Тулий, элемент 69 таблицы Менделеева.
Тулий, элемент с наименьшим содержанием редкоземельных элементов, в основном сосуществует с другими элементами в гадолините, ксенотиме, черной редкоземельной руде и монаците.
Металлические элементы тулий и лантаноиды тесно сосуществуют в чрезвычайно сложных рудах природы. Из-за очень похожей электронной структуры их физические и химические свойства также очень похожи, что затрудняет извлечение и разделение.
В 1879 году шведский химик Клифф заметил, что атомная масса эрбиевой почвы не была постоянной, когда он изучал оставшуюся эрбиевую почву после разделения иттербиевой почвы и скандиевой почвы, поэтому он продолжал разделять эрбиевую почву и, наконец, отделил эрбиевую почву, гольмиевую почву и Тулиевая почва.
Металлический тулий, серебристо-белый, пластичный, относительно мягкий, можно резать ножом, имеет высокую температуру плавления и кипения, трудно подвергается коррозии на воздухе и может сохранять внешний вид металла в течение длительного времени. Благодаря особой внеядерной структуре электронной оболочки химические свойства тулия очень похожи на свойства других металлических элементов-лантанидов. Он может растворяться в соляной кислоте с образованием слегка зеленого цвета.Хлорид тулия(III), а на фрикционном колесе также можно увидеть искры, образующиеся от его частиц, сгорающих в воздухе.
Соединения тулия также обладают свойствами флуоресценции и могут излучать синюю флуоресценцию в ультрафиолетовом свете, что можно использовать для создания этикеток для защиты от подделки бумажных денег. Радиоактивный изотоп тулия 170 также является одним из четырех наиболее часто используемых промышленных источников излучения и может использоваться в качестве диагностических инструментов в медицинских и стоматологических целях, а также в качестве инструментов обнаружения дефектов механических и электронных компонентов.
Тулий впечатляет — это технология тулиевой лазерной терапии и нетрадиционная новая химия, созданная благодаря его особой внеядерной электронной структуре.
Иттрий-алюминиевый гранат, легированный тулием, может излучать лазер с длиной волны от 1930 до 2040 нм. Когда лазер этого диапазона используется для хирургического вмешательства, кровь в месте облучения быстро свертывается, операционная рана небольшая и гемостаз хороший. Поэтому этот лазер часто используется для минимально инвазивных процедур на простате или глазах. Этот вид лазера имеет низкие потери при передаче в атмосфере и может использоваться в дистанционном зондировании и оптической связи. Например, лазерный дальномер, когерентный доплеровский ветролокатор и т. д. будут использовать лазер, излучаемый волоконным лазером, легированным тулием.
Тулий — особый тип металла в f-области, и его свойства образовывать комплексы с электронами в f-слое привлекли внимание многих ученых. Как правило, металлические элементы-лантаниды могут образовывать только трехвалентные соединения, но тулий — один из немногих элементов, которые могут образовывать двухвалентные соединения.
В 1997 году Михаил Бочкалев стал пионером в области химии реакций, связанных с двухвалентными редкоземельными соединениями в растворе, и обнаружил, что двухвалентный йодид тулия (III) может постепенно превращаться обратно в желтоватый ион трехвалентного тулия при определенных условиях. Используя эту особенность, тулий может стать предпочтительным восстановителем для химиков-органиков и иметь потенциал для получения соединений металлов с особыми свойствами для ключевых областей, таких как возобновляемые источники энергии, магнитные технологии и переработка ядерных отходов. Подбирая подходящие лиганды, тулий также может изменять формальный потенциал определенных окислительно-восстановительных пар металлов. Йодид самария (II) и его смеси, растворенные в органических растворителях, таких как тетрагидрофуран, использовались химиками-органиками в течение 50 лет для контроля реакций одноэлектронного восстановления ряда функциональных групп. Тулий также имеет схожие характеристики, а способность его лиганда регулировать органические соединения металлов поразительна. Манипулирование геометрической формой и перекрытием орбит комплекса может повлиять на определенные окислительно-восстановительные пары. Однако, поскольку тулий является редчайшим редкоземельным элементом, высокая стоимость временно не позволяет ему заменить самарий, но он по-прежнему имеет большой потенциал в нетрадиционной новой химии.
Время публикации: 01 августа 2023 г.