Struttura di disposizione, proprietà, ottenimento, usi

Lui Disposizione È un elemento metallico che appartiene alla serie Lantanide, delle così terre rare chiamate e il cui simbolo chimico è Dy. La sua abbondanza è relativamente bassa, con una concentrazione approssimativa di 5.2 ppm nella corteccia terrestre. Di solito fa parte dei minerali di fosfato e molti altri in cui predominano gli ossidi lantanidi.

La disposizione è, insieme a Holmio, il metallo con maggiore forza magnetica, quindi è un componente essenziale per la produzione di magneti e apparecchiature di archiviazione dei dati. Sebbene il suo nome sia preceduto dal prefisso dis-, la verità è che rappresenta uno dei metalli con applicazioni tecnologiche maggiori e promettenti.

Campione ultra puro e dendritici di display metallico. Fonte: http: // Images-of-Elements.com // cc di (https: // creativeCommons.Org/licenze/di/3.0)

La disposizione di solito partecipa come cation dy³⁺ In molti dei suoi composti, possedere fino a cinque elettroni sono scomparsi nei loro orbitali 4F, il che spiega l'origine delle loro insolite proprietà magnetiche. I suoi composti, colorazioni giallastre o verdastre, sono luminescenti, emettitori di radiazioni a infrarossi e buoni Dai dibiti per materiali magnetici.

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Scoperta

La disposizione fu scoperta nel 1886 dal chimico francese Paul, Lecoq, che studiava campioni di minerali delle terre rare ed è stato identificato con spettroscopicamente analizzando diverse frazioni estratte dall'ossido di Holmio. LeCOQ ha realizzato più di 30 precipitazioni di idrossidi metallici usando ammoniaca, quindi ottenendo i rispettivi sali di ossalato.

A causa del vasto lavoro, LeCoq ha nominato questo metallo "dispositivo", la cui origine etimologica deriva dalla parola greca "disprositos", che significa "difficile da ottenere".

Tuttavia, LeCOQ poteva solo preparare campioni di visualizzazione alterati. Erano trascorsi circa 80 anni in modo che, grazie all'invenzione e allo sviluppo della cromatografia a scambio ionico nel 1950, la produzione del primo metallo e il campione monouso puro era possibile. Questa impresa scientifica era il lavoro del chimico Frank Spedding.

Struttura di dispositivo

Gli atomi di disposizione, dy, rimangono coesivi nei loro cristalli mediante l'azione del legame metallico. Come risultato di queste interazioni, le loro radio atomiche e la modalità del suo imballaggio, il disprosius finisce per adottare una struttura cristallina esagonale compatta (HCP), che caratterizza la sua durezza e che corrisponde alla fase α-day.

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A basse temperature, la struttura HCP soffre di distorsioni ortorrombiche (fase β -y), causata da transizioni magnetiche tra stati ferromagnetici (inferiore a -188.2 ºC) e antiferromagnetico.

Nel frattempo, ad alte temperature (sopra 1381 ºC), la struttura della disposizione si trasforma in cubica centrata sul corpo (BCC), corrispondente alla fase o alotrope γ-dy.

Configurazione elettronica

Impostazione di dispositivo elettronico

La configurazione elettronica e abbreviata per la disposizione è la seguente:

[Xe] 4f¹⁰ 6s²

Essendo il decimo membro della serie Lantanide, c'è una corrispondenza tra questo fatto e i suoi dieci elettroni negli orbitali 4F.

Quando ossidati e perde tre elettroni, il catione dy³⁺ risultante ha configurazione:

[Xe] 4f⁹ 6s⁰

Dove rimangono fino a cinque elettroni mancanti nei loro orbitali 4F. Questa caratteristica spiega le insolite proprietà magnetiche di disposizione e dei suoi composti.

Proprietà di dispositivo

Aspetto fisico

La disposizione è un metallo grigiastro che si oscura ancora di più quando ossidata. Presenta una notevole durezza, la cui superficie durante la presentazione con una ruota emette scintille di toni verdastri giallastri.

Numero atomico

66

Massa molare

162.5 g/mol

Punto di fusione

1407 ºC

Punto di ebollizione

2562 ºC

Densità

A temperatura ambiente: 8.540 g/cm³

Proprio al punto di fusione: 8.37 g/cm³

Stati di ossidazione

Dispentio presenta i seguenti stati o numeri di ossidazione nei suoi composti: 0 (Dy⁰ In leghe composte o organiche), +1 (dy⁺), +2 (dy²⁺), +3 (dy³⁺) e +4 (dy⁴⁺). Di tutti loro, il più stabile e predominante è +3, perché i cationi dy³⁺ Hanno una stabilità elettronica distintiva.

Elettronegatività

1.22 sulla scala Pauling

Energie di ionizzazione

Primo: 573 kJ/mol

Secondo: 1130 kJ/mol

Terzo: 2200 kJ/mol

Ordine magnetico

È fortemente paramagnetico sopra 300 K. Nemmeno un potente magnete di neodimio lo attrae con notevole forza; A meno che non si congela in azoto liquido e raggiunga il suo stato ferromagnetico. Quindi sarà attratto da grande forza.

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Reattività

Il display metallico si ossida o rapidamente in una fiamma per trasformarsi nel rispettivo ossido:

4 dy + 3 o₂ → 2 dy₂O₃

Questo ossido, dy₂O₃, Ha la peculiarità che ha proprietà magnetiche di maggiori magnitudini rispetto a quelle di ossido di ferro, fede₂O₃ (entrambe le sesquiossidi).

Allo stesso modo, il display metallico reagisce facilmente con acqua fredda o calda per produrre il suo idrossido:

2 dy + 6 h₂O → 2 dy (OH)₃ + 3 h₂

E anche direttamente con gli alogeni per formare una serie di haluros i cui solidi sono bianchi o giallastri verdi.

La disposizione è in grado di reagire ad alte temperature con uno qualsiasi dei non metallici, per produrre composti in cui partecipa con +3 o +2 stati di ossidazione. I tuoi sali di ossalato, dy₂(C₂O₄)₃, Sono insolubili in acqua, proprietà di cui lecoq si basava per separarlo dall'ossido olmiale dove era presente.

Ottenimento

Materia prima

La disposizione fa parte di molti rari minerali di terra, tra cui: Xenotima, Monacita, Bastnäsita, Euxenita, Gadolinita, Clays lateritiche, ecc. Si trova con un'abbondanza apprezzabile (7-8%) nelle versioni di questi ricchi minerali in itrio, accompagnati oltre agli ioni dei metalli Erbio e Holm.

Tuttavia, le sabbie di monacita e i fosfati delle terre rare sono la principale fonte mineralogica e commerciale per la produzione di disposizione.

Produzione

La disposizione è un prodotto secondario dell'estrazione e dell'elaborazione metallurgica dell'itrium. È dy³⁺ Sono separati da metodi magnetici durante un processo di flottazione, in modo che un concentrato di ioni lantanidi sia, che a sua volta termina separandosi applicando le tecniche di cromatografia di scambio ionico.

Gli ioni dy³⁺ Reagiscono con diversi alogeni per ottenere i loro alogenuri, che sono infine ridotti usando metalli alcalini o alcalinanti come agenti riducenti:

3 ca + 2 dyf₃ → 2 Dy + 3 caffè₂

Questa riduzione metallothermale viene eseguita in una fusione tantalea sotto un'atmosfera inerte.

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La purificazione di disposizione si ottiene separandola dalla miscela raffreddata e distollandola nel vuoto per eliminare le impurità da altri sali, ottenendo così campioni di metallo sempre più puri.

Usi/applicazioni

Spettroscopia ad infrarossi

I composti si sono formati tra la disposizione e il calogenuro (O, S, SE, ecc.;.

Reattori nucleari

La disposizione è un eccellente assorbente di neutroni, quindi parte delle barre di controllo nei reattori nucleari di fissione, in modo che disperdono o neutralizzano un eccesso di energia rilasciata.

Cynetamografia

Negli studi cinematografici, le lampade contengono display contenenti, vengono utilizzati DYI₃, mescolato con ioduro di cesio e bromuro di mercurio, caratterizzato dalla sua intensa luminescenza.

Computer

Sia il display che i suoi ioni sono molto suscettibili alla magnetizzazione, proprietà che li rende componenti ideali per la produzione di unità disco rigidi per i computer e dispositivi di archiviazione dei dati in generale.

Magneti

Gli atomi di disposizione fungono anche da additivi per i potenti magneti di neodimio (ND-FE-B), utilizzati principalmente per i generatori elettrici delle turbine eoliche.

Dosimetria

Allo stesso modo, gli eones di disposizione sono combinati con alcuni sali per concedere loro la luminescenza, che viene attivata prima della minore esposizione delle radiazioni ionizzanti, utilizzando quindi dispositivi dosimetrici.

Terfenol-d

La disposizione è la componente essenziale della lega Terfenol-D, che contiene anche atomi di erbio e ferro. È un materiale magnetoestruttivo, il che significa che cambia forma (si espande o contratti) quando interagisce con diversi sensi di un campo magnetico. Terfenol-D ha applicazioni in sistemi audio, trasduttori, altoparlanti, sensori, ecc.

Riferimenti

1. SHIVER & ATKINS. (2008). Chimica inorganica. (quarta edizione). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Torio. Recuperato da: in.Wikipedia.org
3. Simon Cotton. (1 dicembre 2009). Disprosium. Chimica nei suoi elementi. Recuperato da: Chemistryworld.com
4. I redattori di Enyclopedia Britannica. (2020). Disprosium. Recuperato da: Britannica.com
5. Dottore. Doug Stewart. (2020). Fatti per elementi di disprosio. Recuperato da: Chemicool.com