Ртутьтулий

Ртутьтулий (меркурид тулия, амальгама тулия, TmHg) — бинарное интерметаллическое соединение тулия с ртутью. В отличие от ионных солей, в TmHg реализуется металлическая связь, характерная для меркуридов редкоземельных элементов. Синонимическое название «амальгама тулия» в научной литературе употребляется наравне с систематическим наименованием «меркурид тулия».

Состав и кристаллическая структура

Молярная масса TmHg составляет 369,52 г/моль (Tm — 168,93 г/моль, Hg — 200,59 г/моль). Стехиометрия 1:1 типична для экваториальных меркуридов тяжёлых лантанидов. Кристаллическая структура относится к кубической сингонии — структурный тип CsCl (B2-фаза), в котором атомы тулия и ртути занимают позиции в вершинах и центре элементарной ячейки куба соответственно. Этот тип структуры подтверждён рентгенографически для ряда аналогичных соединений RHg (R = лантаноид).

Вещество относится к классу меркуридов — твёрдых интерметаллических фаз системы металл–ртуть. В природе не встречается; получается исключительно синтетически.

Физические и химические свойства TmHg

Внешне ртутьтулий представляет собой кристаллы металлически-серого цвета с металлическим блеском. Вещество нерастворимо в воде, не образует кристаллогидратов, не гигроскопично при хранении в нормальных условиях. С большинством химических соединений при умеренных температурах не реагирует.

Химически активен по отношению к концентрированным минеральным кислотам — азотной, серной, соляной. При нагревании ртуть из меркурида испаряется, что используется для освобождения исходных металлов; этот процесс характерен для меркуридов металлов с высокой температурой кипения.

При нагреве в незапаянных системах интерметаллид разлагается на составляющие с выделением паров ртути, что определяет требования к условиям работы с веществом.

Токсичность и класс опасности

Ртутьтулий относится к соединениям ртути и является высокотоксичным веществом. Пары ртути, выделяющиеся при нагреве, представляют основную опасность при работе с TmHg. Вещество способно накапливаться в организме (кумулятивный эффект), нарушая функции центральной нервной системы и внутренних органов.

Все работы с ртутьтулием — хранение, транспортировка, взвешивание, синтез — должны проводиться в соответствии с действующими санитарными нормами по работе с ртутью и её соединениями. Обязательно применение средств индивидуальной защиты: герметичные перчатки, защитные очки, респиратор с фильтром для паров ртути. Работа в закрытых помещениях только при наличии принудительной вытяжной вентиляции.

Тара для хранения — герметично закрытые ёмкости, устойчивые к парам ртути. Транспортировка — согласно требованиям к перевозке опасных грузов 1–2 класса опасности.

Синтез меркурида тулия

TmHg получают прямым сплавлением чистых металлов — тулия и ртути. Поскольку ртуть обладает низкой температурой кипения (357°С при атмосферном давлении) и высоким давлением паров при нагреве, синтез необходимо проводить в запаянной эвакуированной ампуле из кварцевого стекла. Это исключает потери ртути и обеспечивает безопасность процесса. Работа с веществом в открытых системах категорически не допускается из-за токсичности паров ртути.

Исходные металлы должны быть высокой степени чистоты. Тулий металлический, применяемый для синтеза, выпускается по марке ТуМ-1.

Применение ртутьтулия

TmHg применяется в исследовательских лабораториях и специализированных научных центрах. Основная область — изучение магнитных, электронных и структурных свойств бинарных меркуридов редкоземельных металлов. Меркуриды лантанидов с кубической структурой CsCl представляют интерес как модельные объекты для исследования взаимосвязи кристаллической структуры и магнитного поведения f-элементов.

В промышленном производстве и в прикладных технологиях TmHg применений не имеет. Это узкоспециализированный реактивный материал научного назначения.

Форма поставки и условия хранения

Ртутьтулий поставляется в виде кристаллического порошка или кусковых кристаллов в герметичной упаковке из материалов, устойчивых к парам ртути. Масса партии — по согласованию. Хранение: тёмное сухое место, отдельно от веществ, несовместимых с ртутью. Транспортировка осуществляется в соответствии с правилами перевозки токсичных веществ.

Смежные соединения тулия — фторид, нитрат, сульфат и другие соли — представлены в разделе тулий и его соединения.