Tulij

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigaciju, pretragu
Ambox warning blue construction.svg Trenutno se vrše izmjene na stranici.
Molimo ostale korisnike da ne uređuju sadržaj stranice dok je prikazano ovo obavještenje kako bi se izbjegao konflikt s izmjenama. Ako imate komentare i pitanja u vezi sa stranicom, koristite stranicu za razgovor.
Napomena: Ovaj šablon možete ukloniti ako nije bilo izmjena u posljednja 3 dana.
Posljednju izmjenu napravio je korisnik C3r4 (razgovor · doprinosi), 26. 5. 2017. u 10:23.
Tulij,  69Tm
Thulium sublimed dendritic and 1cm3 cube.jpg
Tulij u periodnom sistemu
Hemijski element, Simbol, Atomski broj Tulij, Tm, 69
Serija Lantanoidi
Grupa, Perioda, Blok La, 6, f
Izgled srebrenosivi metal
CAS registarski broj 7440-30-4
Zastupljenost 1,9 · 10-5[1] %
Atomske osobine
Atomska masa 168,93422(2)[2][3] u
Atomski radijus (izračunat) 174,6 (222) pm
Kovalentni radijus 190 pm
Van der Waalsov radijus - pm
Elektronska konfiguracija [Xe] 4f136s2
Broj elektrona u energetskom nivou 2, 8, 18, 31, 8, 2
1. energija ionizacije 596,7 kJ/mol
2. energija ionizacije 1160 kJ/mol
3. energija ionizacije 2285 kJ/mol
Fizikalne osobine
Agregatno stanje čvrsto
Mohsova skala tvrdoće 2-3
Kristalna struktura heksagonalna
Gustoća 9318[4] kg/m3 pri 298,15 K
Magnetizam paramagnetičan (Χm = 0,017)[5]
Tačka topljenja 1818 K (1545 °C)
Tačka ključanja 2223[6] K (1950 °C)
Molarni volumen 19,1 · 10-6 m3/mol
Toplota isparavanja 247[6] kJ/mol
Toplota topljenja 16,8 kJ/mol
Brzina zvuka m/s
Specifična toplota 160 J/(kg · K)
Specifična električna provodljivost 1,477 · 106 S/m
Toplotna provodljivost 16,8 W/(m · K)
Hemijske osobine
Oksidacioni broj 2, 3, 4
Elektrodni potencijal -2,32 V (Tm3+ + 3e- → Tm)
Elektronegativnost 1,25 (Pauling-skala)
Izotopi
Izo RP t1/2 RA ER (MeV) PR
167Tm

sin

9,25 d ε 0,748 167Er
168Tm

sin

93,1 d ε 0,257 168Er
169Tm

100 %

Stabilan
170Tm

sin

128,6 d β- 0,314 170Yb
171Tm

sin

63,6 h β- 1,880 171Yb
Sigurnosno obavještenje

Oznake upozorenja

Lahko zapaljivo

F
Lahko zapaljivo

Nadražujuće

Xi
Nadražujuće
Obavještenja o riziku i sigurnosti R: 15-17-36/37
S: 26-36-43
Ukoliko je moguće i u upotrebi, koriste se osnovne SI jedinice.
Ako nije drugačije označeno, svi podaci su podaci dobiveni mjerenjima u normalnim uslovima.

Tulij je hemijski element sa simblom Tm i atomskim brojem 69. On je trinaesti element po redu u seriji lantanoida. Poput ostalih lantanoida, njegovo najčešće oksidacijsko stanje je +3, u kojem se nalazi u svojim oksidima, halidima i drugim spojevima. U vodenim rastvorima, poput spojeva drugih lantanoida, njegovi rastvorljivi spojevi grade komplekse sa devet molekula vode. Godine 1879. švedski hemičar Per Teodor Cleve odvojio je okside "rijetke zemlje" erbije (erbij(III)-oksid) na dvije, prethodno nepoznate, komponente, koje je nazvao holmija (holmij(III)-oksid) i tulija (tulij(III)-oksid). Bili su to oksidi elemenata holmija i tulija. Relativno čisti uzorak metalnog tulija prvi put je dobijen 1911. godine.

Tulij je drugi najrjeđi element među lantanoidima, nakon prometija, a na Zemlji se može naći samo u tragovima. Ovaj metal se vrlo lahko obrađuje, a ima svijetli srebreno-sivi sjaj. Relativno je mehak, a izložen djelovanjem kisika iz zraka polahko tamni. Uprkos njegove visoke cijene i rijetkost, tulij se koristi kao izvor radijacije u prenosnim rendgenskim uređajima te u nekim laserima čvrstog stanja. Nema značajnije biološke uloge i nije pretjerano otrovan.

Osobine[uredi | uredi izvor]

Fizičke[uredi | uredi izvor]

Čisti metalni tulij ima izraziti srebreni sjaj, koji polahko tamni ako se izloži na zraku. Metal se može rezati nožem,[7] jer je veoma mehak, a tvrdoća po Mohsu iznosi od 2 do 3. Lahko se kuje i izvlači u žice.[8] Ovaj element pokazuje feromagnetične osobine na temperaturi ispod 32 K, antiferomagnetičan je u rasponu od 32 do 56 K, a iznad 56 K je paramagnetičan.[9] Tulij ima dvije osnovne alotropske modifikacije: tetragonalnu α-Tm i dosta stabilniju heksagonalnu β-Tm.[8]

Hemijske[uredi | uredi izvor]

Tulij pohako potamni u dodiru s zrakom, i lahko sagorijeva pri temperaturi od oko 150 °C gradeći tulij(III)-oksid:

4 Tm + 3 O2 → 2 Tm2O3

On relativno elektropozitivan te sporo reagira s hladnom vodom, dok s vrelom reagira veoma brzo gradeći tulij-hidroksid:

2 Tm (č) + 6 H2O (t) → 2 Tm(OH)3 (t) + 3 H2 (g)

Metal reagira sa svim halogenim elementima. Reakcije su vrlo spore na sobnoj temperaturi, ali su burne na temperaturama iznad 200 °C:

2 Tm (č) + 3 F2 (g) → 2 TmF3 (č) (bijel)
2 Tm (č) + 3 Cl2 (g) → 2 TmCl3 (č) (žut)
2 Tm (č) + 3 Br2 (g) → 2 TmBr3 (č) (bijel)
2 Tm (č) + 3 I2 (g) → 2 TmI3 (č) (žut)
(č) - čvrsto; (t) - tečno; (g) - gasovito agregatno stanje

Tulij se lahko rastvara u razblaženoj sumpornoj kiselini gradeći rastvore koji sadržavaju svijetlo zelene ione Tm(III), koji postoje u vidu kompleksa [Tm(OH2)9]3+:[10]

2 Tm (č) + 3 H2SO4 (t) → 2 Tm3+ (t) + 3 SO2−
4
(t) + 3 H2 (g)

Ovaj metal reagira sa raznim metalima i nemetalima gradeći niz binarnih spojeva, kao što su TmN, TmS, TmC2, Tm2C3, TmH2, TmH3, TmSi2, TmGe3, TmB4, TmB6 i TmB12. U tim spojevima, tulij ima valentne brojeve +2 i +3, mada mu je stanje +3 najčešće te jedino stanje koje je zapaženo u njegovim rastvorima.[11] U rastvorima tulij postoji u vidu Tm3+ iona. U tom stanju, ion je okružen sa devet molekula vode.[7] Ioni Tm3+ pokazuju svijetlo plavu luminescenciju.[7]

Jedini poznati oksid tulija je Tm2O3. Ovaj oksid se ponekad naziva i tulija.[12] Crveno-ružičasti spojevi tulija(II) mogu se dobiti redukcijom spojeva tulija(III). Primjeri spojeva tulija(II) uključuju, između ostalih, halide (osim fluorida). Neki hidratizirani spojevi tulija, poput TmCl3·7H2O i Tm2(C2O4)3·6H2O su zelene ili zeleno-bijele boje.[13] Tulij-dihlorid vrlo burno reagira s vodom. Ovom reakcijom nastaju gasoviti vodik i tulij-hidroksid (Tm(OH)3) dajući crvenkastu boju koja postepeno blijedi. Kombinacija tulija i halkogena daje njegove halkogenide.[14]

Tulij reagira sa hlorovodikom istiskujući iz njega gasoviti vodik, a preostaje tulij-hlorid. Sa dušičnom kiselinom daje tulij-nitrat (Tm(NO3)3).[15]

Rasprostranjenost[uredi | uredi izvor]

Najvažniji minerali su mu:

  • monacit (Ce,La,Th,Nd,Y,Pr,Tm)PO4 i
  • (Ce,La,Nd,Y,Pr,Tm)CO3F

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3
  2. ^ "IUPAC, Standard Atomic Weights Revised v2". .
  3. ^ CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013.
  4. ^ N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. 1. izd. VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, str. 1579.
  5. ^ Robert C. Weast (izd.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, str. E-129 do E-145.
  6. ^ a b Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. u: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, str. 328–337, doi:10.1021/je1011086
  7. ^ a b c Emsley, John (2001). Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements. SAD: Oxford University Press. str. 442–443. ISBN 0-19-850341-5. 
  8. ^ a b Hammond, C. R. (2000). "The Elements". Handbook of Chemistry and Physics (81. iz.). CRC press. ISBN 0-8493-0481-4. 
  9. ^ Jackson, M. (2000). "Magnetism of Rare Earth". The IRM quarterly 10 (3): 1. 
  10. ^ "Chemical reactions of Thulium". Webelements. Pristupljeno 6. 6. 2009. 
  11. ^ Patnaik Pradyot (2003). Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. str. 934. ISBN 0-07-049439-8. 
  12. ^ Krebs, Robert E (2006). The History and Use of Our Earth's Chemical Elements: A Reference Guide. ISBN 978-0-313-33438-2. 
  13. ^ Eagleson Mary (1994). Concise Encyclopedia Chemistry. Walter de Gruyter. str. 1105. ISBN 978-3-11-011451-5. 
  14. ^ Emeléus H. J.; Sharpe A. G. (1977). Advances in Inorganic Chemistry and Radiochemistry. Academic Press. ISBN 978-0-08-057869-9. 
  15. ^ Tulij, na stranici Chemicool.com. Pristupljeno 29. marta 2013.