ה טוליום, סמל Tm ומספר אטומי 69, הוא אחד מהלנתאנידים (הידועים כמתכות אדמה נדירות). מבין ה-lanthanides, הוא אחד הנדירים ביותר, ולכן יש לו עלות גבוהה ויישומים מוגבלים. בצורתו המתכתית, יש לו צבע אפרפר וברק כסוף אופייני, עמיד היטב בפני קורוזיה. בתמיסה, כמו שאר הלנתנידים, טוליום מאמץ מספר חמצון השווה ל-+3.
היסוד נקרא על שם אזור תולה או טיל, נפוץ מאוד במפות מימי הביניים לתיאור אזורים כמו איסלנד או סקנדינביה. הוא היה התגלה ב-1879 על ידי כימאי שוודי בשם פר תאודור קליב, שביצע ניתוחים ומחקרים על עפרות ארביה, מהעיר השוודית איטרבי. תוליום משמש בעיקר ברפואה, אם כי צבעים עם Tm3+ בהרכבם נמצאים על שטרות אירו כדי למנוע זיוף.
קראו גם: סריום - לנתניד בשימוש נרחב בתעשיית הזכוכית והזרזים
תקציר על היסוד הכימי טוליום
תוליום היא מתכת השייכת לקבוצת lanthanides או מתכות אדמה נדירות.
בצורה מתכתית, יש לו צבע אפרפר.
בפתרון, ה-NOx שלו הוא תמיד +3.
זהו אחד מהלנתאנידים הנדירים ביותר שקיימים ולכן, מחירו גבוה.
זה מתקבל באמצעות הפחתה עם לנתנום בתנורי אינדוקציה.
ישנם שימושים מועטים של thulium, בהיותו בשימוש יותר בתחום הרפואה.
גילויו נזקף לזכותו של הכימאי השבדי פר תאודור קליב.
תכונות טוליום
סֵמֶל: טים.
מספר אטומי: 69.
מסה אטומית: 168.93421 c.m.u.
אלקטרושליליות: 1,25.
נקודת היתוך: 1545 מעלות צלזיוס.
נקודת רתיחה: 1950 מעלות צלזיוס.
צְפִיפוּת: 9.321 גרם ס"מ-3 (ב-25 מעלות צלזיוס).
תצורה אלקטרונית: [Xe] 6s2 4ו13.
סדרת כימיה: מתכות אדמה נדירות, לנתנידים.
מאפיינים של טוליום
תוליום, סמל Tm, מציג ברק אפור מבריק במצב מתכתי. למרות שהוא יציב יחסית, יש לאחסן אותו במקום ללא לחות. זה מַתֶכֶת רך, רקיע וניתן לגימור, ואפילו ניתן לחתוך בסכין.
למרות שיש 41 איזוטופים ידועיםהמסה נעה בין 146 ל-176, ל-Tm יש איזוטופ טבעי יחיד, 169Tm, שהוא יציב.
כמו שאר הלנתנידים, יש מספר חמצון +3 כסביר ביותר. מאפיין משותף נוסף הוא העובדה שהוא משחרר גז מימן (H2) כאשר מערבבים עם חומצה מדוללת או קיטור. אפשר לשרוף טוליום באוויר, וכך לייצר Tm2ה3.
4 טים + 3 O2 → 2 Tim2ה3
היכן ניתן למצוא טוליום?
התוליום מתרחש בכמויות קטנות יחד עם מתכות האדמה הנדירות האחרות במינרלים. בבסטנסיט ובמונאזיט, שני מינרלים עשירים בלנתנידים קלים יותר ומנוצלים היטב מסחרית, תכולת ה-Tm היא לא יותר מ-0.1% במסה של Tm.2ה3. מינרלים עם הריכוז הגבוה ביותר של thulium (בצורת Tm2ה3) הם xenotime (0.9%) ו-eudialite (0.4%).
מקור חשוב נוסף של thulium הוא בוצה לספיחת קטונים של אדמה נדירה, נוצר במשך מיליוני שנים בתהליכים של שטיפה (שטיפה בגשם טרופי חם) של גרניט מתכת אדמה נדירה. סין, במיוחד, מנצלת את המקורות הללו, המכילים בדרך כלל בסביבות 0.3% במסה של Tm2ה3.
זה די נכון שתוליום אינו מצוי בשפע - למעשה, זה הכי פחות בשפע מכל הלנתנידים. עם זאת, גילויים חדשים של מקורות של Tm אף הציבו אותו באותה רמת נדירות כמו ה זהב, כסף אוֹ קדמיום.
בדוק את זה בפודקאסט שלנו: קשה כמו יהלום - מה זה אומר?
השגת התוליום
ניתן להשיג תוליום על ידי הפחתת התחמוצת שלו באמצעות לנתנום כמפחית, בתנור אינדוקציה.
tm2ה3 (s) + 2 La (l) → La2ה3 (s) + 2 Tm (g)
בהינתן תנאי התגובה (≈ 1500 מעלות צלזיוס ו-10-6 ב 10-5 לחץ), thulium מתקבל בצורה של גז, אשר מופקד בחלק הקר של תנור אינדוקציה.
יישומי thulium
מכיוון שהוא אלמנט יקר (בטווח של 70 דולר לגרם) ונדיר, ה יישומי thulium מוגבלים. הוא משמש בכמויות קטנות בתחום הרפואי, למשל כחומר סימום בנופך אלומיניום איטריום (Y3אל5ה12), מינרל המשמש בניתוחי לייזר. האיזוטופ שלך 170Tm משמש כמקור רנטגן למכשירים ניידים.
עובדה מעניינת לגבי טוליום היא שיוני ה-Tm3+ הם בדיו נגד זיוף של שטרות אירו. כאשר מניחים אותו באור אולטרה סגול, הצבע הכחלחל המופיע הוא בדיוק יוני Tm3+.
ההיסטוריה של התוליום
ה יסוד 69 התגלה על ידי פר תאודור קליב, כימאי שוודי, בשנת 1879 (רוב מתכות האדמה הנדירות אף התגלו על ידי כימאים שוודים). תוליום התגלה בזמן שקליב חקר את המינרל ארביה מהעיר השוודית איטרבי.
ה השם "תוליום" נובע מ-Thule או Tile, אזור בצפון אירופה, שתואר במהלך ימי הביניים, שכבר יוחס לכמה מקומות, כמו איסלנד, איים בצפון סקוטלנד וסקנדינביה.
קראו גם: תגליות מדעיות שקרו במקרה
פתרו תרגילים על טוליום
שאלה 1
ה-lanthanides בדרך כלל מציגים, בתמיסה, את ה-NOx השווה ל-+3. תוליום, סמל Tm, הוא לנתניד עם מספר אטומי 69. באיזו מהתרכובות הללו יש ל-Tm את ה-NOx האופייני של לנטאנידים?
א) TmCl
ב) TmCl2
ג) טים2ה3
ד) תמ"ש
ה) טים2אני
תְגוּבָה:
האות ג
ה פלוּאוֹר יש NOx שווה ל-1. האחרים הלוגנים, בהיעדר ה חַמצָן בנוסחה, יש להם גם מטען השווה ל-1. ה גוֹפרִית, בהיעדר חמצן, יש מטען השווה ל-2. לחמצן יש מטען של -2. אז, החישוב של NOx של לוטטיום בכל חומר ניתן באופן הבא:
TmCl: x + (–1) = 0 → x = +1; תשובה כל כך שגויה
TmCl2: x + 2(–1) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; תשובה כל כך שגויה
tm2ה3: 2x + 3(–2) = 0 → 2x – 6 = 0 → x = +3; כל כך תשובה נכונה
TmS: x + (–2) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; תשובה כל כך שגויה
tm2I: 2x + (–1) = 0 → 2x – 1 = 0 → x = +½; תשובה כל כך שגויה
שאלה 2
ה 170Tm הוא איזוטופ של היסוד הכימי טוליום (Z = 69) המשמש כמקור קרני רנטגן במכשירים ניידים. מהו מספר הנייטרונים באיזוטופ זה?
א) 170
ב) 69
ג) 101
ד) 239
ה) 99
תְגוּבָה:
האות ג
ה מספר אטומי של Tm שווה ל-69. אז, המספר של נויטרונים ניתן לחשב לפי הנוסחה הבאה:
A = Z + n
A הוא מספר המסה, Z הוא המספר האטומי ו-n הוא מספר הנייטרונים. בהחלפת הערכים, יש לנו:
170 = 69 + n
n = 170 - 69
n = 101
מאת סטפנו אראוחו נובאיס
מורה לכימיה
