ما هو كلوريد الإيتربيوم ثلاثي

في الكيمياء إن مركب كلوريد الإيتربيوم ثلاثي عبارة عن مركب كيميائي غير عضوي، يتكون من عنصر الإيتربيوم وعنصر الكلور، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (YbCl3)، لم يظهر التوليف الأول لـ (YbCl3) في الأدب حتى عام 1946 ميلادي، بواسطة (Hoogschagen)، يعد كلوريد الإيتربيوم ثلاثي الآن مصدرًا متاحًا بسهولة لأيونات الإيتربيوم (Yb + 3)، وهذا هو السبب في أن دراسة كلوريد الإيتربيوم ثلاثي ذات صلة كيميائيًا.

كلوريد الإيتربيوم ثلاثي

• إن مركب كلوريد الإيتربيوم (III) ذو الصيغة الكيميائية التالية: (YbCl3) عبارة عن بلورات أحادية الميل، مساحيق بيضاء، يتفاعل مع كلوريد النيكل (NiCl2)، من أجل تشكيل محفز فعال للغاية لإزالة الهالوجين الاختزالي لهاليدات الأريل، يتم استخدامه في الحفز وكاشف تحول الرنين المغناطيسي النووي في علم الأحياء، ويمكن استخدامه أيضًا لتتبع عملية الهضم في جميع الحيوانات.

• إن كلوريد الإيتربيوم (III) هو عبارة عن مادة انطلاق نموذجية لإنتاج معدن الإتربيوم (Yb)، كما أنه يستخدم أيضًا مصدرًا لأيون (Yb +3)، وكلوريد الإتربيوم (III) هو عبارة عن ملح له دور كاشف تحول الرنين المغناطيسي النووي، إن تكوين إلكترون التكافؤ لـ لأيون الإيتربيوم في (YbCl3) هو (4f135s25p6)، والذي له آثار حاسمة في السلوك الكيميائي لهذا الأيون.

• أيضًا يتحكم حجم أيون الإتربيوم في سلوكه التحفيزي والتطبيقات البيولوجية، على سبيل المثال، بينما يحتوي كل من (Ce +3) و (Yb +3) على إلكترون واحد غير مزدوج، فإن (Ce +3) أكبر بكثير من (Yb +3) لأن اللانثانيدات (Lanthanides) يصبح أصغر كثيرًا مع زيادة الشحنة النووية الفعالة نظرًا لأن الإلكترونات ليست محمية جيدًا مقارنة بالإلكترونات الأخرى.

• يُعرف هذا السلوك باسم انكماش اللانثانيد، ينتج الحجم الصغير لـ (Yb +3) سلوكًا تحفيزيًا سريعًا ونصف قطر ذري (0.99 Ǻ) يمكن مقارنته بالعديد من الأيونات البيولوجية المهمة، كان من الصعب الحصول على الخصائص الديناميكية الحرارية، حيث تم إجراء العديد من القياسات في الطور الغازي حيث يمكن أن يوجد (YbCl3) مثل ([YbCl6] -3) أو (Yb2Cl6).

• تم الكشف عن أنواع (Yb2Cl6) بواسطة مقياس الطيف الكتلي لتأثير الإلكترون (EI) مثل (+Yb2Cl5)، تنشأ تعقيدات إضافية في الحصول على البيانات التجريبية من عدد لا يحصى من التحولات الإلكترونية المنخفضة (f-d و f-f)، على الرغم من هذه المشكلات تم الحصول على الخصائص الديناميكية الحرارية لـ (YbCl3) وتم تعيين مجموعة تناظر (C3V) بناءً على اهتزازات الأشعة تحت الحمراء الأربعة النشطة.

• إن مركب كلوريد الإيتربيوم ثلاثي عبارة عن مركب سام عن طريق الصفاق، وسام عن طريق الابتلاع، وهو مهيج للجلد والعين، وعند تسخينه إلى (SYN): يتحلل كلوريد الإيتربيوم ثلاثي وينبعث منه أبخرة سامة من غاز الكلور.

تحضير كلوريد الإيتربيوم ثلاثي

• يتم تحضير كلوريد الإيتربيوم ثلاثي (YbCl3) من أكسيد الإتيربيوم الثلاثي (Yb2O3) مع رابع كلوريد الكربون، أو حمض الهيدروكلوريك الساخن، ومن الناحية العملية هناك طرق أفضل لإعداد كلوريد الإيتربيوم ثلاثي للاستخدام المعملي، يعتبر مسار حمض الهيدروكلوريك المائي / كلوريد الأمونيوم منخفض التقنية ولكنه فعال للغاية، من الممكن أن يتم تجفيف كلوريد الإيتربيوم ثلاثي المائي بشكل بديل باستخدام مجموعة متنوعة من الكواشف، خاصة كلوريد ثلاثي ميثيل سيليل.

• تم نشر طرق أخرى بما في ذلك تفاعل مسحوق المعدن مع كلوريد الزئبق عند درجة حرارة عالية في أنبوب مغلق، تم الإبلاغ عن مجموعة متنوعة من الطرق إلى كلوريد الإيتربيوم ثلاثي المذاب بما في ذلك تفاعل المعدن مع هالوكربونات مختلفة في الوقت الحاضر من مذيب مانح مثل THF، أو تجفيف الكلوريد المائي باستخدام ثلاثي ميثيل سيليل أو كلوريد الثيونيل.

مرة أخرى في مذيب مثل (THF)، يمكن إنتاج كلوريد الإيتربيوم اللامائي (III) بواسطة طريق كلوريد الأمونيوم، في الخطوة الأولى، يتم تسخين أكسيد الإيتربيوم مع كلوريد الأمونيوم لإنتاج ملح الأمونيوم لخماسي كلوريد:

Yb2O3 + 10NH4Cl → 2 (NH4) 2YbCl5 + 6H2O + 6NH3

• في الخطوة الثانية فإنه يتم تحويل ملح كلوريد الأمونيوم إلى ثلاثي كلوريد عن طريق التسخين في فراغ عند 350-400 درجة مئوية:

(NH4) 2YbCl5 → YbCl3 + 2HCl + 2NH3

استخدامات كلوريد الإيتربيوم ثلاثي

• يستخدم كلوريد الإيتربيوم ثلاثي كمحفز، حيث يعمل كلوريد الإيتربيوم ثلاثي، مع إلكترون واحد غير مزدوج، بمثابة حمض لويس لملء المدار (4f)، تسمح طبيعة لويس الحمضية لـ (YbCl3) بالتنسيق (عادةً مثل +[YbCl2]) في حالات الانتقال لتحفيز تفاعلات الألكلة، مثل تفاعل (Aldol) وتفاعل (Pictet-Spengler).

• تفاعل (Aldol) هو تفاعل فرعي في الكيمياء العضوية التركيبية، يقدم كلوريد الإيتربيوم ثلاثي محفز حمض لويس الذي يساعد تفاعل (Pd) المحفز لإزالة الكربوكسيل (Aldol) بين (enolate) كيتون والألدهيد، ينتج تفاعل (Pictet-Spengler) نظام حلقة رباعي هيدرو-بيتا-كاربولين قيم يمكن استخدامه لاحقًا في قلويدات الإندول المحضرة صناعياً.

• وقد أعطى تفاعل حمض لويس المحفز مع كلوريد الإيتربيوم ثلاثي عوائد ممتازة وأوقات تفاعل مخفضة من أربعة أيام إلى 24 ساعة، يوفر الحجم الصغير لـ (Yb +3) تحفيزًا سريعًا، ولكن على حساب الانتقائية، على سبيل المثال يكون الأستلة الأحادية لميزو -1 ، 2-ديول أسرع (2 ساعة) مع كلوريد الإيتربيوم ثلاثي، لكن الانتقائية الكيميائية للمنتج أحادي الأسيتيل منخفضة (50٪) مقارنة بمركب كلوريد السيريوم (III) (CeCl3) (23 ساعة ، 85٪).

• كلوريد الإيتربيوم ثلاثي هو كاشف تحول الرنين المغناطيسي النووي الذي ينتج رنينًا مختلفًا مع النوى التي تلامس كلوريد الإيتربيوم ثلاثي مقابل تلك النوى التي لا تتلامس مع كاشف التحول، بشكل عام الأنواع شبه المغناطيسية، مثل أيون (لانثانيد) +3، هي كواشف تحول مرغوبة، لقد تأثر بيولوجيا الغشاء بشكل كبير بـ كلوريد الإيتربيوم ثلاثي.

• تعد الإشارات العصبية جانبًا أساسيًا من جوانب الحياة يمكن فحصه باستخدام كلوريد الإيتربيوم ثلاثي باستخدام تقنيات الرنين المغناطيسي النووي، يمكن أيضًا استخدام كلوريد الإيتربيوم ثلاثي كمسبار أيون الكالسيوم، بطريقة مشابهة لمسبار أيون الصوديوم، ويستخدم كلوريد الإيتربيوم ثلاثي أيضًا لتتبع الهضم في الحيوانات.

• يسافر كلوريد الإيتربيوم ثلاثي مع الطعام الصلب وبالتالي يساعد في تحديد المرحلة الغذائية المثالية لدمج المضافات الغذائية، ويتم قياس تركيز كلوريد الإيتربيوم ثلاثي كمياً من مقياس الطيف الكتلي البلازما المقترنة بالحث (ICP) إلى 0.0009 ميكروغرام لكل مل، ينتج عن تركيز كلوريد الإيتربيوم ثلاثي مقابل الوقت معدل تدفق الجسيمات الصلبة في هضم الحيوان.

• لا يتضرر الحيوان من كلوريد الإيتربيوم ثلاثي؛ وذلك لأن كلوريد الإيتربيوم ثلاثي يُفرز ببساطة في البراز ولم يلاحظ أي تغيير في وزن الجسم أو وزن الأعضاء أو مستويات الهيماتوكريت في الفئران، إن الطبيعة التحفيزية لكلوريد الإيتربيوم ثلاثي لها أيضًا تطبيق في المصفوفات الدقيقة للحمض النووي، أو ما يسمى “رقائق” الحمض النووي.

• أدى كلوريد الإيتربيوم ثلاثي إلى زيادة بنسبة 50-80 ضعفًا في دمج الدقيق في الحمض النووي المستهدف، والذي يمكن أن يحدث ثورة في اكتشاف الأمراض المعدية (مثل الاختبار السريع لمرض السل)، ويستخدم كلوريد الإيتربيوم الثلاثي ككاشف معمل، زجاج بصري، سيراميك إنشائي، وكمكونات كهربائية ومواد ضوئية ضوئية.