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铥元素是什么?铥元素的性质与应用

作者:小编 日期:2020-11-23 09:38:56 点击数:

tm铥 铥:原子序数69,原子量168.93421,元素名来源于发现者的国家名。1879年瑞典科学家克莱夫从铒土中分离出铥和钬两种新元素。铥在地壳中的含量为十万分之二,是稀土元素中含量最少的元素,主要存在于磷钇矿和黑稀金矿中,天然稳定同位素只有铥169。  

铥为银白色金属,有延展性,质较软可用刀切开;熔点1545°c,沸点1947°c,密度9.3208。铥在空气中比较稳定;氧化铥为淡绿色晶体。铥的用途不多,主要是做金属卤素灯的添加剂。银白色金属,质软,熔点时具有高的蒸气压。溶于酸,能与水起缓慢化学作用。盐类(二价盐)氧化物都呈淡绿色。 

发现人:克利夫(p.t.cleve) 发现年代:1878年高纯试剂 氧化铥,发现过程:1878年,由克利夫(p.t.cleve)发现的。 1842年莫桑德尔从钇土中分离出铒土和铽土后,不少化学家利用光谱分析鉴定,确定它们不是纯净的一种元素的氧化物,这就鼓励了化学家们继续去分离它们。在从氧化饵分离出氧化镱和氧化钪以后,1879年克利夫又分离出两个新元素的氧化物。其中一个被命名为thulium,以纪念克利夫的祖国所在地斯堪的纳维亚半岛(thulia),元素符号曾为tu,今用tm。随着铥以及其他一些稀土元素的发现,完成了发现稀土元素第三阶段的另一半。 

来源及用途,元素来源:由无水氟化铥tmf3用该还原制得;或用金属镧与铥氧化物的混合物中蒸气硫制得。与其他稀土元素共存于硅铍钇矿、黑稀金矿、磷钇矿和独居石中。独居石含稀土元素的质量分数一般达50%,其中铥占0.007%。   

元素用途:在核反应中照射169tm,生成170tm,半衰期为129天,这个同位素克发射出很强的x射线。用它来制造轻便的,不需电源的手提式x射线机,也用作磷光体活化剂。在便携式x射线机上使用放射性铥作射线源,这样可以不必使用电气设备。名称由来:得名于斯堪的纳维亚半岛的旧称“thule”。 

发现简史,铥是稀土金属中的一种。稀土是历史遗留的名称,从18世纪末叶开始被陆续发现。当时人*于把不溶于水的固体氧化物称作土,例如把氧化铝叫做陶土,氧化镁叫苦土。稀土是以氧化物状态分离出来,很稀少,因而得名稀土,稀土元素的原子序数是21(sc)、39(y)、57(la)至71(lu)。它们的化学性质很相似,这是由于核外电子结构特点所决定的。它们一般均生成三价化合物。钪的化学性质与其它稀土差别明显,一般稀土矿物中不含钪。钷是从铀反应堆裂变产物中获得,放射性元素147pm半衰期2.7年。过去认为钷在自然界中不存在,直到1965年,荷兰的一个磷酸盐工厂在处理磷灰石中,才发现了钷的痕量成分。   

中国1968年将钷划入64种有色金属之外。 1787年瑞典人阿累尼斯(c.a.arrhenius)在斯德哥尔摩(stockholm)附近的伊特比(ytterby)小镇上寻得了一块不寻常的黑色矿石,1794年芬兰化学家加多林(j.gadolin)研究了这种矿石,从其中分离出一种新物质,三年后(1797年),瑞典人爱克伯格(a.g.ekeberg)证实了这一发现,并以发现地名给新的物质命名为ytteia(钇土)。后来为了纪念加多林,称这种矿石为gadolinite(加多林矿,即硅铍钇矿)。 1803年德国化学家克拉普罗兹(m.h.klaproth)和瑞典化学家柏齐力阿斯(j.j.berzelius)及希生格尔(w.hisinger)同时分别从另一矿石(铈硅矿)中发现了另一种新的物质---铈土(ceria)。1839年瑞典人莫桑得尔(c.g.mosander)发现了镧和镨钕混合物(didymium)。   1885年奥地利人威斯巴克(a.v.welsbach)从莫桑得尔认为是“新元素”的镨钕混合物中发现了镨和钕。1879年法国人布瓦普德朗(l.d.boisbauder)发现了钐。1901年法国人德马尔赛(e.a.demarcay)发现了铕。1880年瑞士马利纳克(j.c.g.de marignac)发现了钆。1843年莫桑得尔发现了铽和铒。1886年布瓦普德朗发现了镝。1879年瑞典人克利夫(p.t.cleve)发现了钬和铥。1974年美国人马瑞斯克(j.a.marisky)等从铀裂产物中得到钷。1879年瑞典人尼尔松(l.f.nilson)发现了钪。从1794年加多林分离出钇土至1947年制得钷,历时150多年。 

铥的性质,稀土金属的光泽介于银和铁之间。杂质含量对它们的性质影响很大,因而载于文献中物理性质常有明显差异。镧在6°k时是超导体。大多数稀土金属呈现顺磁性,钆在0℃时比铁具有更强的铁磁性。铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性。镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异。钐、铕、钆的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的镉、硼还大。稀土金属具有可塑性,以钐和意为最好。除镱外,钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。稀土金属的化学活性很强。当和氧作用时,生成稳定性很高的r2o3型氧化物(r表示稀土金属)。铈、镨、铽还生成ceo2、pr6o11、tbo2型氧化物。它们的标准生成热和标准自由焓负值比钙、铝、镁氧化物的值还大。   

稀土氧化物的熔点在2000℃以上,铕的原子半径最大,性质最活泼,在室温下暴露于空气中立即失去光泽,很快氧化成粉末。镧、铈是、镨、钕也易于氧化,在表面生成氧化物薄膜。金属钇、钆、镥的抗腐蚀性强,能较长时间地保持其金属光泽。稀土金属能以不同速率与水反应。铕与冷水剧烈反应释放出氢。铈组稀土金属在室温下与水反应缓慢,温度增高则反应加快。钇组稀土金属则较为稳定。稀土金属在高温下与卤素反应生成+2、+3、+4价的卤化物。无水卤化物吸水性很强,很容易水解生成rox(x表示卤素)型卤氧化合物。稀土金属还能和硼、碳、硫、氢、氮反应生成相应的化合物。


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