툴륨, 주기율표의 69번 원소.
희토류 원소의 함량이 가장 적은 원소인 툴륨은 주로 가돌리나이트, 제노타임, 흑색희금광석, 모나자이트 등의 다른 원소와 공존합니다.
툴륨과 란탄족 금속 원소는 자연계의 매우 복잡한 광석에 밀접하게 공존합니다. 매우 유사한 전자 구조로 인해 물리적, 화학적 특성도 매우 유사하여 추출 및 분리가 매우 어렵습니다.
1879년 스웨덴의 화학자 클리프는 이터븀 토양과 스칸듐 토양을 분리한 뒤 남은 에르븀 토양을 연구하던 중 에르븀 토양의 원자량이 일정하지 않다는 사실을 발견하고 계속해서 에르븀 토양을 분리해 마침내 에르븀 토양, 홀뮴 토양, 툴륨 토양.
금속 툴륨은 은백색이며 연성이 비교적 부드럽고 칼로 자를 수 있으며 녹는점과 끓는점이 높고 공기 중에서 쉽게 부식되지 않으며 금속 외관을 오랫동안 유지할 수 있습니다. 특수한 핵외 전자 껍질 구조로 인해 툴륨의 화학적 특성은 다른 란탄족 금속 원소의 화학적 특성과 매우 유사합니다. 염산에 용해되어 약간 녹색을 형성할 수 있습니다.툴륨(III) 염화물, 공기 중에서 입자가 연소되어 발생하는 불꽃은 마찰 바퀴에서도 볼 수 있습니다.
툴륨 화합물은 또한 형광 특성을 갖고 있으며 자외선 아래에서 청색 형광을 방출할 수 있어 지폐용 위조 방지 라벨을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 툴륨의 방사성 동위원소인 툴륨 170은 가장 일반적으로 사용되는 4가지 산업용 방사선원 중 하나이며 의료 및 치과 응용 분야의 진단 도구뿐만 아니라 기계 및 전자 부품의 결함 감지 도구로도 사용할 수 있습니다.
인상적인 툴륨은 툴륨 레이저 치료 기술이자 특수한 핵외 전자구조로 인해 탄생한 파격적인 신화학이다.
툴륨 첨가 이트륨 알루미늄 가넷은 1930~2040 nm 사이의 파장을 가진 레이저를 방출할 수 있습니다. 이 밴드의 레이저를 수술에 사용하면 조사 부위의 혈액이 빠르게 응고되고 수술 상처가 작고 지혈이 잘 된다. 따라서 이 레이저는 전립선이나 눈의 최소침습 시술에 많이 사용됩니다. 이러한 종류의 레이저는 대기 중에서 전송할 때 손실이 적고 원격 탐사 및 광통신에 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 레이저 거리 측정기, 간섭성 도플러 풍향 레이더 등은 툴륨 첨가 광섬유 레이저에서 방출되는 레이저를 사용합니다.
툴륨은 f 영역에 있는 매우 특별한 유형의 금속이며, f 층에서 전자와 착물을 형성하는 특성이 많은 과학자들을 사로잡았습니다. 일반적으로 란탄족 금속 원소는 3가 화합물만 생성할 수 있지만, 툴륨은 2가 화합물을 생성할 수 있는 몇 안 되는 원소 중 하나입니다.
1997년에 Mikhail Bochkalev는 용액 내 2가 희토류 화합물과 관련된 화학 반응을 개척했으며, 2가 요오드화 툴륨(III)이 특정 조건에서 점차적으로 황색을 띠는 3가 툴륨 이온으로 다시 바뀔 수 있음을 발견했습니다. 이러한 특성을 활용하여 툴륨은 유기 화학자들이 선호하는 환원제가 될 수 있으며 재생 에너지, 자기 기술 및 핵 폐기물 처리와 같은 핵심 분야에서 특별한 특성을 가진 금속 화합물을 제조할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 적절한 리간드를 선택함으로써 툴륨은 특정 금속 산화환원 쌍의 형식 전위를 변경할 수도 있습니다. 사마륨(II) 요오다이드 및 테트라히드로푸란과 같은 유기 용매에 용해된 그 혼합물은 유기 화학자들에 의해 일련의 작용기의 단일 전자 환원 반응을 제어하기 위해 50년 동안 사용되어 왔습니다. 툴륨 역시 유사한 특성을 갖고 있으며, 유기 금속 화합물을 조절하는 툴륨의 리간드 능력은 놀랍습니다. 복합체의 기하학적 모양과 궤도 중첩을 조작하면 특정 산화환원 쌍에 영향을 미칠 수 있습니다. 그러나 가장 희귀한 희토류 원소인 툴륨의 높은 가격으로 인해 일시적으로 사마륨을 대체할 수는 없지만 비전통적인 새로운 화학 분야에서는 여전히 큰 잠재력을 가지고 있습니다.
게시 시간: 2023년 8월 1일