Тулій, елемент 69 періодичної системи.
Тулій, елемент з найменшим вмістом рідкоземельних елементів, в основному співіснує з іншими елементами в гадолініті, ксенотімі, руді чорного рідкісного золота та монациті.
Металеві елементи тулій і лантаноїди тісно співіснують у надзвичайно складних рудах природи. Завдяки дуже подібній електронній структурі їхні фізичні та хімічні властивості також дуже схожі, що ускладнює екстракцію та розділення.
У 1879 році шведський хімік Кліфф помітив, що атомна маса ербієвого ґрунту не стала постійною, коли він досліджував залишки ербієвого ґрунту після розділення ітербієвого ґрунту та скандієвого ґрунту, тому він продовжив розділяти ербієвий ґрунт і нарешті відокремив ербієвий ґрунт, гольмієвий ґрунт та грунт тулії.
Металевий тулій, сріблясто-білий, пластичний, відносно м’який, його можна різати ножем, має високу температуру плавлення та кипіння, не піддається корозії на повітрі та може зберігати зовнішній вигляд металу протягом тривалого часу. Завдяки особливій позаядерній структурі електронної оболонки хімічні властивості тулію дуже схожі на властивості інших металевих елементів лантаноїдів. Він може розчинятися в соляній кислоті з утворенням злегка зеленого кольоруТулій(ІІІ) хлорид, і іскри, що утворюються від його частинок, що горять у повітрі, також можна побачити на фрикційному колесі.
Сполуки тулію також мають флуоресцентні властивості та можуть випромінювати блакитну флуоресценцію під ультрафіолетовим світлом, що можна використовувати для створення антипідробних етикеток для паперових грошей. Радіоактивний ізотоп тулій 170 тулію також є одним із чотирьох найбільш часто використовуваних промислових джерел випромінювання, і його можна використовувати як діагностичні засоби для медичних і стоматологічних застосувань, а також як інструменти для виявлення дефектів механічних і електронних компонентів.
Тулій, що вражає, це технологія лазерної терапії тулію та нова нетрадиційна хімія, створена завдяки його особливій позаядерній електронній структурі.
Ітрієвий алюмінієвий гранат, легований тулієм, може випромінювати лазер із довжиною хвилі від 1930 до 2040 нм. Коли лазер цього діапазону використовується для операції, кров у місці опромінення швидко згортається, операційна рана невелика, а гемостаз хороший. Тому цей лазер часто використовують для малоінвазивних процедур простати або очей. Цей вид лазера має низькі втрати при передачі в атмосфері, і його можна використовувати в дистанційному зондуванні та оптичному зв'язку. Наприклад, лазерний далекомір, когерентний доплерівський вітровий радар тощо використовуватимуть лазер, випромінюваний волоконним лазером, легованим тулієм.
Тулій є дуже особливим типом металу в f-області, і його властивості утворювати комплекси з електронами в f-шарі захопили багатьох вчених. Загалом металеві елементи лантаноїдів можуть утворювати лише тривалентні сполуки, але тулій є одним із небагатьох елементів, які можуть утворювати двовалентні сполуки.
У 1997 році Михайло Бочкалєв започаткував реакційну хімію, пов’язану з двовалентними рідкоземельними сполуками в розчині, і виявив, що двовалентний йодид тулію (III) може поступово перетворюватися назад на жовтуватий іон тривалентного тулію за певних умов. Використовуючи цю характеристику, тулій може стати кращим відновником для хіміків-органіків і має потенціал для отримання металевих сполук зі спеціальними властивостями для ключових галузей, таких як відновлювана енергетика, магнітні технології та переробка ядерних відходів. Вибираючи відповідні ліганди, тулій також може змінювати формальний потенціал окремих окисно-відновних пар металів. Самарій(II) йодид та його суміші, розчинені в органічних розчинниках, таких як тетрагідрофуран, використовувалися хіміками-органіками протягом 50 років для контролю реакцій відновлення одного електрона ряду функціональних груп. Тулій також має подібні характеристики, і здатність його ліганду регулювати органічні металеві сполуки вражає. Маніпулювання геометричною формою та орбітальним перекриттям комплексу може вплинути на певні окисно-відновні пари. Однак, як найрідкісніший рідкоземельний елемент, висока вартість тулію тимчасово не дозволяє йому замінити самарій, але він все ще має великий потенціал у новій нетрадиційній хімії.
Час публікації: 01 серпня 2023 р