Tul

nieruchomości
Ogólnie
Nazwa , symbol , liczba atomowaatomic tul, Tm, 69
Kategoria elementu Lantanoidy
Grupa , kropka , blok La , 6 , f
Popatrz srebrzystoszary
numer CAS 7440-30-4
Numer WE 231-140-2
Karta informacyjna ECHA 100.028.309
Ułamek masowy powłoki Ziemi 0,19 ppm
Atomowy
Masa atomowa 168 934218 (6) i inni
Promień atomowy (obliczony) 175 (222) po południu
Promień kowalencyjny 190 po południu
Konfiguracja elektronów [ Xe ] 4 f 13 6 s 2
1. Energia jonizacji 6..18431 (6) eV ≈ 596.7 kJ / mol
2. Energia jonizacji 12th.065 (20) eV ≈ 1 164.1 kJ/mol
3. Energia jonizacji 23.66 (3) eV ≈ 2 280 kJ / mol
4. Energia jonizacji 42.41 (4) eV ≈ 4 090 kJ / mol
5. Energia jonizacji 65.4 (3) eV ≈ 6 310 kJ / mol
Fizycznie
Stan fizyczny mocno
Struktura krystaliczna sześciokątny
gęstość 9,318 g / cm 3 (25 ° C )
magnetyzm paramagnetyczny ( Χ m = 0,017)
Temperatura topnienia 1818 K (1545 ° C)
temperatura wrzenia 2223 K (1950 ° C)
Objętość molowa 19,1 · 10 −6 m 3 · mol −1
Ciepło parowania 247 kJ/mol
Ciepło stapiania 16,8 kJ mol- 1 −
Przewodność elektryczna 1,477 · 10 6 A · V −1 · m −1
Przewodność cieplna 16,8 W m -1 K -1
Chemicznie
Stany utleniania 2, 3 , 4
Potencjał normalny -2,32 V (Tm 3+ + 3 e - → Tm)
Elektroujemność 1,25 ( skala Paulinga )
Izotopy
izotop NH t 1/2 ZA ZE (M eV ) Z P
167 Tm {syn.} 9,25 d ε 0,748 167 on
168 Tm {syn.} 93,1 d ε 0,257 168 on
169 Tm 100  % Stabilny
170 Tm {syn.} 128,6 d β - 0,314 170 Yb
171 Tm {syn.} 1,92 β - 1880 171 Yb
W przypadku innych izotopów zobacz listę izotopów
instrukcje bezpieczeństwa
Oznakowanie zagrożeń GHS

proszek

02 - Wysoce/skrajnie łatwopalny 07 – Uwaga

niebezpieczeństwo

Zwroty H i P H: 228-319-335
P: 210-261-305 + 351 + 338
W miarę możliwości i zwyczajowo stosowane są jednostki SI .
O ile nie zaznaczono inaczej, podane dane dotyczą warunków standardowych .

Tul jest pierwiastkiem chemicznym o symbolu pierwiastka Tm i liczbie atomowej 69. W układzie okresowym należy do grupy lantanowców i dlatego jest również jednym z metali ziem rzadkich .

historia

W toku bardziej szczegółowych badań nad gadolinitem i pierwiastkami, które można z niego wyizolować, odkryto tul . Carl Gustav Mosander i inni początkowo odnieśli sukces w rozdzieleniu gadolinitu na ziemię ziołową ( tlenek erbu ), ziemię terbinową ( tlenek terbu ) i ziemię itru ( tlenek itru ). Dziedzicznym ziemia Wkrótce okazało się, że mieszaniny, a także, gdy iterb można oddzielić najpierw Jean Charles de Marignac , a następnie w skandu przez Lars Fredrik Nilson .

W 1879 roku Per Teodor Cleve, porównując widma absorpcyjne różnych próbek, które zostały utworzone podczas rozdzielania erbu i iterbu, stwierdził, że zawierają one pewne pasma absorpcyjne o różnej mocy, tj. że muszą być uwzględnione dodatkowe pierwiastki. Zidentyfikował dwa pierwiastki, które nazwał holmium i tulem. Charakterystyczne pasmo absorpcji tul wynosiło 684 nm.Nazwę tul wybrano od starej nazwy pochodzącej ze Skandynawii . Chociaż Jacques-Louis Soret odkrył pasma absorpcji dla tulu i holmu przed Cleve, jednak (zwany „X”) zidentyfikował tylko jeden nowy pierwiastek, który pasował do Holmium.

Po odkryciu tulu Cleve próbował uzyskać czysty tlenek tulu w 1880 roku, ale nie mógł całkowicie oddzielić go od iterbu, a zatem określić tylko przybliżoną masę atomową. Charles James zaprezentował po raz pierwszy czysty tlenek tulu w 1911 roku poprzez 15000-krotną krystalizację frakcyjną i oddzielenie bromianów od erbu, tulu i iterbu.

Po raz pierwszy tul pierwiastkowy otrzymał w 1936 roku Wilhelm Klemm i Heinrich Bommer . Uzyskali metalu przez redukcję chlorku tulu (III) z potasu w 250 ° C Określili również strukturę krystaliczną i właściwości magnetyczne metalu.

Występowanie

Tul jest rzadkim pierwiastkiem na ziemi, jego liczebność w skorupie kontynentalnej wynosi około 0,52  ppm . Oprócz niestabilnego prometu jest najrzadszym lantanoidem. Jednak tul występuje częściej niż pierwiastki takie jak jod czy srebro .

Pierwiastek ten występuje wyłącznie jako pomniejszy składnik różnych minerałów ziem rzadkich, zwłaszcza ziem itrów z ciężkich lantanowców. W zależności od występowania monazyt zawiera 0,01–0,51% tul, ksenotym do 0,9% pierwiastka. Minerały, których głównym składnikiem jest tul lub naturalny tul pierwiastkowy, nie są znane.

Thul jest bardzo złożony i drogi w produkcji, ale jest używany tylko w bardzo małych ilościach. Dlatego podaż tulu nie jest postrzegana jako krytyczna.

Ekstrakcja i prezentacja

Po skomplikowanej separacji innych towarzyszy tulowych, tlenek jest redukowany lantanem do metalicznego tulu. Tul jest następnie sublimowany.

nieruchomości

tul sublimuje dendrytyczne

Właściwości fizyczne

Srebrnoszary metal ziem rzadkich jest bardzo miękki, ciągliwy i plastyczny.

Właściwości chemiczne

Thul jest dość stabilny w suchym powietrzu, ale szarzeje w wilgotnym powietrzu. W wyższych temperaturach spala się do półtoratlenku .

Reaguje z wodą tworząc wodorotlenek, wytwarzając wodór . W kwasach mineralnych rozpuszcza się tworząc wodór.

Jego związki znajdują się na stopniu utlenienia +3, kationy Tm 3+ tworzą w wodzie pastelowo-niebiesko-zielone roztwory.

posługiwać się

Tul jest najrzadszym metalem ziem rzadkich, ale nadal występuje częściej w skorupie ziemskiej niż złoto czy platyna . Oprócz minimalnego zastosowania w telewizorach (do aktywacji luminoforów na powierzchni ekranu ), istnieje tylko kilka zastosowań komercyjnych:

  • 170 Tm wyekstrahowane z reaktorów jądrowych służy jako źródło promieniowania rentgenowskiego ( emiter gamma w badaniach materiałów)
  • Thuliumdotiertes itr lub lantan (LaOBr) służy jako scyntylator w ekranach wzmacniających promieniowanie rentgenowskie lub ekranach fluorescencyjnych w technologii rentgenowskiej
  • Siarczan wapnia domieszkowany tulem jest używany jako detektor w osobistych dozymetrach do pomiaru niskich dawek promieniowania
  • Kryształy tulu mogą być stosowane jako ośrodek aktywny w laserach na ciele stałym pompowanych diodami (długość fali 2 µm) o całkowitej wydajności do 10% przy maksymalnej mocy światła 60 W.
  • Szkło krzemionkowe domieszkowane tulem jako ośrodek aktywny w laserach światłowodowych (długość fali 2 µm) pracowało ze sprawnością różnicową 53,2% przy mocy >1000 W. Osiągane są szczytowe moce impulsu do 2 GW.
  • Wykorzystywana jest również w urządzeniach laserowych, które służą jako skalpele chirurgiczne (urologia, leczenie kamieni i prostaty)

instrukcje bezpieczeństwa

Związki tulu i tulu są lekko toksyczne. Pyły tulowe są łatwopalne i wybuchowe.

spinki do mankietów

linki internetowe

Commons : Thulium  - kolekcja obrazów, filmów i plików audio
Wikisłownik: thulium  - wyjaśnienia znaczeń, pochodzenie słów, synonimy, tłumaczenia translation

Indywidualne dowody

  1. ↑ Harry H. Binder: Leksykon pierwiastków chemicznych. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3 .
  2. ↑ Wartości dla właściwości (pole informacyjne) są pobierane z www.webelements.com (Tulium) , chyba że zaznaczono inaczej .
  3. ↑ Komisja IUPAC ds. Obfitości Izotopów i Mas Atomowych: Zrewidowane Standardowe Masy Atomowe 14 Pierwiastków Chemicznych. W: Chemia Międzynarodowa. 40, 2018, s. 23, doi : 10.1515 / ci-2018-0409 .
  4. ↑ a b c d e Wpis o tulu w Kramidzie, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. i NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (wersja 5.7.1) . Wyd.: NIST , Gaithersburg, MD. doi : 10.18434 / T4W30F ( https://physics.nist.gov/asd ). Źródło 13 czerwca 2020 r.
  5. ↑ b c d e Wejście na tul w WebElements, https://www.webelements.com , dostępne w dniu 13 czerwca 2020 roku.
  6. ^ NN Greenwood, A. Earnshaw: Chemia pierwiastków. Wydanie I. VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9 , s. 1579.
  7. ↑ Robert C. Weast (red.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9 , s. E-129 do E-145. Wartości tam podane są w g/mol i podane w jednostkach cgs. Podana tutaj wartość to obliczona z niej wartość SI, bez jednostki miary.
  8. ↑ a b Yiming Zhang, Julian RG Evans, Shoufeng Yang: Skorygowane wartości punktów wrzenia i entalpii parowania pierwiastków w podręcznikach. W: Journal of Chemical & Engineering Data . 56, 2011, s. 328-337, doi: 10.1021/je1011086 .
  9. ↑ a b Karta katalogowa Thul, proszek firmy Sigma-Aldrich , dostęp 26 kwietnia 2017 r. ( PDF ).
  10. ^ Per Teodor Cleve: Sur deux nouveaux elementy dans l'erbine. W: Comptes rendus. 89, 1879, s. 478-481 ( zdigitalizowane na Gallica ).
  11. ^ Za Teodora Cleve'a: Sur l'erbine. W: Comptes rendus. 89, 1879, s. 708-709 ( zdigitalizowane na Gallica ).
  12. ^ Za Teodora Cleve: Sur le thulium. W: Comptes rendus. 91, 1880, s. 328-329 ( zdigitalizowane na Gallica ).
  13. ↑ C. James: TULU I. W: Journal of the American Chemical Society. 33, 1911, s. 1332-1344, doi: 10.1021/ja02221a007 .
  14. ↑ W. Klemm, H. Bommer: Do wiedzy o metalach ziem rzadkich. W: Journal of Inorganic and General Chemistry. 231, 1937, s. 138-171, doi: 10.1002 / zaac.19372310115 .
  15. ↑ David R. Lide (red.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . Wydanie 90. (wersja internetowa: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Geofizyka, Astronomia i Akustyka; Obfitość pierwiastków w skorupie ziemskiej i morzu, s. 14-18.
  16. ^ Ian McGill: Elementy tylnej ziemi. W: Encyklopedia chemii przemysłowej Ullmanna . Wiley-VCH, Weinheim 2005, doi: 10.1002 / 14356007.a22_607 .
  17. ↑ Harald Elsner: Krytyczna sytuacja podaży ciężkich pierwiastków ziem rzadkich – zagrożony rozwój „zielonych technologii”? W: Najważniejsze wiadomości towarowe. nr 36, 2011. (pdf)
  18. ↑ Thomas Ehrenreich, Ryan Leveille, Imtiaz Majid, Kanishka Tankala, Glen Rines, Peter Moulton: 1 kW, All-Glass Tm: laser światłowodowy. SPIE Photonics West 2010: LASE Fibre Lasers VII: Technology, Systems and Applications, konferencja 7580, sesja 16: Late-Breaking News, 28 stycznia 2010.
  19. ↑ https://www.effilas.de/content/dam/ilt/effilas/documents/NUKLEUS-PM-2-GW_student_award.pdf
  20. ↑ Hintermaier-Erhard, Gerd: Wszystko jest chemią! : pierwiastki chemiczne i sposób ich wykorzystania . Monachium 2017, ISBN 978-3-8310-3339-3 .