تولیم

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
اربیمتولیمایتربیم
-

Tm

Md
ظاهر
نقرهy gray
ویژگی‌های کلی
نام، نماد، عدد تولیم، Tm، 69
تلفظ به انگلیسی /ˈθjuːliəm/ THEW-lee-əm
نام گروهی برای عناصر مشابه لانتانیدها
گروه، دوره، بلوک n/a۶, f
جرم اتمی استاندارد 168.93421 g·mol−۱
آرایش الکترونی [Xe] 4f13 6s2
الکترون به لایه 2, 8, 18, 31, 8, 2
ویژگی‌های فیزیکی
حالت جامد
چگالی (نزدیک به دمای اتاق) 9.32 g·cm−۳
چگالی مایع در نقطه ذوب 8.56 g·cm−۳
نقطه ذوب 1818 K, 1545 °C, 2813 °F
نقطه جوش 2223 K, 1950 °C, 3542 °F
گرمای هم‌جوشی 16.84 kJ·mol−1
گرمای تبخیر 247 kJ·mol−1
ظرفیت گرمایی 27.03 J·mol−۱·K−۱
فشار بخار
فشار (پاسکال) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱k ۱۰k ۱۰۰k
دما (کلوین) 1117 1235 1381 1570 (1821) (2217)
ویژگی‌های اتمی
وضعیت اکسید شدن 2, 3, 4 (basic oxide)
الکترونگاتیوی 1.25 (مقیاس پاولینگ)
انرژی‌های یونش نخستین: 596.7 kJ·mol−1
دومین: 1160 kJ·mol−1
سومین: 2285 kJ·mol−1
شعاع اتمی 176 pm
شعاع کووالانسی 190±10 pm
متفرقه
ساختار کریستالی hexagonal
مغناطیس پارامغناطیس at 300 K
مقاومت الکتریکی (r.t.) (poly) 676 nΩ·m
رسانایی گرمایی (300 K) 16.9 W·m−1·K−1
انبساط گرمایی (r.t.) (poly)
13.3 µm/(m·K)
مدول یانگ 74.0 GPa
مدول برشی 30.5 GPa
مدول حجمی 44.5 GPa
نسبت پواسون 0.213
سختی ویکر 520 MPa
سختی برینل 471 MPa
عدد کاس 7440-30-4
پایدارترین ایزوتوپ‌ها
مقاله اصلی ایزوتوپ‌های تولیم
ایزوتوپ NA نیم‌عمر DM DE (MeV) DP
167Tm syn 9.25 d ε 0.748 167Er
168Tm syn 93.1 d ε 1.679 168Er
169Tm 100% 169Tm ایزوتوپ پایدار است که 100 نوترون دارد
170Tm syn 128.6 d β 0.968 170Yb
171Tm syn 1.92 y β 0.096 171Yb

تولیوم(Thulium) از عنصرهای شیمیایی جدول تناوبی است. نشانه کوتاه آن Tm و عدد اتمی ۶۹ آن است. و جزو لانتانیدها می‌باشد. با فلز آن که دارای درخشش نقره‌ای رنگی است، می‌توان به‌راحتی کار کرد و با چاقو بریده می‌شود. همچنین دربرابر فرسایش در هوای خشک تا حدی مقاوم بوده، از خاصیت انعطاف‌پذیری خوبی برخوردار است. تولیم بصورت طبیعی کلاً" از ایزوتوپ پایدار Tm-169 ساخته می‌شود

تولیم، عنصر شیمیایی با نماد Tm و عدد اتمی 69 است.این (سوم آخرین) عنصر سیزدهم و انتپنولتیماته در گروه لانتانیدها قرار دارد.مانند سایر لانتانیدها، شایع ترین حالت اکسیداسیون است 3، در اکسید، هالیدهای و سایر ترکیبات آن دیده می شود. در محلول آبی، مانند ترکیبات دیگر اواخر لانتانیدها، تولیم محلول ترکیبات مجتمع فرم با نه مولکول های آب.

در سال 1879، شیمیدان سوئدی آنها Per Theodor Cleve در اربیم خاکی کمیاب از هم جدا یکی دیگر از دو جزء ناشناخته، که او به نام هولمیم و تولیم: این ترتیب اکسیدهای هولمیم و تولیم بود.نمونه نسبتا خالص از فلز تولیم برای اولین بار در سال 1911 به دست آمد.

تولیم دوم حداقل فراوانی در لانتانیدها پس پرومتیوم، که تنها در مقادیر بسیار ناچیز بر روی زمین یافت می شود.این فلز به راحتی قابل اعمال با درخشش نقرهای رنگی است.آن نسبتا نرم است و به آرامی در هوا کدر.با وجود قیمت بالا و نادر بودن آن، تولیم به عنوان منبع تشعشع در دستگاه های قابل حمل اشعه ایکس و در لیزرهای حالت جامد استفاده می شود.این نقش قابل توجهی بیولوژیکی ندارد و به ویژه سمی نیست.

خواص[ویرایش]

مشخصات فیزیکی[ویرایش]

تولیم خالص دارای روشن، درخشش نقرهای، که کدر در مجاورت با هوا.این فلز می توان با چاقو بریده آن را به عنوان سختی موس از 2 تا 3؛ چکش خوار و انعطاف پذیر است.تولیم فرومغناطیس زیر 32K، پادفرومغناطش بین 32 و 56 K، و پارامغناطیس بالای 56 K می باشد.تولیم دارای دو شکل مختلف عمده: تتراگونال α-TM و با ثبات تر شش ضلعی β-TM.

خواص شیمیایی[ویرایش]

تولیم کدر به آرامی در هوا و سوختگی به آسانی در 150 درجه سانتی گراد به شکل تولیم (III) اکسید:

4 Tm + 3 O2 → 2 Tm2O3

تولیم کاملا الکترون است و واکنش نشان می دهد به آرامی با آب سرد و کاملا به سرعت با آب داغ به فرم هیدروکسید تولیم:

2 Tm (s) + 6 H2O (l) → 2 Tm(OH)3 (aq) + 3 H2 (g)

تولیم با تمام هالوژنها واکنش نشان داده. واکنش آهسته در دمای اتاق هستند، اما شدید بیش از 200 درجه عبارتند از:

2 TM (بازدید کنندگان) + 3 F2 (G) → 2 TmF3 (بازدید کنندگان) (سفید)

2 TM (بازدید کنندگان) + Cl2 است 3 (گرم) → 2 AlCl3 (بازدید کنندگان) (زرد)

2 TM (بازدید کنندگان) + 3 BR2 (G) → 2 TM BR3 (بازدید کنندگان) (سفید)

2 TM (بازدید کنندگان) + 3 I2 (G) → 2 TmI3 (بازدید کنندگان) (زرد)

تولیم حل آسانی در رقیق اسید سولفوریک به شکل محلول های حاوی سبز از Tm رنگ پریده (III) یون، که به عنوان [TM (OH 2) 9] 3+ مجتمع وجود دارد:

2 Tm (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Tm3+ (aq) + 3 SO2−

4 (aq) + 3 H2 (g)

تولیم با فلز های مختلف و عناصر غیر فلزی تشکیل طیف وسیعی از ترکیبات دوتایی، از جمله TMN، TMS، TmC2، Tm2C3، TmH2، TmH3، TmSi2، TmGe3، TmB4، TmB6 و TmB12 واکنش نشان می دهد.در این ترکیبات، تولیم نمایشگاه ایالات ظرفیت 2 و 3، با این حال، 3 حالت شایع ترین است و تنها این دولت در راه حل تولیم مشاهده شده است. تولیم به عنوان یک یون TM3 + در محلول وجود دارد. در این حالت، یون تولیم توسط نه مولکول آب احاطه شده است.یون TM3 + نمایشگاه لومینسانس آبی روشن است.

تولیم اکسید شناخته شده تنها Tm2O3 است.این اکسید است که گاهی اوقات "thulia" نامیده می شود.تولیم (II) ترکیبات ارغوانی مایل به قرمز را می توان با کاهش تولیم (III) ترکیبات ساخته شده است. نمونه هایی از تولیم (II) ترکیبات عبارتند از هالیدها (به جز فلوراید).بعضی از ترکیبات تولیم هیدراته، مانند TM3 · 7H2O و TM2 (C2O4) 3 · 6H2O سبز یا مایل به سبز سفید می باشد.کلرید تولیم واکنش نشان می دهد بسیار با شور و نشاط با آب.این نتایج واکنش در گاز هیدروژن و TM (OH) 3 برگزاری نمایشگاه رنگ مایل به قرمز محو شدن است.ترکیبی از تولیم و کالکوژن نتایج در کالکوژنها تولیم.تولیم با کلرید هیدروژن واکنش نشان می دهد برای تولید گاز هیدروژن و کلرید تولیم. با نیتریک اسید بازده نیترات تولیم، و یا TM (NO3) 3.

ایزوتوپ ها[ویرایش]

ایزوتوپ های وسیعی تولیم از 145Tm به 179Tm.حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوان ترین ایزوتوپ پایدار، 169Tm، جذب الکترون و حالت اولیه بعد از بتا می باشد.محصول فروپاشی اولیه قبل از 169Tm عنصر 68 (اربیم) ایزوتوپها و محصولات اولیه پس از آن ایزوتوپهای عنصر 70 (ایتربیم) هستند.تولیم-169 thuliums ایزوتوپ طولانی ترین عمر و فراوان است.این تنها ایزوتوپ تولیم است که تصور می شود پایدار است، با وجود آن پیش بینی شده است، دچار تجزیه آلفا به هولمیم-165 با نیمه عمر بسیار طولانی.پس از تولیم-169، ایزوتوپهای بعدی طولانی ترین عمر می تولیم-171، که دارای نیمه عمر 1.92 سال و تولیم-170، که دارای نیمه عمر 128.6 روز است.ترین ایزوتوپهای دیگر آن نیمه عمر چند دقیقه یا کمتر.سی و پنج ایزوتوپ و 26 ایزومر هستهای تولیم تشخیص داده شده است.ایزوتوپها تولیم سبک تر از 169 اتمی فروپاشی واحد جرم از طریق جذب الکترون و یا بتا به علاوه پوسیدگی، هر چند برخی از نمایشگاه قابل توجهی فروپاشی آلفا یا پروتون انتشار.ایزوتوپهای سنگین تر، دچار تجزیه بتا منفی است.

تاریخ[ویرایش]

تولیم شیمیدان سوئدی آنها Per Theodor Cleve در سال 1879 جستجو برای ناخالصیهای موجود در اکسیدهای سایر عناصر خاکی کمیاب کشف شد (این همان روشی کارل گوستاف موساندر پیش از آن برای کشف برخی از عناصر خاکی کمیاب دیگر).Cleve کار را با از بین بردن تمامی ناخالصیهای شناخته شده سعودی (Er2O3). با فرآیندهای دیگری او به دست آمده دو ماده جدید یکی قهوه ای و سبز.ماده قهوه ای اکسید هولمیم بود و هولمیم توسط Cleve نامگذاری شد، و ماده سبز اکسید یک عنصر ناشناخته بود.Cleve کار به نام تولیم اکسید و عنصر آن، تولیم پس از Thule که نام مکان یونان باستان در ارتباط با کشورهای اسکاندیناوی و یا ایسلند. تولیم نماد اتمی یک بار توو بود، اما این به TM تغییر یافت.

تولیم بسیار نادر که هیچ کدام از اوایل کارگران اندازه کافی از آن برای پاک کردن به اندازه کافی به واقع رنگ سبز را ببینید بود. آنها تا به حال به محتوای با دستگاه اسپکترومتر مشاهده تقویت دو باند جذب مشخصه، به عنوان اربیم به تدریج برداشته شد.اولین محقق برای به دست آوردن تولیم تقریبا خالص چارلز جیمز، یک مهاجر انگلیسی کار بر روی یک مقیاس بزرگ در کالج نیوهمپشایر در دورهام بود.در سال 1911 او گزارش نتایج خود را، پس از روش کشف خود را از تبلور جزء به جزء برومات مورد استفاده برای انجام تصفیه. او معروف مورد نیاز 15،000 عملیات تصفیه برای ایجاد که ماده همگن بود.

با درجه خلوص بالا اکسید تولیم برای اولین بار به صورت تجاری در اواخر 1950s ارائه شده بود، به عنوان یک نتیجه از تصویب فن آوری جدایی تبادل یونی.لیندسی بخش شیمیایی از آمریکا پتاس و مواد شیمیایی شرکت آن را در نمرات از 99٪ و 99.9٪ خلوص ارائه شده است.قیمت هر کیلوگرم بین ایالات متحده $ 4600 و $ 13،300 در دوره 1959-1998 برای خلوص 99.9٪ در نوسان است، و آن دومین برای لانتانیدها پشت لوتیتم بود.

وقوع[ویرایش]

این عنصر هرگز در طبیعت به شکل خالص یافت می شود، اما آن را در مقادیر کوچک در مواد معدنی با سایر عناصر خاکی کمیاب یافت می شود.تولیم است که اغلب با مواد معدنی حاوی ایتریم و گادولینیوم پیدا شده است. به طور خاص، تولیم در گادولینیت معدنی در رخ می دهد.با این حال، تولیم نیز در مواد معدنی مونازیت، زنوتایم، و euxenite رخ می دهد.فراوانی آن در پوسته زمین دوز mg / kg 0.5 وزن و 50 قسمت در میلیارد مول است. تولیم باعث می شود تا حدود 0.5 در میلیون از خاک، اگر چه این مقدار می تواند 0.4-0.8 قسمت در میلیون متغیر است.تولیم باعث می شود تا 250 قسمت در بیلیون از آب دریا.

در منظومه شمسی، تولیم در غلظت 200 قسمت در تریلیون وزن و 1 قسمت در تریلیون مول وجود دارد.سنگ تولیم اغلب در چین رخ می دهد. با این حال، استرالیا، برزیل، گرینلند، هند، تانزانیا، و ایالات متحده نیز ذخایر بزرگ تولیم دارند.کل ذخایر تولیم حدود 100،000 تن می باشد. تولیم حداقل لانتانیدها فراوان بر روی زمین به جز برای پرومتیوم است.

تولید[ویرایش]

تولیم عمدتا از سنگ معدن مونازیت (~ 0.007٪ تولیم) موجود در رودخانه ماسه، از طریق تبادل یونی استخراج شده است. تکنیک های جدیدتر تبادل یونی و حلال استخراج، موجب جداسازی آسانتر عناصر خاکی کمیاب شده که هزینه بسیار پایین تر برای تولید تولیم.منابع اصلی امروز رس جذب یون از جنوب چین می باشد.در این، که در آن حدود دو سوم از کل محتوای خاکی کمیاب ایتریم است تولیم حدود 0.5٪ (یا در مورد با لوتیتم برای نادر بودن گره خورده است) است.این فلز می تواند از طریق کاهش اکسید آن با فلز لانتانیم یا بوسیله کاهش کلسیم در ظروف در بسته جدا شده است. هیچ یک از ترکیبات طبیعی تولیم تجاری مهم نیستند.حدود 50 تن در سال از اکسید تولیم تولید می شوند. [3] در سال 1996، اکسید تولیم ایالات متحده هزینه 20 $ در هر گرم، و در سال 2005، 99 درصد پودر -pure تولیم ایالات متحده هزینه 70 $ در هر گرم است.

برنامه های کاربردی[ویرایش]

با وجود نادر و گران قیمت بودن، تولیم دارای چند برنامه های کاربردی است.

لیزر[ویرایش]

هولمیم کروم تولیم سه دوپ گارنت ایتریوم آلومینیومی (هو: کروم: TM: YAG، یا هو، کروم، TM: YAG) مواد محیط فعال لیزر با بازده بالا است.آن را در 2097 نانومتر از دست می دهد و به طور گسترده در کاربردهای نظامی، پزشکی، و هواشناسی استفاده می شود. تک عنصری تولیم دوپ YAG (TM: YAG) لیزر بین سالهای 1930 تا 2040 نانومتر به کار گیرند.طول موج لیزر مبتنی بر تولیم برای تخریب سطحی از بافت، با عمق انعقاد حداقل در هوا یا در آب بسیار موثر است. این باعث می شود لیزر تولیم جذاب برای جراحی مبتنی بر لیزر.

منبع اشعه ایکس[ویرایش]

با وجود هزینه های بالای آن، دستگاه های قابل حمل اشعه ایکس استفاده تولیم است که در یک راکتور هسته ای به عنوان یک منبع تشعشع بمباران شده است.این منابع دارای عمر مفید حدود یک سال، به عنوان ابزار در تشخیص پزشکی و دندان پزشکی، و همچنین برای تشخیص نقص در قطعات مکانیکی و الکترونیکی غیر قابل دسترس. تنها یک فنجان کوچک سرب - منابع انجام حفاظت در برابر تشعشع گسترده نیاز ندارد.

تولیم-170 در حال کسب محبوبیت به عنوان یک منبع اشعه ایکس برای درمان سرطان از طریق براکی تراپی.این ایزوتوپ نیمه عمر 128.6 روز و پنج خط اصلی تصاعد شدت قابل مقایسه (در 7.4، 51.354، 52.389، 59.4 و 84.253 کو).تولیم-170 یکی از چهار ایزوتوپ رادیو اکتیو محبوب ترین برای استفاده در رادیوگرافی صنعتی است.

دیگران[ویرایش]

تولیم شده است در ابررساناهای دمای بالا به طور مشابه به ایتریم استفاده می شود. تولیم بالقوه در فریت مواد مغناطیسی سرامیکی است که در تجهیزات مایکروویو استفاده می شود استفاده کنید.تولیم نیز شبیه به اسکاندیم در آن است که در روشنایی قوس برای طیف غیر معمول خود را استفاده می شود، در این مورد، خطوط انتشار سبز آن، که توسط عناصر دیگر نمی شود.از آنجا که تولیم fluoresces با رنگ آبی زمان رای نظارت تصویری از اشعه استفاده می شود.

نقش بیولوژیکی و اقدامات احتیاطی[ویرایش]

تنها مقدار بسیار کمی از تولیم در بدن انسان وجود دارد، اما مقدار دقیق آن ناشناخته است. تولیم مشاهده نشده است به نقش بیولوژیکی داشته باشد، اما مقدار کمی از نمک تولیم محلول تحریک سوخت و ساز بدن.نمک تولیم محلول هستند خفیف سمی، اما نمکهای تولیم غیر قابل حل هستند به طور کامل غیر سمی است.

در صورت تزریق، تولیم می توانید انحطاط کبد و طحال منجر شده و می تواند باعث غلظت هموگلوبین در نوسان باشد. آسیب کبدی از تولیم در موش سوری نر از موش های ماده بیشتر شایع است. با وجود این، تولیم دارای میزان پایین سمی بودن.در انسان، تولیم در بالاترین مقدار در کبد، کلیه و استخوان رخ می دهد. انسان به طور معمول چند میکروگرم تولیم در سال مصرف می کند. ریشه های گیاهان ندارند تا تولیم، و وزن خشک سبزیجات معمولا شامل یک قسمت در میلیارد تولیم.گرد و غبار تولیم و پودر بر استنشاق یا بلع سمی هستند و می توانید انفجار شود. ایزوتوپ رادیواکتیو تالیوم می تواند مسمومیت تابش شود.

همچنین نگاه[ویرایش]

  • ترکیبات تولیم

منابع[ویرایش]

  1. ویکی پدیای انگلیسی
  2. وزن اتمی استاندارد کمیسیون 2013. در ایزوتوپی فراوانی و وزن اتمی پرش به بالا ^ Weast، رابرت (1984). کنوانسیون حقوق کودک، هندبوک شیمی و فیزیک. بوکا راتون، فلوریدا: شیمی شرکت لاستیک انتشار. ص E110. ISBN 0-8493-0464-4. ^ پرش به: ب ج د E F G H I J K L Emsley، جان (2001). بلوک های ساختمان طبیعت: یک راهنمای A-Z به عناصر. آمریکا: انتشارات دانشگاه آکسفورد. صص 442-443. ISBN 0-19-850341-5. ^ پرش به: ب ج هاموند، C. R. (2000). "عناصر". هندبوک شیمی و فیزیک (ED 81.). مطبوعات CRC. ISBN 0-8493-0481-4. پرش به بالا ^ جکسون، م. (2000). "خاصیت مغناطیسی نادر زمین" (PDF). فصلنامه IRM. 10 (3): 1. پرش به بالا ^ "واکنش های شیمیایی تولیم". Webelements. برگرفته 2009/06/06. پرش به بالا ^ پاتنایک، Pradyot (2003). راهنمای معدنی ترکیبات شیمیایی است. مک هیل. پ. 934. ISBN 0-07-049439-8. ^ پرش به: ب کربس، رابرت E (2006). تاریخچه و استفاده از عناصر شیمیایی زمین ما: یک راهنمای مرجع. ISBN 978-0-313-33438-2. پرش به بالا ^ Eagleson، مریم (1994). دانشنامه کوچک شیمی. والتر de Gruyter به. پ. 1105. ISBN 978-3-11-011451-5. پرش به بالا ^ Emeléus، H. J؛ شارپ، A. G (1977). پیشرفت در شیمی معدنی و رادیوشیمی. علمی مطبوعات. ISBN 978-0-08-057869-9. ^ پرش به: یک تولیم ب. Chemicool.com. بازیابی در 2013-03-29. پرش به بالا ^ Lide، دیوید R. (1998). "بخش 11، جدول ایزوتوپهای". هندبوک شیمی و فیزیک (ED 87.). بوکا راتون، FL: CRC را فشار دهید. ISBN 0-8493-0594-2. ^ پرش به: ب Sonzogni، آلخاندرو. "بدون عنوان". مرکز داده ملی هسته ای. برگرفته 2013/02/20. پرش به بالا ^ Eagleson، مریم (1994). دانشنامه کوچک شیمی. والتر de Gruyter به. پ. 1061. ISBN 978-3-11-011451-5. پرش به بالا ^ جیمز، چارلز (1911). "تولیم من". مربا. شیمی. SOC. 33 (8): 1332-1344. DOI: 10.1021 / ja02221a007. پرش به بالا ^ هدریک، جیمز بی "خاکی کمیاب فلزات" (PDF). USGS. برگرفته 2009/06/06. پرش به بالا ^ کرچک، استفان B. & هدریک، جیمز بی "عناصر نادر زمین" (PDF). برگرفته 2009/06/06. پرش به بالا ^ واکر، پرین و تارن، ویلیام اچ (2010). هندبوک اتشنت فلزی. CRC را فشار دهید. ص 1241-. ISBN 978-1-4398-2253-1. پرش به بالا ^ Koechner، والتر (2006). مهندسی لیزر حالت جامد. اسپرینگر. پ. 49. ISBN 0-387-29094-X. پرش به بالا ^ دوآرته، فرانک ج. (2008). کاربردهای لیزر قابل تنظیم است. CRC را فشار دهید. پ. 214. ISBN 1-4200-6009-0. ^ پرش به: ب گوپتا، C. K. & کریشنامورتی، Nagaiyar (2004). متالورژی استخراجی از عناصر خاکی کمیاب. CRC را فشار دهید. پ. 32. ISBN 0-415-33340-7. پرش به بالا ^ کریشنامورتی، از Devan؛ ویویان وینبرگ؛ J. آدم M. Cunha از؛ I-چو هسو؛ ژان Pouliot (2011). "مقایسه با دوز بالا نرخ پروستات توزیع دوز براکی تراپی با ایریدیوم-192، ایتربیم-169، و تولیم-170 منابع". براکی تراپی. 10 (6): 461-465. DOI: 10.1016 / j.brachy.2011.01.012. مقاله 21،397،569. پرش به بالا ^ ایوب، امل Hwaree و همکاران توسعه جدید از Tm-170 دانه رادیواکتیو برای براکی تراپی، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه بن گوریون پرش به بالا ^ راج، بلدو؛ Venkataraman، بالو (2004). عملی رادیوگرافی. ISBN 978-1-84265-188-9. پرش به بالا ^ خاکستری، تئودور W. & مان، نیک (2009). عناصر: اکتشاف ویژوال هر اتم شناخته شده در جهان است. سیاه و سفید سگ و ناشران لونتال. پ. 159. ISBN 978-1-57912-814-2. پرش به بالا ^ واردل، برایان (2009/11/06). اصول و برنامه های کاربردی از نور شیمی. پ. 75. ISBN 978-0-470-71013-5.