氢化铥(III) | 7440-30-4

• 物质功能分类: 无机化工 - 单质
• 分子结构分类: 无机化合物 - 均相金属化合物 - 均相镧系化合物
• 中文名称: 氢化铥(III)
• 中文别名: 铥片；铥；铥粉；铥标准溶液ThuliumStandard
• 英文名称: thulium
• CAS: 7440-30-4；13598-55-5
• 化学式: Tm
• 分子量: 168.934
• InChiKey: FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  1545 °C (lit.)
• 沸点：
  1950 °C (lit.)
• 密度：
  9.332 g/mL at 25 °C (lit.)
• 溶解度：
  溶于稀酸溶液
• 暴露限值：
  ACGIH: TWA 2 ppm; STEL 4 ppmOSHA: TWA 2 ppm(5 mg/m3)NIOSH: IDLH 25 ppm; TWA 2 ppm(5 mg/m3); STEL 4 ppm(10 mg/m3)

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  0.0
• 重原子数：
  1
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  0

ADMET

毒理性

• 副作用

纤维原性 - 引发组织损伤和纤维化（疤痕形成）。

Fibrogenic - Inducing tissue injury and fibrosis (scarring).

来源:Haz-Map, Information on Hazardous Chemicals and Occupational Diseases

安全信息

• TSCA：
  Yes
• 危险等级：
  4.1
• 危险品标志：
  F,Xi,C
• 安全说明：
  S26,S27,S36,S36/37/39,S43,S45
• 危险类别码：
  R17,R15,R36/37,R23/24/25,R34
• WGK Germany：
  3
• 海关编码：
  28053090
• 危险品运输编号：
  UN 3089 4.1/PG 2
• 包装等级：
  II
• 危险类别：
  4.1

制备方法与用途

简介

铥是一种化学元素，符号为Tm，原子序数69，属于金属。它是镧系元素中第二稀有的（仅次于钷），质软且容易加工，具有明亮的银灰色光泽。在空气中缓慢氧化后会失去光泽。由于其昂贵的价格和稀缺性，通常被用于便携式透视设备和固态激光器作为辐射源。

发现历史

1879年，瑞典科学家克莱夫从铒土中分离出了铥和钬两种新元素。铥的含量极低，在地壳中的丰度仅为十万分之二，是稀土元素中最稀有的。它主要存在于磷钇矿和黑稀金矿中，天然稳定的同位素只有铥-169。

来源

在自然界中，铥从未以单质形式存在，而是与其他稀土元素的矿物共生，常与钇和钆共生。它在地壳中的质量丰度为0.5毫克/千克（地区不同此值变化范围从0.0004‰-0.0008‰），海水中约为0.00025‰。太阳系中，铥的质量丰度仅为0.0000002‰，摩尔丰度为0.000000001‰。中国的储量最大，其次是澳大利亚、巴西、格陵兰、印度、坦桑尼亚和美国。

应用

铥广泛应用于高强度发光光源、激光以及高温超导体等领域中。

制备

主要从独居石矿石（含0.007%的铥）通过离子交换法制得。新的离子交换技术和溶剂抽提技术使稀土元素分离更加容易，大大降低了提炼成本。如今，中国南方的离子交换树脂生产是主要来源，其中三分之二是钇，铥约占0.5%。金属铥可由在密闭容器中还原氧化铥获得。

对人体的影响

铥没有生物学作用，但少量的铥能刺激新陈代谢。可溶性铥盐具有轻微毒性，而不可溶性铥盐则无毒。注入铥盐溶液会引起肝脏和脾脏退化及血红蛋白含量波动。在雄性大鼠中，由铥引起的肝损害更为常见；尽管如此，仍认为铥为低毒元素。人体中，铥的最高浓度器官是肝脏、肾脏和骨骼，每人每年通常会摄入几微克。植物根系不会吸收铥，其在蔬菜干重中所占的比例约为十亿分之一。含放射性的铥会引起放射性疾病。

生产方法

用金属钙还原无水氟化物可制得金属铥。氧化铥的还原-蒸馏法因其具有高蒸汽压的特点而被采用。当系统抽真空至压力小于0.1Pa时，将氧化铥加热至800℃并保持15小时以去除可能吸收的H2O和CO2。随后，在1800℃下真空熔化金属镧制成金属屑，并与过量15%质量的Tm2O3混合压锭，装入直径6.4cm、长25.4cm的Ta坩埚中，上部连接20cm长的Ta冷凝器及Ta挡板防止氧化物颗粒带出。将此装置放入真空感应炉高温区，在抽空至压力小于0.1Pa后加热至最高温度1600℃并保持2小时。缓慢升温至关重要，否则可能导致La熔化并在坩埚底部积聚影响反应物接触。还原金属会从反应区蒸馏出来，并在冷凝器上凝聚。该过程产率为98%，且当冷凝器温度为300～500℃时形成的金属颗粒较大、稳定；而低温下形成的颗粒较细，易燃。一次还原-蒸馏的产品纯度可达99.5%以上，但仍含有几百个10^-6数量级的La、O和H杂质，这些可通过重蒸馏或升华进一步降低。升华温度为800℃，冷凝温度约500℃，可使用还原-蒸馏时使用的坩埚，在此之前需用酸浸泡并在1800℃下真空除气。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  氢化铥(III) 在 air 作用下， 生成 thulia
  参考文献：
  名称：

  Greene, N. D.; Hodge, F. G., Corrosion, 1966, vol. 22, p. 206 - 213

  摘要：

  DOI：
• 作为产物：
  描述：

  氯化铥(III) 以 neat (no solvent) 为溶剂， 生成 氢化铥(III)
  参考文献：
  名称：

  Klemm, W.; Bommer, H., Zeitschrift fur Anorganische und Allgemeine Chemie

  摘要：

  DOI：
• 作为试剂：
  描述：

  adenyl(3'-5')phophoadenine 在 水 、 氢化铥(III) 作用下， 生成 腺苷-3’-磷酸 、 腺苷酸2(3)-磷酸 、 腺苷
  参考文献：
  名称：

  Unprecedentedly fast hydrolysis of the RNA dinucleoside monophosphates ApA and UpU by rare earth metal ions

  摘要：

  稀土金属（III）离子在 pH 值为 8、30°C 时能迅速水解腺苷酸（3′-5′）和尿苷酸（3′-5′）；在 0.01 mol dm-3 TmIII 的条件下，前者的半衰期为 10 分钟。

  DOI：

  10.1039/c39920000640

文献信息

• Primary aminomethyl derivatives of kaempferol: hydrogen bond-assisted synthesis, anticancer activity and spectral properties
  作者：Shuanglian Cai、Yangyang Kong、Dan Xiao、Yun Chen、Qiuan Wang

  DOI：10.1039/c7ob02927f

  日期：——

  products of kaempferol. The formation of appropriate hydrogen bonds between strong nucleophilic amino acids and phenol is essential for the smooth reaction of the SN2 nucleophilic substitution. The SN2 mechanism hypothesis involving a hydrogen bond-assisted process was also supported by the density functional theory (DFT) analysis. An antiproliferative test of synthetic compounds shows the moderate to potent

  通过涉及曼尼希反应和S N 2亲核取代两个步骤的组合策略合成了山emp酚的一系列伯氨甲基伯衍生物。产物的结构表明，优先的氨基甲基化在山emp酚的A环的C-6或C-8位置，尤其是后者。有趣的是，实验数据表明分子间氢键在山ka酚的主要氨基甲基产物的形成中起关键作用。在强亲核氨基酸和苯酚之间形成适当的氢键对于S N 2亲核取代的平稳反应是必不可少的。在S Ñ密度泛函理论（DFT）分析也支持涉及氢键辅助过程的2种机理假说。合成化合物的抗增殖测试显示，通过CCK-8分析，它对三种人类癌细胞系（HeLa，HCC1954和SK-OV-3）具有中等至有效的细胞毒活性。化合物4e对HeLa细胞显示出选择性的抗增殖活性，且IC50值较低（4.27μm），值得进一步开发。另一个有趣的结果是，大多数金属络合物的最大发射带位于约480 nm处，而Tm和Yb络合物的最大发射带出现在约533 nm处。
• Lanthanide chelates of some quinolinecarboxylic acids
  作者：Alberto Seminara、Amelia Musumeci

  DOI：10.1016/0022-1902(77)80572-1

  日期：1977.1

  The preparation of some lanthanide(III) tris and monobasic bis n-quinolinecarboxylates (n = 4, 6, 8) is reported. All compounds were characterized by elemental analysis and thermoanalytical and conductivity measurements. IR and electronic spectra are also presented, in comparison with the spectra of the corresponding lanthanide(III) 2-quinolinecarboxylates, in order to determine in such a way the ligands

  据报道制备了一些镧系元素（Ⅲ）tris和一元的双正喹啉羧酸酯（n = 4、6、8 ）。所有化合物均通过元素分析，热分析和电导率测量进行了表征。与相应的镧系金属（III）2-喹啉羧酸酯的光谱相比，还给出了红外光谱和电子光谱，以确定配体与阳离子的结合方式。光谱数据表明4-，6-和8-喹啉羧酸形成O-双齿结构，而涉及氮原子的结构可能出现在2-喹啉羧酸的螯合物中。
• Magnetic properties of a new series of rare-earth iron nitrides: R₂Fe₁₇N_y(y approximately 2.6)
  作者：Hong Sun、J M D Coey、Y Otani、D P F Hurley

  DOI：10.1088/0953-8984/2/30/013

  日期：1990.7.30

  A series of interstitial ternary nitrides R2Fe17Ny with 2.3

  一系列间隙三元氮化物 R2Fe17Ny 与 2.3
• Magnetic properties of R2Fe14M3 compounds with M = Ga and SI; R = Y, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er and Tm
  作者：Bao-gen Shen、Bing Liang、Zhao-hua Cheng、Hua-yang Gong、Wen-shan Zhan、Hong Tang、F.R. de Boer、K.H.J. Buschow

  DOI：10.1016/s0038-1098(97)00152-x

  日期：1997.7

  and Si; R = Y, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er and Tm) have been prepared by are-melting. Crystal-structure studies have shown that the prepared samples are single phase with the rhombohedral Th2Zn17 and/or the hexagonal Th2Ni17 structure. Substitution of Ga for Fe in R2Fe17 leads to an increase of the unit-cell volume, whereas Si substitution reduces the unit-cell volume. The Curie temperatures of the R2Fe14Ga3

  已经通过熔化制备了组成为 R2Fe14M3（M = Ga 和 Si；R = Y、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er 和 Tm）的样品。晶体结构研究表明，制备的样品是具有菱形 Th2Zn17 和/或六角形 Th2Ni17 结构的单相。在 R2Fe17 中用 Ga 替代 Fe 导致晶胞体积增加，而 Si 替代降低了晶胞体积。R2Fe14Ga3 和 R2Fe14Si3 化合物的居里温度远大于相应的 R2Fe17 化合物的居里温度。Fe 矩在 Ga 或 Si 取代时降低。R2Fe14Ga3 和 R2Fe14Si3（R = Er 和 Tm）化合物在低温下表现出自旋-重定向转变。(C) 1997 Elsevier Science Ltd.
• Standard enthalpies of formation of some Lanthanide–Cobalt binary alloys by high temperature direct synthesis calorimetry
  作者：S.V. Meschel、P. Nash、Q.N. Gao、J.C. Wang、Y. Du

  DOI：10.1016/j.jallcom.2013.05.162

  日期：2013.11

  Abstract The standard enthalpies of formation of intermetallic compounds of some Lanthanide–Cobalt systems have been measured by high temperature direct synthesis calorimetry at 1373 ± 2 K. The following results in kJ/mol of atoms are reported: CeCo 5 (−9.4 ± 3.3); Ce 2 Co 17 (−6.8 ± 3.2); PrCo 5 (−10.5 ± 2.4); Pr 2 Co 17 (−6.8 ± 3.6); NdCo 5 (−12.7 ± 2.6); Nd 2 Co 17 (−6.6 ± 2.7); SmCo 5 (−12.2 ± 1

  摘要 通过高温直接合成量热法在 1373 ± 2 K 下测量了某些镧系元素-钴系金属间化合物的标准形成焓。 报告了以下结果，单位为 kJ/mol 原子：CeCo 5 (-9.4 ± 3.3) ; Ce 2 Co 17 (-6.8 ± 3.2)；PrCo 5 (-10.5 ± 2.4)；Pr 2 Co 17 (-6.8 ± 3.6)；NdCo 5 (-12.7 ± 2.6)；Nd 2 Co 17 (-6.6 ± 2.7)；钐钴 5 (-12.2 ± 1.8)；Sm 2 Co 17 (-7.2 ± 2.5)；GdCo 5 (-10.0 ± 2.4)；Tb 2 Co 17 (-7.7 ± 2.9)；Dy 2 Co 17 (-8.1 ± 2.9)；HoCo 3 (-17.5 ± 2.2)；ErCo 3 (-19.7 ± 3.3)；TmCo 3 (-22.9 ± 3.0)；LuCo 3 (-23.0