Estrutura de disposio, propriedades, obtenção, usa

Ele Disposio É um elemento metálico que pertence à série Lantanide, das terras raras e cujo símbolo químico é dy. Sua abundância é relativamente baixa, tendo uma concentração aproximada de 5.2 ppm no córtex da Terra. Geralmente faz parte de minerais de fosfato e muitos outros onde os óxidos de lantânida predominam.

Disposio é, juntamente com o Holmio, o metal com maior força magnética, por isso é um componente essencial para a fabricação de ímãs e equipamentos de armazenamento de dados. Embora seu nome seja precedido pelo prefixo dis-, a verdade é que ele representa um dos metais com aplicações tecnológicas maiores e promissoras.

Amostra ultra pura e dendrítica metálica. Fonte: http: // imagens-dos-elementos.com // cc por (https: // criativecommons.Org/licenças/por/3.0)

Disposio geralmente participa como cátion dy³⁺ Em muitos de seus compostos, possuir até cinco elétrons desapareceu em seus orbitais 4F, o que explica a origem de suas propriedades magnéticas incomuns. Seus compostos, cores amareladas ou esverdeadas, são luminescentes, emissores de radiação infravermelha e bons dapants para materiais magnéticos.

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Descoberta

O DispoSio foi descoberto em 1886 pelo químico francês Paul èmile Lecoq, que estudou amostras de minerais de terras raras e foi identificada analisando espectroscopicamente diferentes frações extraídas do óxido de Holmio. O LeCoq fez mais de 30 precipitação de hidróxidos de metal usando amônia e, em seguida, obtendo seus respectivos sais de oxalato.

Por causa do extenso trabalho, o LeCoq nomeou esse 'disposio' metal, cuja origem etimológica vem da palavra grega 'disprositos', que significa 'difícil de obter'.

No entanto, o LeCoq só poderia preparar amostras de exibição prejudicadas. Cerca de 80 anos se passaram para que, graças à invenção e desenvolvimento da cromatografia de troca iônica em 1950, a produção do primeiro metal e amostra descartável pura foi possível. Esse feito científico foi o trabalho do químico Frank Speedding.

Estrutura Disposio

Disposio átomos, dy, permanecem coesos em seus cristais por ação do link metálico. Como resultado dessas interações, seus rádios atômicos e o modo de sua embalagem, o disprósio acaba adotando uma estrutura cristalina hexagonal compacta (HCP), que caracteriza sua dureza e que corresponde à fase de dia a-dia.

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Em baixas temperaturas, a estrutura do HCP sofre de distorções ortorrômbicas (fase β -y), causadas por transições magnéticas entre estados ferromagnéticos (abaixo de -188.2 ºC) e antiferromagnético.

Enquanto isso, em altas temperaturas (acima de 1381 ºC), a estrutura do disposio é transformada em cúbico centrado no corpo (BCC), correspondendo à fase ou alotrópio γ-dy.

Configuração eletronica

Configuração eletrônica de descarte

A configuração eletrônica e abreviada para o disposio é a seguinte:

[Xe] 4f¹⁰ 6s²

Sendo o décimo membro da série Lantanide, há correspondência entre esse fato e seus dez elétrons nos orbitais 4F.

Quando oxidado e perde três elétrons, o cátion dy³⁺ resultante tem configuração:

[Xe] 4f⁹ 6s⁰

Onde até cinco elétrons ausentes em seus orbitais 4F permanecem. Este recurso explica as propriedades magnéticas incomuns do disposio e seus compostos.

Propriedades de Disposio

Aparência física

Disposio é um metal acinzentado que escurece ainda mais quando oxidado. Apresenta dureza considerável, cuja superfície ao arquivar com uma roda emite cintilação de tons esverdeados amarelados.

Número atômico

66

Massa molar

162.5 g/mol

Ponto de fusão

1407 ºC

Ponto de ebulição

2562 ºC

Densidade

À temperatura ambiente: 8.540 g/cm³

Bem no ponto de fusão: 8.37 g/cm³

Estados de oxidação

DispoSio apresenta os seguintes estados ou números de oxidação em seus compostos: 0 (DY⁰ Em ligas compostas ou orgânicas), +1 (DY⁺), +2 (DY²⁺), +3 (DY³⁺) e +4 (DY⁴⁺). De todos eles, os mais estáveis ​​e predominantes são +3, porque os cátions³⁺ Eles têm uma estabilidade eletrônica distinta.

Eletro-negatividade

1.22 na escala Pauling

Energias de ionização

Primeiro: 573 KJ/mol

Segundo: 1130 KJ/mol/mol

Terceiro: 2200 kJ/mol/mol

Ordem magnética

É fortemente paramagnético acima de 300 k. Nem mesmo um poderoso ímã de neodímio o atrai com força notável; A menos que você congele o nitrogênio líquido e alcance seu estado ferromagnético. Então será atraído com grande força.

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Reatividade

A exibição metálica oxida ou rapidamente em uma chama para se transformar em seu respectivo óxido:

4 dy + 3 o₂ → 2 dy₂QUALQUER₃

Este óxido, dy₂QUALQUER₃, Tem a peculiaridade de ter propriedades magnéticas de maiores magnitudes do que as de óxido de ferro, fé₂QUALQUER₃ (ambos sesquioxides).

Da mesma forma, a tela metálica reage facilmente com água fria ou quente para produzir seu hidróxido:

2 dy + 6 h₂O → 2 dy (oh)₃ + 3 h₂

E também diretamente com halogênios para formar uma série de haluros cujos sólidos são brancos ou esverdeados amarelados.

DispoSio é capaz de reagir em altas temperaturas com qualquer um dos não -metais, para produzir compostos onde ele participa com +3 ou +2 estados de oxidação. Seus sais de oxalato, dy₂(C₂QUALQUER₄)₃, Eles são insolúveis em água, propriedade da qual o lecoq foi baseado para separá -lo do óxido holmial onde estava presente.

Obtenção

Matéria prima

Disposio faz parte de muitos minerais terrestres raros, incluindo: Xenotima, Monacita, Bastnäsita, Euxenita, Gadolinita, argilas laterías, etc. É encontrado com uma abundância apreciável (7-8%) nas versões desses ricos minerais em Itrio, acompanhados além dos íons dos metais Erbio e Holm.

No entanto, as areias monacita e os fosfatos de terras raras são a principal fonte mineralógica e comercial para a produção do Disposio.

Produção

Disposio é um produto secundário da extração metalúrgica e processamento do Ititrium. Seu dy³⁺ Eles são separados por métodos magnéticos durante um processo de flutuação, de modo que é um concentrado de íons lantanídeos, que, por sua vez.

Os íons dy³⁺ Eles reagem com halogênios diferentes para obter seus halogenetos, que finalmente são reduzidos usando metais alcalinos ou alcalinamente como agentes redutores:

3 CA + 2 DYF₃ → 2 dy + 3 café₂

Esta redução metalotérmica é realizada em um tântico derretendo sob uma atmosfera inerte de Hene.

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A purificação de disposio é alcançada separando -a da mistura resfriada e a distilando em um vácuo para eliminar impurezas de outros sais, obtendo amostras de metal cada vez mais puras.

Usa/aplicações

Espectroscopia infravermelha

Os compostos formados entre o disposio e os calcogenuros (O, S, SE, etc.) São emissores de radiação infravermelha, usados ​​em análises espectroscópicas para a elucidação de estruturas, caracterizações e o monitoramento de reações químicas.

Reatores nucleares

O DispoSio é um excelente absorvente de nêutrons; portanto, parte das barras de controle nos reatores nucleares de fissão, para que eles se dispersem ou neutralizem um excesso da energia liberada.

Cynetamografia

Nos estudos cinematográficos, as lâmpadas contêm exibição contendo, dyi são usadas₃, misturado com iodeto de césio e brometo de mercúrio, caracterizado por sua intensa luminescência.

Computadores

Tanto a tela quanto seus íons são muito suscetíveis à magnetização, propriedade que os torna componentes ideais para a fabricação de unidades de disco rígido para computadores e dispositivos de armazenamento de dados em geral.

Ímãs

Os átomos de Disposio também servem como aditivos para os poderosos ímãs de neodímio (ND-FE-B), usados ​​principalmente para geradores elétricos de turbinas eólicas.

Dosimetria

Da mesma forma, os elogios do Disposio são combinados com alguns sais para conceder -lhes a luminescência, que é ativada antes da menor exposição da radiação ionizante, portanto, usando dispositivos dosimétricos.

Terfenol-d

Disposio é o componente essencial da liga terfenol-D, que também contém átomos de erbio e ferro. É um material magnetoestritivo, o que significa que ele muda de forma (expande ou contrata) quando interage com diferentes sentidos de um campo magnético. O Terfenol-D possui aplicações em sistemas de som, transdutores, alto-falantes, sensores, etc.

Referências

1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (quarta edição). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Tório. Recuperado de: em.Wikipedia.org
3. Algodão Simon. (1 de dezembro de 2009). Disprósio. Química em seus elementos. Recuperado de: químicaworld.com
4. Os editores da Enyclopaedia Britannica. (2020). Disprósio. Recuperado de: Britannica.com
5. Dr. Doug Stewart. (2020). Fatos do elemento de disprósio. Recuperado de: Chemicool.com