliche Blitze ab, deren Farbe sich an den Kupferzustand erinnert. Es ist weich, formbar und duktil, hat eine Härte von MOHS zwischen 2 und 3, sodass es mit einem Messer geschnitten werden kann.

Es ist ein stark paramagnetisches Metall, und seine geschmolzene Flüssigkeit hat einen hohen Dampfdruck, etwas ungewöhnlich für viele Metalle.

Es kann Ihnen dienen: Methylalicylat

Chemikalien

Der Tulio beteiligt sich wie die anderen Lanthaniden an den meisten seiner Verbindungen mit einem Zustand oder einer Oxidationszahl von +3 (TM)³⁺). Zum Beispiel sein einziges Oxid, TM₂ENTWEDER₃, Enthält TM -Kationen³⁺ Und es wird schnell gebildet, wenn eine Metall -Tüll -Probe auf 150 ° C erhitzt wird:

4 tm (s) + 3 o₂ (g) → 2 tm₂ENTWEDER₃ (S)

Andererseits reagiert der Tüll mit kaltem oder heißem Wasser, um seinen jeweiligen Hydroxid zu erzeugen:

2 tm (s) + 6 h₂Oder (l) → 2 tm (OH)₃ (aq) + 3 h₂ (G)

Wässrige Lösungen von TM -Ionen³⁺ Sie sind grünliche Färben aufgrund der Bildung des komplexen ACUO [TM (OH)₂)₉]³⁺. Diese zeigen auch bläuliche Lumineszenz, wenn sie mit ultraviolettem Licht ausstrahlt werden.

Die Hydrate der Tulio (III) -Verbindungen sind ebenfalls durch grünliche Farben gekennzeichnet, da Wassermoleküle es schaffen, sich mit einem Teil des TM zu koordinieren³⁺ an den Kristallen anwesend.

Tulio kann auch als TM teilnehmen²⁺ In mehreren seiner Verbindungen. Zu diesem Zweck müssen Tulio (III) Verbindungen auf Tulio (II) reduziert werden. Tulio (ii) Verbindungen sind instabil, da sie in Kontakt mit der Luft oxidieren und auch dunkle Farbe oder rote Veilchen zeigen.

Chemische Struktur

In einigen Quellen wird zitiert, dass der Tulio eine einzelne allotrope Form hat, die einer kompakten hexagonalen Struktur entspricht, HCP. Es wird jedoch auf eine weitere zweite allotrope Form bezeichnet, die als α-TM bezeichnet wird und deren Struktur tetragonal ist; Während Tulio HCP als β-TM bezeichnet wird, ist es bei weitem die stabilste und gemeldete.

Unter hohem Drücken (in der Größenordnung des GPA) erleidet der Tulio über Übergänge zu dichtesten kristallinen Phasen, die sich von HCP oder β-TM zu einer isomorphen hexagonalen Struktur zum Samarium bewegen, und wird dann zu einem kompakten Hexagonal-Doppelhexagonal (DHCP (DHCP) (DHCP ) und schließlich verzerrte Formen von FCC -Kristallen.

Elektronische Konfiguration

Elektronische Tüllkonfiguration

Die elektronische Konfiguration des Tülls lautet wie folgt:

Kann Ihnen dienen: Ayaroína

[Xe] 6s² 4f¹³

Beachten Sie, dass es nur ein einzelnes Elektron gibt, um die Füllung seiner 4F -Orbitale abzuschließen. Mit 13 Elektronen in diesem Unterkap und in der Position oder Gruppe 13 der Lantanid -Serie wird gesagt, dass seine elektronische Konfiguration keine Abweichung darstellt.

Die Elektronen ihrer 4F -Orbitale sind für die metallische Bindung verantwortlich, die sich den Tulio -Atomen anschließt. Da es 13 von ihnen gibt, sind die Attraktionen zwischen den TM -Atomen groß und erklären, warum ihre Schmelz- und Siedepunkte im Vergleich zu denen des Europiums höher sind.

Den Tulio erhalten

Rohmaterial

Tulio ist in vielen Mineralien vorhanden, in denen andere Metalle mit Seltenen erd vorherrschen (Gadolinio, Erbio, Samarium, Hügel usw.). In keinem von ihnen befindet sich in einem beträchtlichen Teil, um als einzige mineralogische Quelle zu dienen.

Das Monazit -Mineral enthält ungefähr 0.007% von Tulio, es ist also einer der Rohstoffe, aus denen dieses Metall erhalten wird. Aber Ton im Südosten Chinas haben eine Konzentration von bis zu 0.5% Tulio, daher der Rohstoff zur Extraktion und Produktion verwendet.

Extraktions- und Produktionsmethode

Tulio war eines der letzten Metalle mit einem hohen Grad an Reinheit (> 99%). Zuerst ist es notwendig, TM -Ionen zu trennen³⁺ der restlichen mineralogischen Matrix, angereichert mit unvorstellbaren Mengen von Ionen anderer Seltenerdmetalle. Ohne Ionenaustauschchromatographie, begleitet von Lösungsmittelextraktionstechniken, ist es nicht möglich, eine solche Trennung zu erreichen.

Chemisch verarbeitet die Tone oder den Monazit, um die TM -Ionen zu erhalten³⁺ als tm getrennt₂ENTWEDER₃, Eine Reduktion wird unter Verwendung von Lantano verwendet, um Tuliumoxid auf metallische Tüll zu reduzieren.

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Anwendungen

Dotierung von Keramik und Legierungen

Tulio in seinem reinen Zustand fehlen verwendet. Seine neutralen Atome werden jedoch als Doping in vielen Keramikmaterialien und Metalllegierungen verwendet, die aus anderen Elementen von Seltenen erden bestehen.

In der Keramik dient es für die Herstellung von Superkonferenzmaterialien bei hohen Temperaturen und zur Ausarbeitung von Mikrowellenkomponenten. Während in Legierungen wie Aluminium und Ititrium Granat (YAG) wird es für die Herstellung mächtiger Laser zur Durchführung von Operationen verwendet.

Bläuliche Lumineszenz

Die bläulichen und hellen Teile der Euro im ultravioletten Licht sind auf die Fluoreszenz des Tülls zurückzuführen. Quelle: Repro von h. Grobe/CC BY (https: // creativecommons.Org/lizenzen/bis/3.0)

Wie das Europium ist das Tuliumoxid auf den Euro -Tickets durchdrungen, um bläuliche Lumineszenz zu emittieren, wenn sie unter einer ultravioletten Lichtlampe exponiert ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass Euro gefälscht wird.

Andererseits wird seine Lumineszenz oder Fluoreszenz auch in persönlichen Dosimetern verwendet, in denen der Tüll zu Calciumsulfat zugesetzt wird, so dass das Salz vor einer ultravioletten Strahlungsquelle leuchtet.

X -Ray Emitter

Tulio hat ein einzelnes natürliches Isotop: die ¹⁶⁹Tm. Aber beim Bombardieren mit Neutronen wird es in das Isotop umgewandelt ¹⁷⁰TM, der mäßige Gammastrahlung abgibt und a hat T_1/2 128 Tage.

Das ¹⁷⁰TM wird auf tragbaren Geräten als X -Ray -Emitter verwendet, Mitarbeiter, um Krebserkrankungen durch Brachytherapie anzuzeigen und auch Fissuren in elektronischen Strukturen oder Geräten zu erkennen.

Verweise

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