Тулий (Tm) - редкоземельный металл серебристо-белого цвета. В этой статье вы узнаете об истории тулия, его физических свойствах и разнообразных применениях. NOCFN
Cодержание
Введение
Тулий (химический символ - Tm) является химическим элементом 3-й группы шестого периода периодической системы химических элементов. Он относится к семейству лантаноидов и имеет атомный номер 69. Простое вещество тулий представляет собой легкообрабатываемый редкоземельный металл серебристо-белого цвета.
История
Тулий был открыт шведским химиком Пер Теодором Клеве в 1879 году в ходе поиска примесей в оксидах других редкоземельных элементов. Клеве использовал метод удаления известных загрязнителей эрбия и получил два новых соединения - коричневое и зелёное. Коричневое соединение оказалось оксидом гольмия (III), а зелёное - оксидом неизвестного элемента. Клеве назвал этот оксид "тулией" и его элемент - "тулием" в честь острова Туле из греческой мифологии, связанного со Скандинавией или Исландией. Позднее атомный символ тулия был изменен с Tu на Tm.
Тулий был крайне редким элементом, и первым исследователем, получившим его почти чистым, был Чарльз Джеймс в 1911 году. Он разработал метод фракционной кристаллизации броматов для очистки тулия. В конце 1950-х годов высокочистый оксид тулия стал доступным для продажи благодаря технологии ионообменного разделения.
Свойства
Физические свойства
Тулий является мягким редкоземельным металлом серебристо-белого цвета. Он не радиоактивен и в стандартных условиях является парамагнетиком.
См. также
Применение
Тулий - один из самых редких редкоземельных металлов. Его можно получить путем переработки хвостов от добычи других лантаноидов. Годовая добыча тулия составляет около 50 тонн, преимущественно для использования в медицинской технике и рентгеновской аппаратуре.
Тулий также нашел применение в лазерной технике. Ионы тулия используются для генерации инфракрасного излучения и возбуждения лазерного излучения с перестраиваемой длиной волны.
Другие применения тулия включают производство феррогранатов для получения носителей информации, использование его изотопа тулий-170 в медицинской технике и металлодефектоскопии, а также применение его соединений в термоэлектрических материалах и в атомной технике.
Заключение
Тулий - редкоземельный металл с интересными свойствами и разнообразными применениями. Важно отметить его редкость и то, что его можно получить только через переработку других лантаноидов. В будущем возможно расширение его применения в различных областях науки и промышленности.
Что нам скажет Википедия?
Ту́лий (химический символ - Tm, от лат. Thulium) - химический элемент 3-й группы (по устаревшей классификации - побочной подгруппы третьей группы, IIIB) шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 69.
Относится к семейству лантаноидов.
Простое вещество тулий - это легкообрабатываемый редкоземельный металл серебристо-белого цвета.
Тулий был открыт шведским химиком Пер Теодором Клеве в 1879 году при поиске примесей в оксидах других редкоземельных элементов (это был тот же метод, который Карл Густав Мосандер ранее использовал для открытия некоторых других редкоземельных элементов). Клеве начал с удаления всех известных загрязнителей эрбия (Er2O3). При дополнительной обработке он получил два новых соединения - одно коричневого цвета, а другое зелёного. Коричневое соединение было оксидом гольмия (III) и было названо Клеве "гольмией", а зелёное вещество было оксидом неизвестного элемента. Клеве назвал этот оксид "тулией", а его элемент - "тулием" в честь легендарного острова Туле - в греческой мифологии места, связанного со Скандинавией или Исландией, причём в написании "Thullium" он ошибочно использовал две согласные[3]. Первоначально атомным символом тулия был Tu, но позже изменен на Tm.
Тулий был настолько редок, что ни у кого из первых исследователей не было достаточного его количества, чтобы очистить его настолько, чтобы действительно увидеть зелёный цвет. Первым исследователем, получившим почти чистый тулий, был Чарльз Джеймс (англ.) (рус., британский эмигрант, работавший в Нью-Гэмпширском университете в Дареме, США. Для очистки он применил открытый им метод фракционной кристаллизации броматов; известно, что ему потребовалось 15 тыс. операций очистки, чтобы установить, что материал однороден. В 1911 году он сообщил о своих результатах.
Высокочистый оксид тулия впервые поступил в продажу в конце 1950-х годов в результате внедрения технологии ионообменного разделения. Lindsay Chemical Division американской Potash & Chemical Corporation продавала его с чистотой 99 % и 99,9 %. Цена за килограмм в период с 1959 по 1998 год для чистоты 99,9 % колебалась от 4600 до 13 300 долларов США и была второй по величине для лантаноидов после лютеция.
Тулий - мягкий редкоземельный металл серебристо-белого цвета. Не радиоактивен. В стандартных условиях является парамагнетиком.
Чистый металлический тулий имеет серебристый блеск, тускнеет на воздухе вследствие образования оксида тулия (III). Металл режется ножом, так как он имеет твёрдость по шкале Мооса от 2 до 3. Чистый тулий проявляет ферромагнитные свойства при температуре ниже 32 К; при температуре от 32 до 56 К у него проявляются антиферромагнитные свойства, а при температуре выше 56 К он парамагнитен.
Тулий имеет две основные аллотропные модификации: тетрагональный α-Tm и более стабильный гексагональный β-Tm.
В результате взаимодействия с кислородом тулий медленно тускнеет на воздухе и легко сгорает при 150 °C с образованием оксида тулия (III).
Тулий довольно электроположителен и медленно реагирует с холодной водой и довольно быстро с горячей водой с образованием гидроксида тулия (III).
Тулий реагирует со всеми галогенами. Реакции протекают медленно при комнатной температуре и бурно при температуре выше 200 °C.
Тулий легко растворяется в разбавленной серной кислоте с образованием растворов, содержащих ионы Tm3+ бледно-зелёного цвета, которые далее образуют комплексы [Tm(H2O)9]3+.
Некоторые гидратированные соединения тулия, такие как TmCl3 · 7H2O и Tm2(C2O4)3 · 6H2O, имеют зелёный или зеленовато-белый цвет.
Тулий реагирует с различными металлами и неметаллами, образуя ряд бинарных соединений, включая азид тулия (III), сульфид тулия (II), дикарбид тулия (II), трикарбид дитулия (III), гидриды тулия (II) и тулия (III), дисилицид тулия (II) и т.д.
Как и у большинства лантаноидов, степень окисления +3 для тулия наиболее характерна и является единственной наблюдаемой в растворах соединений тулия. В воде тулий существует в виде гидратированных ионов Tm3+. В этом состоянии ион тулия окружен девятью молекулами воды. Ионы Tm3+ проявляют яркую голубую люминесценцию. Степень окисления +2 также может существовать, однако наблюдается только у соединений в твёрдом агрегатном состоянии.
Единственным известным оксидом тулия является Tm2O3. Соединения тулия (II) можно получить путем восстановления соединений тулия (III).
