Tul, element 69 układu okresowego.
Tul, pierwiastek o najmniejszej zawartości pierwiastków ziem rzadkich, współistnieje głównie z innymi pierwiastkami w gadolinicie, ksenotymie, czarnej rudie rzadkiego złota i monacycie.
Pierwiastki metalowe tulu i lantanowców ściśle współistnieją w niezwykle złożonych rudach w przyrodzie. Ze względu na bardzo podobne struktury elektronowe, ich właściwości fizyczne i chemiczne są również bardzo podobne, co utrudnia ekstrakcję i separację.
W 1879 szwedzki chemik Cliff zauważył, że masa atomowa gleby erbowej nie była stała, gdy badał pozostałą glebę erbową po oddzieleniu gleby iterbowej od gleby skandowej, więc kontynuował oddzielanie gleby erbowej i ostatecznie oddzielił glebę erbową, glebę holmową i glebę gleba tulowa.
Tul metalowy, srebrzystobiały, plastyczny, stosunkowo miękki, można ciąć nożem, ma wysoką temperaturę topnienia i wrzenia, nie ulega łatwo korozji na powietrzu i może przez długi czas zachować wygląd metalu. Ze względu na specjalną pozajądrową strukturę powłoki elektronowej, właściwości chemiczne tulu są bardzo podobne do innych pierwiastków metalicznych lantanowców. Może rozpuścić się w kwasie solnym, tworząc lekko zielony kolorChlorek tulu(III)., a iskry generowane przez jego cząstki spalające się w powietrzu można również zobaczyć na kole ciernym.
Związki tulu mają również właściwości fluorescencyjne i mogą emitować niebieską fluorescencję w świetle ultrafioletowym, co można wykorzystać do tworzenia etykiet zabezpieczających przed fałszowaniem papierowych pieniędzy. Radioaktywny izotop tul 170 tulu jest również jednym z czterech najczęściej stosowanych przemysłowych źródeł promieniowania i może być stosowany jako narzędzia diagnostyczne w zastosowaniach medycznych i dentystycznych, a także narzędzia do wykrywania defektów komponentów mechanicznych i elektronicznych.
Tul, który robi wrażenie, to technologia terapii laserem tulowym i niekonwencjonalna nowa chemia stworzona dzięki jego specjalnej pozajądrowej strukturze elektronowej.
Granat itrowo-aluminiowy domieszkowany tulem może emitować laser o długości fali w zakresie 1930–2040 nm. Kiedy laser tego pasma zostanie użyty podczas zabiegu chirurgicznego, krew w miejscu napromieniania szybko się krzepnie, rana pooperacyjna jest mała, a hemostaza jest dobra. Dlatego ten laser jest często używany do małoinwazyjnych zabiegów prostaty lub oczu. Ten rodzaj lasera charakteryzuje się niskimi stratami podczas transmisji w atmosferze i może być stosowany w teledetekcji i komunikacji optycznej. Na przykład dalmierz laserowy, spójny radar wiatrowy Dopplera itp. będą wykorzystywać laser emitowany przez laser światłowodowy domieszkowany tulem.
Tul jest bardzo szczególnym rodzajem metalu w obszarze f, a jego właściwości tworzenia kompleksów z elektronami w warstwie f zafascynowały wielu naukowców. Ogólnie rzecz biorąc, pierwiastki metaliczne lantanowce mogą wytwarzać jedynie związki trójwartościowe, ale tul jest jednym z niewielu pierwiastków, które mogą wytwarzać związki dwuwartościowe.
W 1997 roku Michaił Boczkalew był pionierem w dziedzinie chemii reakcji związanych z dwuwartościowymi związkami ziem rzadkich w roztworze i odkrył, że dwuwartościowy jodek tulu (III) może w pewnych warunkach stopniowo zmieniać się z powrotem w żółtawy trójwartościowy jon tulu. Wykorzystując tę cechę, tul może stać się preferowanym środkiem redukującym dla chemików organicznych i ma potencjał do wytwarzania związków metali o specjalnych właściwościach dla kluczowych dziedzin, takich jak energia odnawialna, technologia magnetyczna i przetwarzanie odpadów nuklearnych. Wybierając odpowiednie ligandy, tul może również zmieniać potencjał formalny określonych par redoks metali. Jodek samaru(II) i jego mieszaniny rozpuszczone w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak tetrahydrofuran, są stosowane przez chemików organicznych od 50 lat do kontrolowania reakcji redukcji pojedynczych elektronów szeregu grup funkcyjnych. Tul ma również podobne właściwości, a zdolność jego ligandu do regulowania organicznych związków metali jest zdumiewająca. Manipulowanie kształtem geometrycznym i nakładaniem się orbit kompleksu może wpływać na niektóre pary redoks. Jednakże, jako najrzadszy pierwiastek ziem rzadkich, wysoki koszt tulu tymczasowo uniemożliwia zastąpienie samaru, ale nadal ma ogromny potencjał w nowej, niekonwencjonalnej chemii.
Czas publikacji: 01 sierpnia 2023 r