לייזר תוליום בהליך פולשני מינימלי

תוליום, אלמנט 69 לטבלה המחזורית.

Thulium, האלמנט עם התכנים הכי פחותים של אלמנטים אדמה נדירים, בעיקר מתקיים יחד עם אלמנטים אחרים בגדוליניט, קסנוטי, עפרות זהב נדירות שחורות ומונאזיט.

אלמנטים מתכתיים של תוליום ולנתניד מתקיימים יחד מקרוב בעפרות מורכבות במיוחד. בשל המבנים האלקטרוניים הדומים שלהם מאוד, התכונות הפיזיקליות והכימיות שלהם דומות מאוד גם הן, מה שמקשה על מיצוי והפרדה.

בשנת 1879 הבחין צוק הכימאי השבדי כי המסה האטומית של אדמת ארביום אינה קבועה כאשר חקר את אדמת הארביום שנותרה לאחר שהפריד בין אדמת ytterbium ואדמת סקדיום, ולכן הוא המשיך להפריד בין אדמת הארביום והפריד לבסוף את אדמת ארביום, אדמת הולמיום ואדמת תאוליום.

ניתן לחתוך את תוליום מתכת, לבן כסף, רקיע, רך יחסית, עם סכין, יש לו נקודת התכה ורתיחה גבוהה, אינו משוטט בקלות באוויר ויכול לשמור על מראה המתכת במשך זמן רב. בשל מבנה מעטפת האלקטרונים החיצונית המיוחדת, התכונות הכימיות של Thulium דומות מאוד לאלה של אלמנטים מתכתיים אחרים של Lanthanide. זה יכול להתמוסס בחומצה הידרוכלורית ליצירת ירוק מעטThulium (iii) כלוריד, וניתן לראות גם את הניצוצות שנוצרו על ידי חלקיקיה בוערים באוויר על גלגל החיכוך.

לתרכובות תוליום יש גם תכונות פלואורסצנטיות ויכולות לפלוט פלואורסצנט כחול תחת אור אולטרה סגול, אשר ניתן להשתמש בו ליצירת תוויות אנטי-קרקעיות למטבע נייר. האיזוטופ הרדיואקטיבי Thulium 170 של Thulium הוא גם אחד מארבעת מקורות הקרינה התעשייתיים הנפוצים ביותר ויכול לשמש ככלי אבחון ליישומי רפואה ושיניים, כמו גם כלי גילוי פגמים לרכיבים מכניים ואלקטרוניים.

Thulium, שהוא מרשים, הוא טכנולוגיית הטיפול בלייזר Thulium והכימיה החדשה הלא שגרתית שנוצרה בגלל המבנה האלקטרוני החיצוני המיוחד שלה.

Thulium מסומם yttrium aluminum garnet יכול לפלוט לייזר באורך גל בין 1930 ~ 2040 ננומטר. כאשר הלייזר של הלהקה הזו משמש לניתוח, הדם באתר ההקרנה יקרב במהירות, הפצע הכירורגי קטן וההמוסטזיס טוב. לפיכך, לייזר זה משמש לרוב להליך פולשני מינימלי של הערמונית או העיניים. לייזר מסוג זה הוא בעל אובדן נמוך בעת העברת האטמוספרה, וניתן להשתמש בו בחישה מרחוק ותקשורת אופטית. לדוגמה, מד טווח לייזר, מכ"ם רוח דופלר קוהרנטי וכו ', ישתמש בלייזר הנפלט על ידי לייזר סיבים מסוממים של תוליום.

Thulium הוא סוג מתכת מיוחד מאוד באזור F, ותכונותיו של יצירת מתחמים עם אלקטרונים בשכבת F שובה מדענים רבים. באופן כללי, אלמנטים מתכתיים של Lanthanide יכולים לייצר רק תרכובות טריפלנטיות, אך Thulium הוא אחד האלמנטים הבודדים שיכולים לייצר תרכובות די דו -ערכיות.

בשנת 1997, מיכאיל בוצ'קלב חלוץ את הכימיה התגובה הקשורה לתרכובות אדמה נדירות דו -ערכיות בתמיסה, ומצא כי יוד הדו -ערכי (III) יכול להחליף בהדרגה את יון התוליה הטריוואלי -צהבהב בתנאים מסוימים. על ידי שימוש במאפיין זה, תוליום עשוי להפוך לחומר המפחית המועדף על כימאים אורגניים ויש לו פוטנציאל להכין תרכובות מתכת עם תכונות מיוחדות לתחומי מפתח כמו אנרגיה מתחדשת, טכנולוגיה מגנטית וטיפול בפסולת גרעינית. על ידי בחירת ליגנדים מתאימים, Thulium יכול גם לשנות את הפוטנציאל הרשמי של זוגות רדוקס מתכתיים ספציפיים. סמריום (II) יוד ותערובותיו מומסות בממסים אורגניים כמו טטרהידרפורן שימשו כימאים אורגניים במשך 50 שנה כדי לשלוט בתגובות הפחתת האלקטרונים הבודדות של סדרה של קבוצות פונקציונליות. לתוליום יש גם מאפיינים דומים, והיכולת של הליגנד שלו לווסת תרכובות מתכת אורגניות מדהימה. מניפולציה של הצורה הגיאומטרית וחפיפה מסלולית של המתחם יכולה להשפיע על זוגות redox מסוימים. עם זאת, כאלמנט האדמה הנדיר הנדיר ביותר, העלות הגבוהה של תוליום מונעת ממנה באופן זמני להחלפת סמריום, אך עדיין יש לה פוטנציאל רב בכימיה חדשה לא שגרתית.