ТУЛИЙ

ТУЛИЙ (от греч. Thule - Туле, у античных географов - край-ний северный предел мира; лат. Thulium) Tm, хим. элемент III гр. периодич. системы; относится к редкоземельным эле-ментам (иттриевая подгруппа лантаноидов), ат. н. 69, ат. м. 168,9342. В природе один стабильный нуклид 169Tm. Конфи-гурация внеш. электронных оболочек атома 4f135s25p66s2; сте-пени окисления +3, +2, реже +4; энергии ионизации при по-следоват. переходе от Tm0 к Tm5+ соотв. 6,181, 12,05, 23,68, 42,69, 65,4 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,0-1,2; атомный радиус 0,174 нм, ионные радиусы Tm3+ (в скобках указаны координац. числа) 0,102 нм (6), 0,113 нм (8), 0,119 нм (9), Tm2+ 0,117 нм (6), 0,123 нм (7).

Содержание в земной коре 2,7·10-5% по массе, в морской воде 1·10-7 мг/л. Вместе с др. РЗЭ содержится в ксенотиме, эвксените, монаците, бастнезите, лопарите, ортите и нек-рых др. минералах.

Свойства. Туллий- серебристо-белый металл, кристаллич. ре-шетка гексагон. типа Mg, а=0,35375 нм, с = 0,55546 нм, z=2, пространств, группа P63/mmc; т.пл. 1545 0C, т.кип. 19470C; плотн. 9,318 г/см3; С°р 27,0 Дж/(моль·К);5003-8.jpg 16,9 кДж/моль, 5003-9.jpg 191 кДж/моль, 5003-10.jpg 232 кДж/моль; 5003-11.jpg 74,0 Дж/(моль·К); давление пара 9,66 кПа (1545 0C); температурный коэф. линейного расширения 5,8· 10-6K-1 (300 К); r 9·10-7 Oм·м; антиферромагнетик ниже 58 К (точ-ка Нееля); твердость по Бринеллю 471 МПа. Легко поддается мех. обработке.

На воздухе компактный туллий практически не окисляется, при нагр. во влажном воздухе слабо окисляется. С минер, к-тами реагирует, давая Tm3+. Взаимод. с галогенами, халькогенами и N2 при нагревании. В водных средах находится в виде производных Tm(III). Существуют разл. комплексные соед. Tm(III) с орг. и неорг. лигандами. В присяг, сильных восстановителей (щелочные металлы) Tm3+ м.б. переведен в Tm2+; таким образом, напр., были получены TmX2, где X = Cl, Br, I. Соед. Tm(II) легко гидролизуются водой, окисляются O2 воздуха и водой. В халькогенидных системах туллий существует в виде Tm(III) и Тт(II).

Сесквиоксид Tm2O3 - бесцв. с зеленоватым оттенком кристаллы; существуют в двух модификациях: кубической (а = 0,104866 нм, пространств, группа laЗ, z= 16) и моноклинной (а =1,381 нм, b = 0,3447 нм, с = 0,8505 нм, b = 100,20°, z = 6, пространств, группа С2m), к-рая образуется при нагр. кубич. формы ок. 1000 0C и давлении 4 МПа; т. пл. 237O0C; С°р 116,7 Дж/(моль·К); 5003-12.jpg -1888,7 кДж/моль, 5003-13.jpg -1794,5 кДж/моль; 5003-14.jpg 139,6 Дж/(моль·К); получают при нагр. нитратов, сульфатов, оксалатов и др. соединений туллия на воздухе выше 800-900 0C; входит в состав разл. оксидных материалов, в т. ч. стекол, керамик (напр., со св-вами высокотемпературных сверхпроводников).

Трифторид TmF3- бесцв. кристаллы, плавленый -бледно-зеленого цвета; существует в двух модификациях: ромбической типа Fe3C (а = 0,6283нм , b = 0,6811 нм, с = 0,4408 нм, z = 4, пространств, группа Рпта, плотн. 7,95 г/см3) и выше 1050 0C - гексагональной типа5003-15.jpg (а_ = 0,4059 нм, с = 0,4175 нм, z=1, пространств, группа C3m1, плотн. 6,30 г/см3); т. пл. 1158 0C; DH0пл 28,9 кДж/моль, 5003-16.jpg 425 кДж/моль, 5003-17.jpg -1695 кДж/моль; получают из р-ров солей Тm(Ш) осаждением фтористоводородной к-той, взаимод. Tm2O3 с F2 при нагр.; применяют для металлотермич. получения металлического туллия.

Трихлорид TmCl3 - бледно-желтые кристаллы с моноклинной решеткой типа AlCl3 (а =0,675 нм, b=1,173 нм, с = 0,639 нм, b =110,6°, z = 4, пространств, группа С2/m); Т. пл. 828 0C, Т. кип. 1487 0C; давление пара 20,7 Па (828 0C); 5003-18.jpg 187 кДж/моль, 5003-19.jpg 280 кДж/моль; образует гидраты; получают взаимод. смеси Cl2 и CCl4 с оксалатом туллия при нагр. выше 200 0C либо хлорированием туллия; используют для получения металлического туллия и его соединений.

Получение. При переработке концентратов РЗЭ туллий концентрируется с наиб. тяжелыми элементами - Yb и Lu. Разделение и очистку осуществляют экстракц. методом или ионообменной хроматографией с использованием комплексонов.

Металлический туллий получают термич. восстановлением TmF3 кальцием или Tm2O3 лантаном.

Туллий выпускают в небольших масштабах и в виде Tm2O3 используют как активатор люминофоров для мед. радиографии (LaOBr - Tm, голубое свечение) и лазерных материалов (Er2O3 - Tm, CaWO4 - Tm), а также для изготовления синте-тич. фанатов. Искусств, радиоактивный нуклид 170Tm (Т1/2 128,6 сут) - источник5003-20.jpg-излучения в портативных рентгеновских мед. установках.

Туллий открыт в 1879 П. Клеве в виде оксида - тулиевой "земли". Л. И. Мартыненко, С. Д. Моисеев, Ю. M. Киселев.

ПраймКемикалсГрупп