Оксид тулия(III)

Оксид тулия​(III)​
Общие
Систематическое наименование	Оксид тулия​(III)​
Традиционные названия	Сесквиоксид тулия
Хим. формула	Tm2O3
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	385,866 г/моль
Плотность	8,88 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	2380 °C
Коэфф. тепл. расширения	6,8·10^−6 K^−1[1][2]
Классификация
Рег. номер CAS	12036-44-1
PubChem	159411
Рег. номер EINECS	234-851-6
SMILES	[O-2].[O-2].[O-2].[Tm+3].[Tm+3]
InChI	InChI=1S/3O.2Tm/q3*-2;2*+3 ZIKATJAYWZUJPY-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider	140188
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Оксид тулия(III)  — бинарное неорганическое соединение тулия и кислорода с химической формулой Tm₂O₃.

Получение

Оксид тулия(III) может быть получен путём окисления металлического тулия в атмосфере кислорода

${\displaystyle {\mathsf {4Tm+3O_{2}{\xrightarrow {}}\ 2Tm_{2}O_{3}}}}$

или термическим разложением нитратов, оксалатов, сульфатов, карбонатов на воздухе выше 800—900 °C.

Физические свойства

Оксид тулия(III) представляет собой бесцветные кристаллы. Имеет кубическую кристаллическую решетку типа NaCl (пространственная группа Ia3) с периодом решетки 1,4866 нм. При температурах выше 2280 °C кубическая решетка переходит в гексагональную с параметрами c = 0,604 нм и а = 0,378 нм.

Также образует моноклинную решетку (пространственная группа C2/m) с параметрами решетки а = 1,318 нм, b = 0,3447 нм, c = 0,8505 нм, β = 100^o20', которая стабильна выше 1005 °C при внешнем давлении 4 ГПа. Метастабильная моноклинная фаза в оксиде тулия может быть получена путём закалки с последующим снятием давления^[3][4].

При температурах выше 1500 °C в вакууме, среде инертного газа или водорода теряет незначительное количество кислорода до состава Tm_2.00O_2.80.

Является антиферромагнетиком с шириной запрещенной зоны 5,1 эВ и магнитной восприимчивостью 78340∙10⁻⁶ см³/моль^[5].

Имеет следующие физико-механические свойства^[1][2]:

• Коэффициент Пуассона 0,292
• Модуль упругости 162,2 ГПа
• Модуль сдвига 62,9 ГПа
• Прочность на изгиб 138 МПа

Применение

Используется в качестве рабочей формы изотопа Tm-170 в радиоизотопных источниках энергии с удельной мощностью 2-3 Вт/г или объемной мощностью 18-27 Вт/см^3[1].

Как активатор в люминофорах^{[источник не указан 3046 дней]}.

В качестве активной примеси волоконных световодов на основе кварцевого стекла с областью люминесценции 1,7-1,9 мкм^[6]. Также в лазерах на иттрий-алюминиевом гранате с длиной волны излучения 1,9-2,1 мкм.

Примечания

1. P. K. Smith, J. R. Keski, and C. L. Angerman. Properties of thulium metal and oxide. Savannah. River Laboratory, Aiken, SC, Report DP-1114, June. 1967.
2. W. R. Manning, O. Hunter. Elastic properties of polycrystalline thulium oxide and lutetium oxide from 20 ° to 1000 °C // J. Am. Ceram. Soc. — 1970. — Vol. 53, No. 5. — P. 279—280.
3. Eyring L. The binary rare earth oxides, in: Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. — 1979. — Vol. 3, Chapter 27. — P. 337—399.
4. H. R. Hoekstra, K. A. Gingerich. High-pressure B-type polymorphs of some rare-earth sesquioxides // Science. — 1964. — Vol. 146, No. 3648. — P. 1163—1164.
5. H. B. Lal, V. Pratap. Low temperature magnetic susceptibility of thulium sesquioxide // Current Science. — 1976. — Vol. 45, No. 15. — P. 545.
6. А. С. Курков, Е. М. Дианов. Непрерывные волоконные лазеры средней мощности // Квантовая электроника. — 2004. — Т. 34, № 10. — P. 881—900.