ال الثوليوم، الرمز Tm والرقم الذري 69 ، هو أحد اللانثانيدات (المعروفة باسم المعادن الأرضية النادرة). من بين اللانثانيدات ، فهي واحدة من أندرها ، وبالتالي فهي ذات تكلفة عالية وتطبيقات محدودة. في شكله المعدني ، له لون رمادي ولون فضي مميز ، ومقاوم جيداً تآكل. في المحلول ، مثل اللانثانيدات الأخرى ، يتبنى الثوليوم رقم أكسدة يساوي +3.
تمت تسمية العنصر على اسم منطقة Thule أو Tile ، وهو شائع جدًا على الخرائط من العصور الوسطى لوصف مناطق مثل أيسلندا أو الدول الاسكندنافية. كان تم اكتشافه عام 1879 بواسطة كيميائي سويدي يُدعى Per Teodor Cleve، الذي أجرى التحليلات والدراسات على خام erbia ، من مدينة Ytterby السويدية. يستخدم الثوليوم أساسًا في الطب ، على الرغم من الأصباغ باستخدام Tm3+ في تكوينها موجودة على الأوراق النقدية باليورو لتجنب التزوير.
اقرأ أيضا: السيريوم - اللانثانيد المستخدم على نطاق واسع في صناعة الزجاج والمواد الحفازة
مواضيع في هذا المقال
- 1- ملخص عن العنصر الكيميائي الثوليوم
- 2 - خواص الثوليوم
- 3 - خواص الثوليوم
- 4 - أين يمكن أن يوجد الثوليوم؟
- 5- الحصول على الثوليوم
- 6- تطبيقات الثوليوم
- 7- تاريخ الثوليوم
- 8 - تمارين حل على الثوليوم
ملخص عن عنصر الثوليوم الكيميائي
الثوليوم معدن ينتمي إلى فئة اللانثانيدات أو المعادن الأرضية النادرة.
في شكل معدني ، لها لون رمادي.
في المحلول ، يكون أكاسيد النيتروجين دائمًا +3.
إنها واحدة من أندر اللانثانيدات الموجودة وبالتالي لها تكلفة عالية.
يتم الحصول عليها عن طريق الاختزال باللانثانم في أفران الحث.
هناك استخدامات قليلة للثوليوم ، حيث يتم استخدامه بشكل أكبر في مجال الطب.
يرجع الفضل في اكتشافه إلى الكيميائي السويدي بير تيودور كليف.
لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)
خصائص الثوليوم
رمز: تيم.
العدد الذري: 69.
الكتلة الذرية: 168.93421 متر مكعب
كهرسلبية: 1,25.
نقطة الانصهار: 1545 درجة مئوية.
نقطة الغليان: 1950 درجة مئوية.
كثافة: 9.321 جرام سم-3 (عند 25 درجة مئوية).
التكوين الإلكترونية: [Xe] 62 4f13.
سلسلة الكيمياء: المعادن الأرضية النادرة ، اللانثانيدات.
خصائص الثوليوم
الثوليوم ، الرمز Tm ، يظهر بريق رمادي لامع في الحالة المعدنية. على الرغم من أنه مستقر نسبيًا ، إلا أنه يجب تخزينه في مكان خالٍ من الرطوبة. إنها فلز لينة ، مطيلة وقابلة للطرق ، ويمكن حتى قطع بسكين.
بالرغم من وجود 41 نظير معروف، التي تتراوح كتلتها من 146 إلى 176 ، يحتوي Tm على نظير طبيعي واحد ، 169Tm ، وهو مستقر.
مثل اللانثانيدات الأخرى ، عدد الأكسدة على الأرجح +3. سمة مشتركة أخرى هي حقيقة أنه يطلق غاز الهيدروجين (H2) عند مزجه بحمض مخفف أو بخار. من الممكن حرق الثوليوم في الهواء ، وبالتالي إنتاج الثوليوم2ال3.
4 تيم + 3 يا2 → 2 تيم2ال3
أين يمكن العثور على الثوليوم؟
الثوليوم يحدث بكميات صغيرة مع المعادن الأرضية النادرة الأخرى في المعادن. في الباستناسيت والمونازيت ، وهما معدنان غنيان باللانثانيدات الأخف وزنا ويتم استغلالهما تجاريًا جيدًا ، لا يزيد محتوى Tm عن 0.1٪ من كتلة Tm2ال3. المعادن التي تحتوي على أعلى تركيز من الثوليوم (على شكل Tm2ال3) هي xenotime (0.9٪) و eudialite (0.4٪).
مصدر آخر مهم للثوليوم هو الحمأة الامتصاص الكاتيون الأرضية النادرة، تشكلت على مدى ملايين السنين في عمليات ترشيح (الغسل بالمطر الاستوائي الدافئ) للجرانيت المعدني ذي التربة النادرة. تستغل الصين ، على وجه الخصوص ، هذه المصادر ، والتي تحتوي عادةً على حوالي 0.3 ٪ من كتلة Tm2ال3.
من الصحيح تمامًا أن الثوليوم ليس متوفرًا بكثرة - بل إنه في الواقع الأقل وفرة من بين جميع اللانثانيدات. ومع ذلك ، فإن الاكتشافات الجديدة لمصادر Tm قد وضعتها على نفس المستوى من الندرة مثل ذهب, فضة أو الكادميوم.
تحقق من ذلك على البودكاست الخاص بنا: صعب مثل الماس - ماذا يعني ذلك؟
الحصول على الثوليوم
يمكن الحصول على الثوليوم بواسطة اختزال أكسيدها باستخدام اللانثانم كمختزل، في فرن الحث.
تم2ال3 (ق) + 2 لا (ل) → لا2ال3 (ق) + 2 م (ز)
بالنظر إلى ظروف التفاعل (≈ 1500 درجة مئوية و 10-6 في 10-5 الضغط) ، يتم الحصول على الثوليوم في شكل غاز ، والذي يتم ترسيبه في الجزء البارد من فرن الحث.
تطبيقات الثوليوم
نظرًا لأنه عنصر مكلف (في حدود 70 دولارًا أمريكيًا للجرام) ونادرًا ، فإن تطبيقات الثوليوم محدودة. يتم استخدامه بكميات صغيرة في المجال الطبي ، على سبيل المثال كعامل منشطات في عقيق الإيتريوم الألومنيوم (Y3ال5ال12) والمعادن المستخدمة في جراحة الليزر. نظيرك 170يعمل Tm كمصدر للأشعة السينية للأجهزة المحمولة.
حقيقة مثيرة للاهتمام حول الثوليوم هي أن أيونات Tm3+ هم انهم في أحبار مكافحة التزييف للأوراق النقدية باليورو. عند وضعها في الضوء فوق البنفسجي ، فإن اللون المزرق الذي يظهر هو بالضبط أيونات Tm3+.
تاريخ الثوليوم
ال تم اكتشاف العنصر 69 بواسطة Per Teodor Cleve، كيميائي سويدي ، في عام 1879 (اكتشف الكيميائيون السويديون معظم المعادن الأرضية النادرة). تم اكتشاف الثوليوم بينما كان كليف يدرس المعدن erbia من مدينة Ytterby السويدية.
ال اسم "الثوليوم" مشتق من منطقة ثول أو تايل ، وهي منطقة في شمال أوروبا، التي تم وصفها خلال العصور الوسطى ، والتي نُسبت بالفعل إلى عدة أماكن ، مثل أيسلندا والجزر في شمال اسكتلندا والدول الاسكندنافية.
اقرأ أيضا: الاكتشافات العلمية التي حدثت بالصدفة
تمارين حلها على الثوليوم
السؤال رقم 1
عادة ما توجد اللانثانيدات ، في المحلول ، أكاسيد النيتروجين تساوي +3. الثوليوم ، الرمز Tm ، هو لانثانيد برقم ذري 69. في أي من هذه المركبات يحتوي Tm على خاصية أكاسيد النيتروجين الخاصة باللانثانيدات؟
أ) TmCl
ب) TmCl2
ج) تيم2ال3
د) TmS
ه) تيم2أنا
إجابة:
الحرف ج
ال الفلور يحتوي على أكاسيد النيتروجين يساوي -1. الاخرون الهالوجينات، في حالة عدم وجود الأكسجين في الصيغة ، لديهم أيضًا شحنة تساوي -1. ال كبريت، في حالة عدم وجود الأكسجين ، له شحنة تساوي -2. الأكسجين لديه شحنة -2. لذا ، فإن حساب أكاسيد النيتروجين من اللوتيتيوم في كل مادة تعطى على النحو التالي:
TmCl: x + (–1) = 0 → x = +1 ؛ إجابة خاطئة جدا.
TmCl2: x + 2 (–1) = 0 → x - 2 = 0 → x = +2 ؛ إجابة خاطئة جدا.
تم2ال3: 2x + 3 (–2) = 0 → 2x - 6 = 0 → x = +3 ؛ الجواب الصحيح جدا.
TmS: x + (–2) = 0 → x - 2 = 0 → x = +2 ؛ إجابة خاطئة جدا.
تم2أنا: 2x + (–1) = 0 → 2x - 1 = 0 → x = + ½ ؛ إجابة خاطئة جدا.
السؤال 2
ال 170Tm هو نظير لعنصر الثوليوم الكيميائي (Z = 69) يستخدم كمصدر للأشعة السينية في الأجهزة المحمولة. ما هو عدد النيوترونات في هذا النظير؟
أ) 170
ب) 69
ج) 101
د) 239
هـ) 99
إجابة:
الحرف ج
ال العدد الذري من Tm يساوي 69. لذا ، فإن عدد النيوترونات يمكن حسابها بالصيغة التالية:
أ = ع + ن
A هو العدد الكتلي ، Z هو العدد الذري و n هو عدد النيوترونات. باستبدال القيم ، لدينا:
170 = 69 + ن
ن = 170-69
ن = 101
بقلم ستيفانو أروجو نوفايس
مدرس كيمياء
